SDF-1/CXCR4信号通路介导的低浓度过氧化氢对间充质干细胞促增殖、迁移作用及其机制
陈民佳1 张 娅1 安天琛1 邱 伟1 陈科锦2 杜 鹃1 孙剑会1 文大林1 蒋建新1 黄 宏1*
1第三军医大学大坪医院院野战外科研究所, 创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室, 重庆 400042;2重庆三峡医药高等专科学校, 重庆 404020
摘要 : 该文探讨了低浓度过氧化氢(H2O2)对骨髓间充质干细胞增殖、迁移及其相关信号通路的影响, 阐明了低浓度H2O2发挥生物学效应的分子机制, 为临床应用提供了可靠的实验证据。通过差速贴壁分离培养小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)。流式细胞术鉴定第三代BMSCs表面标志物。采用随机数字表法分组, 以不同低浓度H2O2(0、25、50、100、150、200 μmol/L)处理BMSCs 24 h, 应用甲氮甲唑蓝(MTT)法检测细胞增殖, 流式细胞术检测干细胞表面标志物以及凋亡率, 划痕实验和Transwell实验检测H2O2对细胞迁移能力的影响。Western blot检测细胞老化相关蛋白质p16和CyclinD1、基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1, SDF-1)与其受体CXCR4(CXC chomekine receptor 4)的表达以及相关下游信号通路PI3K/AKT/mTOR关键蛋白质的
表达。流式细胞术检测结果显示, BMSCs细胞表面分化抗原CD29、CD44为阳性, CD34、CD45为阴性。MTT检测结果显示, 与对照组相比, 25和50 μmol/L H2O2能有效促进BMSCs增殖(P<0.05)。划痕实验和Transwell实验检结果显示, 50 μmol/L H2O2处理细胞能促进其迁移能力。流式细胞术检测显示,25、50和100 μmol/L H2O2对干细胞凋亡无影响, 150和200 μmol/L H2O2则显著促进细胞凋亡(P<0.01);25和50 μmol/L低浓度H2O2处理干细胞能抑制老化相关蛋白质p16表达下降(P<0.05, P<0.01), 相反, 细胞周期蛋白CyclinD1表达则显著升高(P<0.05, P<0.01), H2O2为200 μmol/L时, p16表达上调(P<0.01), 而CyclinD1下调(P<0.01); 同样, 25~100 μmol/L H2O2能增强细胞SDF-1和CXCR4的表达(P<0.05)以及上调下游信号通路关键蛋白质PI3K、AKT、mTOR的磷酸化水平(P<0.05)。结果表明, 低浓H2O2度通过活化干细胞SDF-1/CXCR4信号轴, 活化其下游PI3K/Akt/mTOR信号通路, 促进干细胞增殖和迁移。
表达。流式细胞术检测结果显示, BMSCs细胞表面分化抗原CD29、CD44为阳性, CD34、CD45为阴性。MTT检测结果显示, 与对照组相比, 25和50 μmol/L H2O2能有效促进BMSCs增殖(P<0.05)。划痕实验和Transwell实验检结果显示, 50 μmol/L H2O2处理细胞能促进其迁移能力。流式细胞术检测显示,25、50和100 μmol/L H2O2对干细胞凋亡无影响, 150和200 μmol/L H2O2则显著促进细胞凋亡(P<0.01);25和50 μmol/L低浓度H2O2处理干细胞能抑制老化相关蛋白质p16表达下降(P<0.05, P<0.01), 相反, 细胞周期蛋白CyclinD1表达则显著升高(P<0.05, P<0.01), H2O2为200 μmol/L时, p16表达上调(P<0.01), 而CyclinD1下调(P<0.01); 同样, 25~100 μmol/L H2O2能增强细胞SDF-1和CXCR4的表达(P<0.05)以及上调下游信号通路关键蛋白质PI3K、AKT、mTOR的磷酸化水平(P<0.05)。结果表明, 低浓H2O2度通过活化干细胞SDF-1/CXCR4信号轴, 活化其下游PI3K/Akt/mTOR信号通路, 促进干细胞增殖和迁移。
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