川芎嗪调控miR-139-5p/CXCR4通路促进骨髓间充质干细胞迁移

[目的]探讨川芎嗪(tetramethylpyrazine,TMP)是否通过调控miR-139-5p/趋化因子受体4(chemokine receptor 4,CXCR4)促进骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)迁移。[方法]采用全骨髓贴壁法培养SD大鼠BMSCs,50、100μmol·L^(-1)的TMP预处理BMSCs 24 h,脂质体3000转染miR-139-5p mimic、inhibitor,以细胞划痕和Transwell实验检测BMSCs迁移能力,双萤光素酶报告基因系统检测miR-139-5p与CXCR4之间的靶向性,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time quantitative polymerase chain reaction,Real-time qPCR)检测miR-139-5p表达,免疫印迹法检测CXCR4蛋白表达。[结果]与正常对照组比较,转染miR-139-5p mimic后,细胞划痕愈合减慢(P<0.01),Transwell小室迁移的细胞数量减少(P<0.01),CXCR4蛋白表达下调(P<0.05),而转染miR-139-5p inhibitor的作用相反。双萤光素酶报告基因检测结果表明,CXCR4是miR-139-5p的潜在靶基因(P<0.01)。与正常对照组比较,50、100μmol·L^(-1)TMP预处理均下调miR-139-5p表达(P<0.01);与TMP组比较,TMP+miR-139-5p mimic组划痕愈合减慢(P<0.01),Transwell小室迁移的细胞数量减少(P<0.01),CXCR4蛋白表达下调(P<0.01),TMP+miR-139-5p mimic NC组无明显变化(P>0.05)。[结论]TMP可促进BMSCs迁移,其机制可能与下调miR-139-5p,增加CXCR4的表达有关。

基于IGF-1/SDF-1/CXCR4轴研究黑地黄丸含药血清对骨髓间充质干细胞增殖迁移的影响

目的探索黑地黄丸对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖、迁移的影响及机制。方法全骨髓细胞贴壁法分离BMSCs并鉴定。MTT检测黑地黄丸对BMSCs增殖的影响并确定最佳干预浓度。将BMSCs分为对照组、黑地黄丸含药血清组、黑地黄丸含药血清+胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor,IGF-1R)抑制剂组、黄芪甲苷含药血清组,采用细胞划痕实验检测各组BMSCs的划痕愈合率,采用Transwell实验检测BMSCs的迁移数量。ELISA法检测培养上清中胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)-1的含量,Western blot检测BMSCs中IGF-1、趋化因子受体(C-X-C chemokine receptor type,CXCR)4、基质细胞衍生因子(stromal cell-derived factor,SDF)-1的表达。结果成功提取大鼠BMSCs,1%~10%的黑地黄丸含药血清可促进BMSCs增殖,且5%黑地黄丸含药血清促增殖作用最佳。与对照组比较,5%黑地黄丸含药血清促进BMSCs的迁移(P<0.05),并可显著增加BMSCs培养上清中IGF-1的水平(P<0.05),上调BMSCs内IGF-1、CXCR4的表达(P<0.05),下调SDF-1的表达(P<0.05)。与5%黑地黄丸含药血清组比较,IGF-1R抑制剂可抑制BMSCs的迁移(P<0.05),显著下调CXCR4的表达(P<0.05),上调SDF-1的表达(P<0.05)。结论黑地黄丸可促进BMSCs增殖,并可通过上调BMSCs内IGF-1的表达,促进IGF-1与IGF-1R的结合,增加表面趋化因子CXCR4的表达,进而调控SDF-1/CXCR4轴,促进BMSCs迁移。

CXCR4基因修饰对骨髓间充质干细胞向急性肾损伤微环境定向迁移的放大效应及机制

目的:低氧/复氧预处理肾小管上皮细胞(HR-RTECs)体外模拟急性肾损伤(AKI),与CXCR4基因修饰的骨髓间充质干细胞(BMSCs)共培养,观察该共培养环境下CXCR4基因修饰对BMSCs定向迁移力的影响,探讨其可能机制,并以动物模型进一步验证。方法:Gateway技术构建含CXCR4目的基因的质粒[绿色荧光蛋白(eGFP)为示踪基因)],同时构建仅含eGFP的对照载体,以携带上述质粒的慢病毒为载体转染BMSCs合成CXCR4-BMSCs和null-BMSCs,检测转染细胞活力、分化潜能及CXCR4在转染细胞中的表达。RTECs于HR环境中各培养12h获得HR-RETCs。实验共分四组,将BMSCs、CXCR4-BMSCs、null-BMSCs分别与HR-RTECs共培养,BMSCs与RTECs共培养作为对照。培养48h后检测各组BMSCs的定向迁移能力,ELISA检测RTECs培养上清中基质细胞衍生因子1(SDF-1)浓度,Western印迹检测BMSCs内pAKT、pMAPK水平。构建AKI小鼠模型,随机分为BMSCs移植组、CXCR4-BMSCs移植组和null-BMSCs移植组,移植细胞均采用5溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记,移植7d后处死,免疫组化法检测移植细胞在肾组织的分布。结果:成功转染的BMSCs活力及分化潜能均无变化,CXCR4表达在CXCR4-BMSCs中明显增加。HR-RTECs模拟的AKI共培养环境可增强BMSCs的迁移能力,空载体转染对BMSCs的迁移能力并无额外影响,但CXCR4修饰的BMSCs向AKI微环境的迁移细胞数进一步显著增加。HR-RTECs培养上清中的SDF-1浓度增加,与其共培养的三种BMSCs内的pAKT、pMAPK水平也均增加,且以CXCR4-BMSCs的pAKT、pMAPK水平最强。CXCR4基因修饰可显著增加AKI肾组织中BrdU+细胞(BMSCs)的比例。结论:AKI微环境对BMSCs有明显趋化作用,CXCR4基因修饰可进一步增强BMSCs的定向迁移能力,SDF-1/CXCR4轴为发挥作用的主要趋化因子/受体,其下游的AKT和MAPK通路为发挥作用的可能信号机制。CXCR4-BMSCs移植有望成为修复AKI的一种新的有效方法。

骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中CXCR4蛋白表达的研究

目的探究中医补肾阴、补肾阳、健脾、补肾健脾不同治法对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中CXCR4蛋白表达的影响,从而为中药防治骨质疏松症提供依据。方法体外分离培养大鼠BMSCs,将SPF雌性SD大鼠用随机数字表法随机分成6组,依次分别为:正常组、诱导液组、补肾阴组、补肾阳组、健脾组、补肾健脾组。对大鼠进行7 d灌胃,制备含药血清,各组成骨诱导18 d后,进行茜素红染色检测矿化情况,采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测上述每组细胞上清液CXCR4、BMP2蛋白表达水平。结果诱导18 d后,与正常组相比,补肾阳组与补肾健脾组BMP-2含量均显著升高(P<0.01),诱导组、补肾阴组BMP-2含量有所升高,但差异不具有统计学意义(P>0.05);与诱导组相比,补肾健脾组BMP-2含量均显著升高(P<0.01),补肾阴组与补肾阳组BMP-2含量有所升高,但差异无统计学意义(P>0.05),各含药组BMP-2蛋白浓度比较依次为:补肾健脾组>补肾阳组>补肾阴组>健脾组;与正常组相比,各组CXCR4含量均显著升高(P<0.01),且补肾健脾组上升最高(P<0.01);与诱导组相比,补肾阴组CXCR4含量明显升高(P<0.05),补肾阳组与补肾健脾组CXCR4含量均显著升高(P<0.01),健脾组CXCR4含量也有所上升,但差异无统计学意义(P>0.05),各含药组CXCR4蛋白含量比较依次为:补肾健脾组>补肾阳组>补肾阴组>健脾组;与正常组和诱导液组以及其他中药组相比较,补肾健脾组矿化结节数目最多,且体积也比其他组大。结论补肾阴、补肾阳、健脾、补肾健脾不同治法对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化起到正向促进作用,这一作用可能是通过调控CXCR4蛋白水平而转变的。且本研究中补肾健脾法调控效果优于其他中药组,印证了中医“肾主骨,生髓;脾主肌肉,四肢”理论,进而证实肾虚是骨质疏松症发病根本,脾虚是骨质疏松症发病关键,治疗应该注重补肾健脾。

补肾活血汤提取物促进大鼠骨髓间充质干细胞体外迁移及CXCR4表达的研究

目的筛选补肾活血汤促进大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)体外迁移的活性部位并研究其对CXCR4蛋白表达的影响。方法补肾活血汤采用索氏提取法,得到石油醚、乙酸乙酯、无水乙醇及水提物4个部位。全骨髓贴壁培养法培养BMSCs,取第三代(P3)BMSCs进行实验。补肾活血汤4个部位按照10,50,100μg·mL^(-1)浓度梯度对BMSCs进行Transwell实验,筛选出有效部位。使用Western blot和细胞免疫荧光检测补肾活血汤有效部位对CXCR4蛋白表达的影响。结果 Transwell结果显示,补肾活血汤石油醚部位具有明显促进大鼠BMSCs体外迁移的作用,以100μg·mL^(-1)浓度最佳(P<0.05)。Western blot、细胞免疫荧光结果显示,补肾活血汤石油醚部位呈浓度依赖性上调大鼠BMSCs的CXCR4蛋白表达(P<0.05)。结论补肾活血汤促进大鼠BMSCs体外迁移的有效部位为石油醚部位,其相关机制可能与上调CXCR4蛋白表达,激活SDF-1/CXCR4信号轴有关。

基质细胞衍生因子-1_α/CXCR4/CXCR7轴对骨髓间充质干细胞迁移的影响

目的探讨基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)受体CXCR4、CXCR7在骨髓间充质干细胞(BMSCs)中蛋白和mRNA的表达;及SDF-1α/CXCR4/CXCR7轴对BMSCs迁移作用的可能机制。方法体外培养大鼠BMSCs,流式细胞术鉴定细胞表面抗原CD29、CD44和CD34。应用CXCR4特异性拮抗剂AMD3100及CXCR7中和抗体分别阻断CXCR4及CXCR7,通过Western blotting和RT-PCR分别检测BMSCs蛋白和mRNA的表达变化;Transwell法检测细胞迁移能力。本次实验分为单纯BMSCs组(A)、AMD3100预处理BMSCs组(B)、CXCR7中和抗体预处理BMSCs组(C)及AMD3100+CXCR7中和抗体预处理BMSCs组(D)。结果经鉴定第3代大鼠BMSCs中CD29和CD44均呈阳性表达,而CD34表达阴性。BMSCs中CXCR4、CXCR7蛋白和mRNA均有表达。与A组相比,B组及D组CXCR4及CXCR7蛋白表达明显受到抑制(P<0.05),C组只有CXCR7蛋白表达降低(P<0.05);各组CXCR4 mRNA和CXCR7 mRNA的表达差异均无显著性。SDF-1α可以诱导BMSCs迁移,与0μg/L组相比,10μg/L组和100μg/L组穿膜细胞数均显著增多(P<0.01),与10μg/L组相比,100μg/L组穿膜细胞数亦明显增多(P<0.01);AMD3100和CXCR7中和抗体均能抑制BMSCs的迁移作用(P<0.05),当两者同时作用时,抑制效应更为显著(P<0.05)。结论 BMSCs共表达CXCR4、CXCR7蛋白及mRNA;BMSCs的迁移具有SDF-1α浓度依赖性;SDF-1α/CXCR4/CXCR7轴介导BMSCs的迁移作用,CXCR4受体和CXCR7受体对BMSCs的迁移可能具有协同促进作用。

低氧对人骨髓间充质干细胞趋化因子受体CXCR4和CX_3CR1表达的影响

背景：移植的骨髓间充质干细胞能向损伤病灶部位定向迁移，进而发挥治疗作用，但关于其向病灶定向迁移的具体机制还不十分清楚。目的：观察低氧对人骨髓间充质干细胞趋化因子受体CXCR4和CX3CIR1表达的影响。设计、时间和地点：细胞学体外观察，于2008-02／2009-02在解放军第三军医大学新桥医院中心实验室进行。材料：骨髓标本取自解放军第三军医大学附属新桥医院血液科收治的15-40岁正常或原发病未累及骨髓患者。方法：穿刺采集骨髓，密度梯度离心结合贴壁培养法分离纯化入骨髓间充质干细胞。取生长良好的第3代细胞接种于25cm。培养瓶中，培养至70％-80％融合后，置于37℃、体积分数分别为3％O2、5％CO2，92％N2的饱和湿度孵育箱内培养48h，以常氧培养作为对照。主要观察指标：相差显微镜下观察细胞形态，流式细胞仪检测细胞表面标记物，Realtime荧光定量PCR法检测CXCR4和CX3CR1 mRNA的表达，免疫细胞化学和Westernblot法检测CXCR4和CX3CR1蛋白的表达。结果：体外分离纯化的人骨髓间充质干细胞呈成纤维细胞样，培养12-14d达90％汇合，呈极性排列，集落呈漩涡状：CD105和CD29阳性率分别为99．38％和99．13％，而CD14，CD45均呈阴性表达。在体积分数为3％的02培养条件下，人骨髓间充质干细胞CXCR4和CX3CR1mRNA的表达分别是常规培养条件下的2．130倍和2．361倍，CXCR4和CX3CR1蛋白的表达分别是常规培养条件下的1．69倍和1．93倍，CXCR4和CX3CR1主要表达于人骨髓间充质干细胞的胞膜和胞浆。结论：体积分数为3％的02低氧条件能够促进人骨髓间充质干细胞趋化因子受体CXCR4和CX3CR1mRNA及蛋白的表达，这可能是体内移植的骨髓间充质干细胞向损伤病灶定向迁移的机制之一。

基质细胞衍生因子1及其受体CXCR4对人骨髓间充质干细胞向脑缺血损伤区迁移的影响

背景:近年研究发现移植的骨髓间充质干细胞能向颅内创伤、脑卒中、炎症和变性疾病等病灶部位迁移,进而发挥治疗作用,但对于其向病灶定向迁移的具体机制还不十分清楚。目的:探讨基质细胞衍生因子1及其受体CXCR4在移植的骨髓间充质干细胞趋向缺血脑组织迁移中的作用。设计、时间及地点:细胞学体内实验,于2008-02/2009-02在解放军第三军医大学新桥医院中心实验室进行。材料:骨髓标本取自解放军第三军医大学附属新桥医院血液科收治的15～40岁正常或原发病未累及骨髓患者,三四月龄健康雄性SD大鼠72只由解放军第三军医大学野战外科研究所实验动物中心提供。方法:密度梯度离心贴壁筛选法分离纯化、体外培养人骨髓间充质干细胞。54只大鼠参照Nagasawa线栓法制备局灶性脑缺血再灌注模型,剩余18只作为假手术组,仅插入线栓10mm。模型组及假手术组大鼠各取9只,分别于造模后第2,4,8天,采用Real-timePCR和免疫组织化学法定量分析缺血脑组织基质细胞衍生因子1表达变化。剩余36只脑缺血再灌注模型鼠随机分为细胞移植组、溶液对照组,18只/组,于再灌注后24h分别从尾静脉缓慢注入1mL人骨髓间充质干细胞悬液(含2×109L-1个细胞)或1mLPBS。主要观察指标:人骨髓间充质干细胞CXCR4 mRNA和蛋白的表达,缺血再灌注后脑组织基质细胞衍生因子1mRNA和蛋白表达变化,免疫组织化学检测人骨髓间充质干细胞向缺血脑组织的迁移和分布。结果:RT-PCR结果发现人骨髓间充质干细胞表达CXCR4 mRNA,免疫细胞化学染色发现CXCR4主要表达于人骨髓间充质干细胞的胞膜和胞浆。脑缺血再灌注损伤后2,4,8d,趋化因子基质细胞衍生因子1mRNA水平呈上升趋势,与假手术组比较差异有显著性意义(P<0.05)。经静脉移植的人骨髓间充质干细胞定向迁移到脑损伤区域,并大量分布于基质细胞衍生因子1高表达的缺血半暗区,损伤侧大脑半球人骨髓间充质干细胞数量显著高于对侧半球(P<0.01)。结论:基质细胞衍生因子1及其受体CXCR4参与并促进人骨髓间充质干细胞向脑缺血再灌注损伤区的迁移。

SDF-1/CXCR4介导体外冲击波促进大鼠骨髓间充质干细胞的黏附、迁移作用

目的探讨体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)对大鼠骨间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)黏附、迁移及成骨分化的影响及SDF-1/CXCR4通路在其中的作用。方法体外试验分四组:空白对照组(Ctrl组)、冲击波组(ESW组)及CXCR4特异性抑制剂AMD3100对照组(AMD组),采用最适宜能力ESW(500脉冲次数、10 kV)处理MSCs,通过黏附率、划痕试验、Transwell试验对比MSCs黏附及迁移能力的差别,通过ELISA检测SDF-1分泌表达及蛋白免疫印迹法检测CXCR4的表达,研究SDF-1/CXCR4通路的作用;体内试验则选取12周龄SD大鼠48只,随机分成Ctrl、ESW及AMD 3组各16只,采用右侧股骨中段骨缺损模型,各组骨缺损处植入载有该组细胞的PLGA支架,AMD组术后接受AMD3100注射(1 mg/kg/day),于术后第4、8周取材,通过HE染色评估骨缺损区域的骨愈合及新生骨形成情况。结果ESW明显增加了MSCs的SDF-1分泌量及CXCR4受体表达,促进了MSCs的黏附、迁移及骨缺损的愈合,AMD3100可部分抑制ESW此促进作用。结论ESW可促进MSCs的黏附、迁移能力,并促进骨缺损区域的骨愈合,其分子机制与分泌型蛋白SDF-1及其受体CXCR4的表达相关,此结果为ESW在促进骨愈合治疗中的临床应用提供了理论基础。

共表达EGFP和CXCR4的大鼠骨髓间充质干细胞的构建及其迁移能力

目的构建携带增强绿色荧光蛋白(EGFP)及CXCR4慢病毒载体,并实现其在大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)中的表达,观察转CXCR4基因后对rMSCs迁移能力的影响。方法 RT-PCR扩增大鼠CXCR4编码区片段,将其插入慢病毒载体质粒PNL-IRES2-EGFP,获得的PNL-CXCR4-IRES2-EGFP与包装及包膜质粒用脂质体法共转染293T细胞,包装生产慢病毒。所获慢病毒转染rMSCs后,用RT-PCR、Western blot、细胞免疫荧光组织化学和流式细胞术检测转CXCR4基因rMSCs组、转空载体rMSCs组中CXCR4表达情况。利用Transwell方法检测两组rMSCs在SDF-1作用下的迁移能力。结果双酶切和测序证实,PNL-CXCR4-IRES2-EGFP构建正确,转CXCR4基因rMSCs组CXCR4表达明显增多,在SDF-1α作用下迁移能力明显增强。结论成功构建带有EGFP和大鼠CXCR4的慢病毒载体,并获得CXCR4-rMSCs基因工程细胞,为深入研究SDF/CXCR4轴在rMSCs向损伤组织定向迁移中的作用奠定了基础。

SDF-1/CXCR4信号轴调控骨髓间充质干细胞向哮喘小鼠肺组织的迁移

目的：探讨基质细胞衍生因子-1（SDF-1）/CXCR4轴在外源性骨髓间充质干细胞（MSC）向哮喘模型小鼠肺组织迁移的作用.方法：无菌条件下取GFP转基因小鼠骨髓MSC,体外扩增,鉴定.采用Transwell培养系统,观察0、50、100、150和200 ng/ml SDF-1和CXCR4阻断剂AMD3100对MSC体外定向迁移的影响.取60只雌性BALB/c小鼠,随机分为6组（n=10）：PBS非哮喘组、MSC非哮喘组、PBS哮喘组、MSC哮喘组、SDF-1处理哮喘组、AMD3100处理哮喘组.哮喘组采用哮喘致敏液0.2 ml（含100 μg卵白蛋白）致敏,并使用卵白蛋白雾化吸入激发哮喘.非哮喘组在致敏和激发时均予以PBS处理.MSC处理组于哮喘激发前移植外源性MSC.SDF-1处理哮喘组在MSC移植前气管内注入SDF-1,AMD3100处理哮喘组注入AMD3100预先孵育的MSC.PBS哮喘组注射等量的PBS液.采用Westernablot和RT-PCR方法检测肺组织中SDF-1的表达水平,通过荧光显微镜观察表达GFP的外源性MSC在哮喘小鼠肺组织中的分布情况,比较SDF-1和CXCR4阻断剂AMD3100干预对MSC向肺组织迁移的影响.结果：Transwell实验显示MSC的迁移水平与SDF-1（0~150军ng/ml）成浓度依赖性.与正常小鼠比较,哮喘小鼠肺组织SDF-1表达增强.与MSC非哮喘组比较,MSC哮喘组小鼠肺部有更多MSC聚集.在哮喘肺组织中增加外源性SDF-1能够促进MSC向肺组织迁移.通过AMD3100阻断MSC的CXCR4可以明显减少MSC向肺组织的迁移水平.结论：SDF-1/CXCR4轴参与了MSC迁移到哮喘小鼠肺组织的过程.

补肾活血汤含药血清对骨髓间充质干细胞迁移及CXCR4表达的影响

【目的】探讨补肾活血汤对骨髓间充质干细胞(BMSCs)迁移及趋化因子受体CXCR4表达的影响。【方法】以大鼠BMSCs为研究对象,采用全骨髓贴壁法培养BMSCs。采用流式细胞术鉴定细胞表面抗原CD90、CD34、CD11b;采用Transwell试验检测不同剂量组补肾活血汤含药血清对BMSCs迁移的影响;采用Western blot法检测细胞CXCR4的蛋白表达水平。【结果】细胞表面抗原标记结果显示所得细胞为高纯度BMSCs。Transwell结果显示,补肾活血汤含药血清可显著增强大鼠BMSCs的迁移能力;Western blot结果显示,高、中、低剂量组补肾活血汤含药血清呈浓度依赖性上调大鼠BMSCs的CXCR4蛋白表达,与空白血清组比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。【结论】补肾活血汤含药血清可促进BMSCs的体外迁移,并影响CXCR4蛋白的表达,其机制可能与上调CXCR4的表达、激活SDF-1/CXCR4轴有关。

17β-雌二醇通过上调CXCR4表达促进骨髓间充质干细胞的趋化迁移

目的研究17β-雌二醇(17β-estradiol,17β-E2)对体外骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)趋化因子受体CXCR4表达的影响及CXCR4表达变化对BMSCs趋化迁移的调控情况。方法全骨髓法+贴壁法分离、培养BMSCs,不同浓度(10-10、10-9、10-8、10-7、5×10-7、10-6mol/L)的17β-雌二醇诱导经雌激素受体拮抗剂ICI182780处理和未经处理的BMSCs后于不同时相点(24、48 h),用RT-PCR法和Western blot法分别检测细胞趋化因子受体CXCR4的表达情况,利用Transwell小室体外迁移体系观察10-7mol/L 17β-雌二醇诱导前后的BMSCs对于不同浓度基质细胞衍生因子SDF-1的定向迁移情况,及采用AMD3100阻断SDF-1特异性受体CXCR4后对雌激素诱导前后BMSCs定向迁移的影响。结果 BMSCs在不同浓度17β-雌二醇诱导24、48 h后,其CXCR4 mRNA的表达均有不同程度的升高,其中以24 h时10-7mol/L组升高最为明显(P<0.05)。CXCR4蛋白表达在24 h各浓度组以升高为主,24 h时5×10-7mol/L组升高最为明显,48 h各浓度组以降低为主。雌激素受体拮抗剂ICI 182780能够明显抑制17β-雌二醇对CXCR4表达的影响(P<0.05)。BMSCs对SDF-1的定向迁移有明显的浓度依赖性,且相同条件下17β-雌二醇诱导后的BMSCs迁移细胞数显著高于未经诱导的BMSCs,而CXCR4阻断剂AMD3100可明显抑制17β-雌二醇干预前后BMSCs的趋化迁移(P<0.05)。结论 17β-雌二醇在一定的诱导时间内可提高BMSCs CXCR4的表达,进而增强SDF-1对BMSCs的体外趋化作用。

miR-31促进骨髓间充质干细胞的增殖和迁移

背景:骨髓间充质干细胞已被广泛应用于临床治疗神经退行性相关疾病,但由于细胞在受损伤部位的存活率和迁移率低,从而降低了其疗效。目的:探讨miR-31是否能提高骨髓间充质干细胞的迁移和增殖能力。方法:培养和鉴定C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞,将细胞分为对照组、miR-31 agomir组和miR-31 antagomir组。将第3代骨髓间充质干细胞接种于6孔板(1×105/孔),待细胞达到50%-80%融合度,将miR-31 agomir和miR-31 antagomir用不含血清的DMEM/F12培养基稀释后添加到6孔板,转染24 h后,用CCK-8分析细胞的增殖水平以及Transwell实验分析细胞的迁移能力,Western blot检测基质金属蛋白酶2和CXC趋化因子受体4的蛋白表达。结果与结论:①在不加转染试剂的情况下将miR-31成功转染至骨髓间充质干细胞,并发出红色荧光;②转染后,与对照组相比,miR-31 agomir组细胞的增殖能力增强,与时间呈正比(P<0.05);与对照组相比,miR-31 agomir组细胞的迁移能力增强(P<0.05),基质金属蛋白酶2和CXC趋化因子受体4蛋白表达上调(P<0.05);③结果表明,miR-31可以提高骨髓间充质干细胞的增殖能力,并且促进骨髓间充质干细胞的迁移,这为间充质干细胞高效靶向迁移至损伤部位奠定了基础。

过表达NKx2.5基因间充质干细胞增强SDF-1/CXCR4轴促归巢改善心梗心功能

目的探讨过表达NKx2.5基因骨髓间充质干细胞(BMSC)通过增强SDF-1/CXCR4轴促BMSC归巢改善心梗后心功能。方法采用慢病毒使骨髓间充质干细胞内过表达NKx2.5(BMSC^(NKx2.5)),将空载体组及BMSC组作为对照组。采用RT-PCR检测各组细胞SDF-1、CXCR4及NKx2.5的表达及同时采用western-blot检测NKx2.5及SDF-1、CXCR4蛋白的表达。将BMSC^(NKx2.5)、BMSC、及BMSC空载体经尾静脉注射入小鼠心梗模型,同时设立BMSC^(NKx2.5)+AMD3100组,将心梗未处理组、假手术组、正常小鼠组作为对照组。采用心脏彩超检测心梗小鼠心功能的变化及采用western blot检测NKx2.5及SDF-1、CXCR4蛋白的表达。结果体外BMSC^(NKx2.5)组SDF-1及CXCR4及转录因子NKx2.5的表达最高(P<0.05)。体内实验证实BMSC^(NKx2.5)组心梗心功能改善最为明显(P<0.05),但当加入SDF-1-CXCR4轴抑制剂AMD3100后,心功能改善不明显。BMSC^(NKx2.5)组转录因子NKx2.5及SDF-1及CXCR4因子的表达最高(P<0.05),但加入AMD3100组后SDF-1及CXCR4的表达明显下降。结论BMSC^(NKx2.5)可以通过增强SDF-1/CXCR4轴促BMSC归巢改善心梗心功能。

过表达CXCR4促进小鼠骨髓间充质干细胞的归巢和增殖

目的研究过表达CXC趋化因子受体4(CXCR4)对小鼠骨髓间充质干细胞(BMMSC)体内外归巢特性和细胞增殖活性的影响。方法利用慢病毒载体介导小鼠BMMSC过表达CXCR4,构建过表达CXCR4的细胞(CXCR4-BMMSC)。TranswellTM小室实验检测基质细胞衍生因子1(SDF-1)对BMMSC迁移能力的影响;噻唑蓝(MTT)法检测BMMSC的增殖能力。BALB/c小鼠接受全身照射(TBI)后,随机分为2组,每组10只。BMMSC对照组:小鼠经TBI后,输注5×10^5个绿色荧光蛋白标记的BMMSC(GFP-BMMSC);CXCR4-BMMSC组:小鼠经TBI后,回输5×10^5个携带GFP的CXCR4-BMMSC。尾静脉回输细胞后,取小鼠胸腺进行冰冻切片,荧光显微镜下观察回输的细胞归巢至胸腺组织的情况;流式细胞术检测BMMSC归巢至受鼠体内胸腺的效率。结果 TranswellTM小室实验证实CXCR4可促进SDF诱导的BMMSC的跨膜迁移;与BMMSC对照组相比,CXCR4-BMMSC的增殖活性显著升高。与BMMSC对照组相比,过表达CXCR4可明显提高BMMSC归巢至胸腺组织的效率;流式细胞术检测结果提示BMMSC归巢至胸腺数量高于对照组。结论过表达CXCR4可增强SDF-1对BMMSC的迁移募集,体内可促进BMMSC归巢至损伤胸腺。CXCR4还可促进小鼠BMMSC的增殖。

CXCL12/CXCR4生物学轴对骨髓间充质干细胞修复脊髓损伤的影响

背景:研究发现不同途径移植骨髓间充质干细胞均能向脊髓损伤部位迁移,进而发挥治疗作用。目的:探讨CXCL12/CXCR4生物学轴对骨髓间充质干细胞趋向脊髓损伤部位迁移的作用。方法:采用改进的脊椎骨破坏法制备脊髓损伤模型。假手术组只打开皮肤,不损伤脊髓且不作任何干预;模型组于造模后第2天采用腰骶鞘内注射5μL生理盐水;细胞移植组于造模后第2天采用腰骶鞘内移植5μL骨髓间充质干细胞。结果与结论:①荧光显微镜下可见,横切的脊髓损伤局部有大量的标记细胞聚集,而在损伤部位远端1cm处,仅见少量的标记骨髓间充质干细胞。②骨髓间充质干细胞表达中等水平的趋化因子CXCL12,其特异性结合受体CXCR4也有低水平表达。③脊髓损伤7d后,局部CXCL12表达增强,主要集中在脊髓损伤部位的皮质区域,而在损伤部位1cm以外的脊髓组织未见大量表达的CXCL12。CXCR4蛋白表达没有明显的时间效应。④检测CXCL12mRNA的转录水平发现细胞移植组的CXCR4转录水平明显高于假手术组和模型组,损伤后14d脊髓损伤局部CXCL12的转录水平最强,21d时降低,CXCL12的局部转录水平明显高于远端。⑤脊髓损伤部位也表达趋化因子CXCR4,但其表达水平没有时程差异。损伤局部的CXCR4转录水平略高于远端,但差异无显著性意义。说明CXCL12/CXCR4生物学轴参与骨髓间充质干细胞向脊髓损伤区域迁移。

慢性肝功能衰竭时骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4的表达及影响因素

背景:研究发现,正常情况下只有少量骨髓间充质干细胞胞膜表达CXCR4,严重肝脏损伤环境是否会通过提高骨髓间充质干细胞的CXCR4表达而促进骨髓间充质干细胞向肝脏归巢,参与肝脏再生呢?目的:观察慢性肝功能衰竭患者体液环境对人骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4表达的影响。设计、时间及地点:细胞学体外对照观察,于2007-01/2008-10在苏州大学附属第一医院感染病科完成。对象:骨髓及正常人血浆标本来自健康志愿者,患者血浆取自1例慢性肝功能衰竭(CLF)住院患者常规检查后剩余标本,患者对实验知情同意。方法:分离培养健康者骨髓间充质干细胞,分别用慢性肝功能衰竭患者血浆、内毒素、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α干预骨髓间充质干细胞,共干预48h。正常人血浆和培养基作为对照。主要观察指标:流式细胞技术检测各组骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4的表达。结果:慢性肝功能衰竭患者血浆、内毒素及白细胞介素6干预组骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4表达分别为(28.03±0.45)%、(14.17±0.47)%和(17.07±0.40)%,正常培养骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4表达为(9.20±0.46)%,前3组与对照组之间差异有显著性意义(P<0.05);肿瘤坏死因子α干预组和正常人血浆处理组骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4表达分别为(9.17±0.31)%和(8.77±0.45)%,与对照组比较差异有显著性意义(P>0.05)。结论:慢性肝功能衰竭时,机体内骨髓间充质干细胞胞膜CXCR4的表达明显增高,内毒素及白细胞介素6可能是其中的重要影响因素。

长期培养对基质细胞衍生因子1/CXCR4介导间充质干细胞迁移的影响

背景:人外源性的间充质干细胞能特异性地向损伤部位迁移,参与多种组织的损伤修复,然而其定向迁移的机制尚不清楚。目的:观察基质细胞衍生因子1对骨髓间充质干细胞定向迁移的影响。方法:体外培养不同个体的骨髓间充质干细胞,培养至第10代,检测细胞衰老状态。RT-PCR和细胞免疫荧光检测骨髓间充质干细胞CXCR4受体表达情况;体外迁移体系(Transwell)检测基质细胞衍生因子1对骨髓间充质干细胞迁移的影响。结果与结论:骨髓间充质干细胞在体外长期增殖后生长逐渐缓慢,在第6,7代衰老细胞增多,其CXCR4受体表达减少。基质细胞衍生因子1对骨髓间充质干细胞的趋化作用呈剂量依赖性。