骨髓间充质干细胞分泌基质细胞衍生因子1保护心肌细胞

中国组织工程研究2013,Vol.17Issue(6):963-968DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.06.003骨髓干细胞骨髓间充质干细胞分泌基质细胞衍生因子1保护心肌细胞Stromalcell-derivedfactor-1frombonemarrowmesenchymalstemcellsprotectsmyocardialcells全文:PDF(531KB)摘要背景：有研究显示表达CXCR4的干细胞能够沿着基质细胞衍生因子1的浓度梯度迁移到心肌梗死部位再生心肌和血管而改善心脏的功能。目的：探索间充质干细胞通过其分泌的基质细胞衍生因子1对心肌细胞的保护作用。方法：收集培养2d的间充质干细胞条件培养基。在缺氧条件，利用基质细胞衍生因子1受体CXCR4阻断剂AMD3100或PI3-K/Akt途径阻断剂LY294002预处理H9C2细胞后，利用AnnexinV/PI双标法流式细胞术分析间充质干细胞条件培养基作用下H9C2细胞凋亡的变化；Westernblotting分析H9C2细胞磷酸化Akt蛋白的表达；RT-PCR分析间充质干细胞基质细胞衍生因子1的表达。结果与结论：RT-PCR结果显示间充质干细胞表达基质细胞衍生因子1，Westernblotting结果显示间充质干细胞条件培养基增加了H9C2细胞磷酸化Akt蛋白的水平。AnnexinV/PI分析发现间充质干细胞条件培养基明显降低了H9C2细胞缺氧复氧后的凋亡，且这种抗凋亡作用能被CXCR4阻断剂AMD3100或PI3-K/Akt途径阻断剂LY294002所阻断。说明间充质干细胞通过其分泌的基质细胞衍生因子1通过激活PI3-K/Akt途径保护H9C2细胞，增加H9C2细胞的幸存能力。关键词：干细胞；骨髓干细胞；间充质干细胞；H9C2细胞；心肌细胞；心肌梗死；基质细胞源衍生因子1；凋亡；PI3-K/Akt；国家自然科学基金；干细胞图片文章；Abstract：BACKGROUND:SeveralstudieshavedemonstratedthatstemcellsexpressingCXCR4canmigrateintomyocardialinfarctionregiontoimprovetheheartfunctionbyregeneratingmyocardialtissueandvesselsunderthegradientconcentrationsofstromalcell-derivedfactor-1.OBJECTIVE:Toinvestigatetheprotectiveeffectofstromalcell-derivedfactor-1frombonemarrowmesenchymalstemcellsonmyocardialcells.METHODS:Conditionedmediumofbonemarrowmesenchymalstemcellsculturedfor2dayswascollected.Underhypoxiccondition,H9C2cellswerepretreatedwithCXCR4inhibitorAMD3100(5mg/mL)orPI3-K/AktinhibitorLY294002(10μM)for1hour.Aftertreatedwithbonemarrowmesenchymalstemcellconditionedmedium,H9C2cellapoptosiswasanalyzedbyAnnexinV/PIdoublestainingmethods.ExpressionofAktandpAktinH9C2cellswasanalyzedbyWesternblotting.Expressionofstromalcell-derivedfactor-1wasanalyzedbyRT-PCR.RESULTSANDCONCLUSION:RT-PCRresultsshowedthatbonemarrowmesenchymalstemcellsexpressedstromalcell-derivedfactor-1.WesternblottingresultsshowedthatbonemarrowmesenchymalstemcellconditionedmediumincreasedpAktproteinlevelinH9C2cells.AnnexinV/PIanalysisshowedthatbonemarrowmesenchymalstemcellconditionedmediumsignificantlydecreasedapoptosisofH9C2cellsinducedbyhypoxia/reoxygenationandthisanti-apoptoticeffectcouldbeblockedbyCXCR4inhibitorAMD3100orPI3-K/AktinhibitorLY294002.Stromalcell-derivedfactor-1frommesenchymalstemcellsplaysanimportantroleintheprotectionofcardiomyocytesthroughPI3-K/Aktsignalpathway.Keywords：stemcells;bonemarrow-derivedstemcells;bonemarrowmesenchymalstemcells;H9C2;myocardialcells;myocardialinfarction;stromalcell-derivedfactor-1;apoptosis;PI3-K/Akt;NationalNaturalScienceFoundationofChina;stemcellphotographs-containingpaper;收稿日期:2012-11-20中图分类号:R394.2研究亮点:1已有的研究表明基质细胞衍生因子1不仅可以通过促进干细胞迁移到心肌梗死部位再生心肌和血管而修复心脏，也有大量实验报道基质细胞衍生因子1的动员迁移的CXCR4阳性细胞参与了心肌和血管的再生。实验初步验证了间充质干细胞表达基质细胞衍生因子1并重点观察了其对心肌细胞的幸存能力的影响，体外实验发现基质细胞衍生因子1明显减少了心肌细胞的凋亡。2实验结果发现间充质干细胞表达的基质细胞衍生因子1激活了心肌细胞pAkt，心肌细胞凋亡数目明显减少，体外实验进一步发现CXCR4阻断剂AMD3100阻断了间充质干细胞条件培养基的抗心肌细胞凋亡作用；同时PI3-K特异性阻断剂LY294002也阻断了间充质干细胞条件培养基所介导的抗心肌细胞凋亡作用。因此，间充质干细胞条件培养基通过分泌的基质细胞衍生因子1作用于CXCR4激活PI3-K/Akt信号途径发挥对心肌细胞的保护作用。