胍丁胺通过AMPK途径诱导间充质干细胞的凋亡

间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)具有强大的组织再生修复及免疫调节功能, 广泛应用于损伤性和免疫相关性疾病的治疗, 但其过早凋亡会降低临床疗效, 且机制不明。研究发现, 胍丁胺(agmatine, AGM)可通过抑制一氧化氮(nitric oxide, NO)生成发挥抗炎功能, 对脓毒症小鼠具有保护效应。移植MSCs治疗脓毒症也是一种有效的治疗方式, 但二者是否存在相互作用及AGM是否影响MSCs生存却未见报道。该研究旨在探讨AGM对MSCs生存的影响及其分子机制。研究MSCs之前, 该研究通过检测细胞表面marker(CD29、CD34、CD44、CD45、CD90和CD105)及三系分化(成脂、成骨、成软骨)对其进行了鉴定。为了深入探究AGM对MSCs的作用,使用流式细胞术检测AGM处理后MSCs的凋亡率(Annexin V)以及Western blot检测经AGM处理后MSCs的凋亡相关信号通路蛋白p-AMPK、p-mTOR、p-S6K1、Cl-Caspase3的表达水平。之后进一步添加AMPK siRNA检测AGM诱导MSCs凋亡的分子机制。结果显示, AGM在体外以剂量依赖性的方式, 通过抑制mTOR信号通路诱导AMP活化蛋白激酶(AMPK)活化, 导致凋亡相关蛋白表达上调, 从而介导MSCs凋亡。而AMPK siRNA处理能明显恢复mTOR通路, 并抑制AMPK活化, 使凋亡相关蛋白表达降低, 进而减弱AGM诱导的凋亡效应。该文揭示了AGM可通过AMPK途径诱导MSCs的凋亡。