刺五加苷诱导大鼠间充质干细胞成骨分化的作用

目的探讨刺五加苷诱导大鼠间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的作用。方法提取SD大鼠的BMSCs,培养3代后采用流式细胞术鉴定表面抗原CD45、CD29、CD90的表达;在经典成骨培养液中加入不同浓度的刺五加苷而分为9组:A组(1×10^(–4)mol/L),B组(1×10^(–5)mol/L),C组(1×10^(–6)mol/L),D组(1×10–7mol/L),E组(1×10^(–8)mol/L),F组(1×10^(–9)mol/L),G组(1×10^(–10)mol/L),H组(经典成骨组),I组(阴性对照组)。采用细胞计数试剂盒(CCK-8)检测细胞增殖能力,反转录定量PCR(RT-qPCR)检测骨形成蛋白(BMP)表达情况,筛选出刺五加苷的最佳诱导浓度。以最佳诱导浓度培养12d后,RT-qPCR检测成骨分化相关基因Runt相关转录因子(RUNX)、成骨细胞特异性转录因子(OSX)、骨涎蛋白(BSP)、骨钙素(OCN)的mRNA表达水平,Western blotting检测Notch跨膜受体蛋白1(Notch1)、毛发增强分裂蛋白(Hes1)的蛋白表达水平;第21天时行矿化钙结节茜素红染色。结果第3代BMSCs表面抗原符合干细胞鉴定标准。CCK-8检测结果显示,A、B两组在培养120h后明显抑制了BMSCs的增殖,后期培养中将舍弃A、B两组;而RTqPCR结果显示,添加有刺五加苷的C～G组中,E组BMP表达量最高(4.91±0.46),因此选择1×10^(–8)mol/L作为刺五加苷的最佳诱导浓度进行后续实验。RT-qPCR检测结果显示,E组OSX表达量(30.72±1.96)明显高于I组(1.02±0.27)和H组(9.99±0.59,P<0.05),BSP表达量(8.15±0.47)高于I组(1.09±0.31)和H组(6.03±0.8,P<0.05),OCN表达量(5.91±0.68)高于I组(1.18±2.91)和H组(3.05±0.53,P<0.05),RUNX表达量(1.99±0.09)虽高于I组(1.02±0.19),却低于H组(2.51±0.06,P<0.05)。Westernblotting检测结果显示,E组成骨诱导后Notch1表达量(4608±103)较I组(2638±308)高,却低于H组(5218±182,P<0.05),Hes1表达量(8885±17)较I组(6241±461)增高,却低于H组(12 289±629,P<0.05)。茜素红染色结果显示刺五加苷浓度为10–8mol/L时矿化钙结节多于经典成骨组,提示该浓度刺五加苷成骨诱导效果较经典成骨组更佳。结论刺五加苷能协同地塞米松促进BMSCs的成骨分化,其作用可能与Notch通路有关。

间充质干细胞向心肌样细胞特异分化过程中Akt与Islet-1/GCN5蛋白质复合体关系的研究

该文研究了Islet-1诱导间充质干细胞C3H10T1/2向心肌样细胞特异分化过程中Akt与Islet-1/GCN5(general control of amino acid biosynthesis protein 5)蛋白质复合体的关系,进一步探讨了间充质干细胞诱导分化的调控机制。该文用过表达Islet-1基因的慢病毒感染小鼠间充质干细胞C3H10T1/2,倒置显微镜观察细胞形态,免疫荧光检测Islet-1、c Tn T(cardiac troponin T)、Connexin43蛋白质水平,免疫共沉淀技术(Co IP)检测激活或抑制Akt的情况下Islet-1与GCN5的结合情况。结果表明,感染过表达Islet-1基因慢病毒的C3H10T1/2细胞形态出现心肌样变,Islet-1、c Tn T、Connexin43蛋白质水平均高于未感染组。在Islet-1蛋白质高峰的第三周时间点,激活或抑制Akt的情况下,Islet-1与GCN5的结合量分别低于或高于未加药处理的细胞组(P<0.05)。该研究结果表明,在诱导间充质干细胞C3H10T1/2向心肌样细胞特异分化过程中Akt的活性与Islet-1/GCN5蛋白质的结合量存在相互拮抗的关系。

胰岛素生长因子-1(IGF-1)通过PI3K/Akt通路抑制骨髓间充质干细胞(BMSCs)凋亡

该研究通过构建高表达胰岛素生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的异常微环境模型探讨IGF-1对骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)凋亡的影响及可能的作用机制,为BMSCs作为载体在靶向治疗肿瘤过程中的安全应用提供前期实验基础。取分离纯化的大鼠BMSCs,用流式细胞术鉴定BMSCs表面标志,将实验分为4组:BMSCs空白对照组、IGF-1刺激组、IGF-1+LY294002阻断剂组和IGF-1+MK2206阻断剂组。加药处理2周后,CCK-8法检测细胞增殖能力;Hoechst 33342染色观察细胞核形态及凋亡比例;流式细胞术检测细胞凋亡和细胞线粒体膜电位变化;RT-qPCR检测细胞Akt、Bad、Bcl-xl、c-Myc、STAT3的m RNA水平;Western blot检测细胞Akt、p-Akt、Bad、p-Bad、Bcl-xl、c-Myc、STAT3、p-STAT3的蛋白水平。结果显示:IGF-1刺激组细胞与BMSCs空白对照组比较增殖率升高,凋亡率减低;IGF-1刺激组Bad、Bcl-xl、cMyc、STAT3的mRNA的表达均显著高于BMSCs空白对照组(P<0.05);IGF-1刺激组p-Akt、Bad、p-Bad、Bcl-xl、c-Myc、STAT3、p-STAT3的蛋白表达水平显著高于BMSCs空白对照组(P<0.05)。而阻断剂组细胞(IGF-1+LY294002阻断剂组、IGF-1+MK2206阻断剂组)与IGF-1刺激组比较增殖率均降低,凋亡率增高,相关分子m RNA和蛋白表达水平均明显降低。以上结果表明,IGF-1能通过活化PI3K/Akt通路,激活下游增殖和凋亡相关分子,从而促进BMSCs增殖,抑制BMSCs凋亡。