P53-P21蛋白通路对5-氮杂胞苷诱导的大鼠骨髓间充质干细胞 增殖和凋亡的影响

背景：5-氮杂胞苷是诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞的有效化学试剂。目的：观察 P53 特异性抑制剂 PFT-α阻断 P53-P21 蛋白通路对 5-氮杂胞苷诱导的大鼠骨髓间充质干细胞增殖和凋亡的影响。方法：分离 SD 大鼠骨髓间充质干细胞,取第 3 代细胞分为 4 组,即正常对照组、5-氮杂胞苷组、PFT-α组、PFT-α＋5-氮杂胞苷组。观察骨髓间充质干细胞培养传代过程中细胞形态变化,应用流式细胞仪鉴定骨髓间充质干细胞表面抗原,MTT 法测定诱导后各组骨髓间充质干细胞增殖能力,以流式细胞仪检测诱导后各组细胞凋亡率,采用 Western blot 法测定诱导后P53、P21 蛋白表达情况。结果与结论：原代培养的骨髓间充质干细胞 2 周形成集落,传代细胞体积变大,呈长梭形,排列趋一致。骨髓间充质干细胞表面抗原 CD44,CD45 阳性表达率分别为（89.98±1.29）%,（2.14±0.22）%。MTT 结果显示,当 PFT-α浓度≤20 μmol/L 时,对骨髓间充质干细胞的增殖有一定促进作用;而当其浓度达到 40 μmol/L 时,PFT-α则可明显抑制骨髓间充质干细胞的增殖。培养第 5,7 天时,与其他 3 组比较,5-氮杂胞苷组对骨髓间充质干细胞增殖表现出明显抑制（P〈0.01）。流式细胞仪结果显示,5-氮杂胞苷组骨髓间充质干细胞凋亡率显著高于其他 3 组（P〈0.01）。Western blot 结果显示,各组均有 P53、P21 蛋白的表达,以 5-氮杂胞苷组表达量明显增多。提示通过 P53 特异性抑制剂 PFT-α阻断 P53-P21 蛋白通路,能显著减少 5-氮杂胞苷诱导的骨髓间充质干细胞的凋亡,促进 5-氮杂胞苷诱导的骨髓间充质干细胞增殖。     

P53特异性抑制剂PFT-α诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景:最新研究表明,P53可通过阻断P53-P21蛋白通路,显著提高干细胞分化率。而5-氮杂胞苷主要通过激活P53-P21蛋白通路,抑制细胞增殖,导致细胞凋亡。目的:观察P53特异性抑制剂PFT-α对大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的影响。方法:分离SD大鼠骨髓间充质干细胞进行培养、传代,取第4代细胞分为4组,正常对照组、PFT-α组、5-氮杂胞苷组及PFT-α+5-氮杂胞苷组。结果与结论:原代培养的骨髓间充质干细胞传代诱导后细胞体积变大,呈长梭形,排列趋一致。当PFT-α浓度≤20μmol/L时,能减少骨髓间充质干细胞凋亡。心肌样细胞鉴定结果显示,诱导后4周时,可见正常对照组少量表达肌钙蛋白Ⅰ和CX-43,其余3组均强表达。心肌细胞分化率结果显示,诱导4周时,PFT-α组和5-氮杂胞苷+PFT-α组显著高于5-氮杂胞苷组。Western Blotting检测结果示,诱导1周时,5-氮杂胞苷组P53、P21表达最强,PFT-α组几乎不表达;诱导4周时,5-氮杂胞苷组、PFT-α组、PFT-α+5-氮杂胞苷组P53、P21表达明显高于正常对照组。PFT-α组、PFT-α+5-氮杂胞苷组内诱导4周时P53、P21表达量均高于1周时表达。提示通过P53抑制剂PFT-α阻断P53-P21蛋白通路,能显著减少骨髓间充质干细胞凋亡,促进其增殖,且能诱导其向心肌样细胞分化。     

P53特异性抑制剂PFT-α诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：最新研究表明,P53可通过阻断P53-P21蛋白通路,显著提高干细胞分化率。而5-氮杂胞苷主要通过激活P53-P21蛋白通路,抑制细胞增殖,导致细胞凋亡。目的：观察P53特异性抑制剂PFT-α对大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的影响。方法：分离SD大鼠骨髓间充质干细胞进行培养、传代,取第4代细胞分为4组,正常对照组、PFT-α组、5-氮杂胞苷组及PFT-α＋5-氮杂胞苷组。结果与结论：原代培养的骨髓间充质干细胞传代诱导后细胞体积变大,呈长梭形,排列趋一致。当PFT-α浓度≤20μmol/L时,能减少骨髓间充质干细胞凋亡。心肌样细胞鉴定结果显示,诱导后4周时,可见正常对照组少量表达肌钙蛋白Ⅰ和CX-43,其余3组均强表达。心肌细胞分化率结果显示,诱导4周时,PFT-α组和5-氮杂胞苷＋PFT-α组显著高于5-氮杂胞苷组。Western Blotting检测结果示,诱导1周时,5-氮杂胞苷组P53、P21表达最强,PFT-α组几乎不表达;诱导4周时,5-氮杂胞苷组、PFT-α组、PFT-α＋5-氮杂胞苷组P53、P21表达明显高于正常对照组。PFT-α组、PFT-α＋5-氮杂胞苷组内诱导4周时P53、P21表达量均高于1周时表达。提示通过P53抑制剂PFT-α阻断P53-P21蛋白通路,能显著减少骨髓间充质干细胞凋亡,促进其增殖,且能诱导其向心肌样细胞分化。     

DNA去甲基化对大鼠骨髓间充质干细胞增殖细胞核抗原的调节

背景：DNA去甲基化是一种重要的表观遗传修饰。目的：观察DNA去甲基化对骨髓间充质干细胞增殖及增殖细胞核抗原蛋白表达的影响。方法：全骨髓贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,免疫组化法鉴定骨髓间充质干细胞CD44和CD45蛋白的表达,MTT法检测5-杂氮胞苷对骨髓间充质干细胞增殖的影响,免疫组化法检测5-杂氮胞苷对骨髓间充质干细胞增殖细胞核抗原蛋白表达的影响。结果与结论：①第3代骨髓间充质干细胞不表达或低表达CD45,高表达CD44。②与未加入5-杂氮胞苷组比较,5-杂氮胞苷干预48h,6,12,24μmol/L组显著促进细胞增殖活性（P〈0.05）,无浓度依赖性。③与未加入5-杂氮胞苷组比较,5-杂氮胞苷干预48h,6,12,24μmol/L组增殖细胞核抗原蛋白积分吸光度值显著增加（P〈0.05）,组间差异无显著性意义。结果显示在一定浓度范围内,5-杂氮胞苷发挥去甲基化作用,激活增殖细胞核抗原蛋白表达,从而促进骨髓间充质干细胞增殖。     

DNA去甲基化对大鼠骨髓间充质干细胞增殖细胞核抗原的调节

背景:DNA去甲基化是一种重要的表观遗传修饰.目的:观察DNA去甲基化对骨髓间充质干细胞增殖及增殖细胞核抗原蛋白表达的影响.方法:全骨髓贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,免疫组化法鉴定骨髓间充质干细胞CD44和CD45蛋白的表达,MTT法检测5-杂氮胞苷对骨髓间充质干细胞增殖的影响,免疫组化法检测5-杂氮胞苷对骨髓间充质干细胞增殖细胞核抗原蛋白表达的影响.结果与结论:①第3代骨髓间充质干细胞不表达或低表达CD45,高表达CD44.②与未加入5-杂氮胞苷组比较,5-杂氮胞苷干预48 h,6,12,24 μmol/L组显著促进细胞增殖活性(P<0.05),无浓度依赖性.③与未加入5-杂氮胞苷组比较,5-杂氮胞苷干预48 h,6,12,24 μmol/L 组增殖细胞核抗原蛋白积分吸光度值显著增加 (P<0.05),组间差异无显著性意义.结果显示在一定浓度范围内,5-杂氮胞苷发挥去甲基化作用,激活增殖细胞核抗原蛋白表达,从而促进骨髓间充质干细胞增殖.     

P53抑制剂诱导大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的实验研究

目的研究P53特异性抑制剂对骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的影响。方法分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,取第4代骨髓间充质干细胞分为对照组(CON)和P53特异性抑制剂(PFT-α)组。观察骨髓间充质干细胞诱导前后细胞形态变化,流式细胞仪鉴定骨髓间充质干细胞表面抗原及诱导后心肌样细胞分化率,免疫荧光法检测诱导后cTnI、CX-43表达,Western Blot法测定诱导后cTnI、P53、P21蛋白表达情况。结果原代培养的骨髓间充质干细胞2周形成集落,传代诱导后细胞体积变大,呈长梭形,排列趋一致。流式细胞仪测定骨髓间充质干细胞表面抗原CD44阳性表达率为(89.98±1.29)%,CD45阳性表达率为(2.14±0.22)%。心肌样细胞鉴定结果显示:诱导后1周,空白对照组未见cTnI和CX-43免疫荧光表达,PFT-α组少量表达cTnI和CX-43;诱导后4周时,可见空白对照组少量表达cTnI和CX-43,PFT-α组强表达cTnI和CX-43。WesternBlot检测诱导1周时PFT-α组cTnI表达与对照组比较,有统计学差异(P<0.01)。诱导后4周,PFT-α组cTnI表达与对照组比较,有统计学差异(P<0.01)。两组cTnI表达量4周与1周比较有统计学差异(P<0.05)。诱导1周时,PFT-α组几乎不表达P53蛋白,PFT-α组与对照组比较有统计学差异(P<0.05)。诱导4周时,PFT-α组与对照组比较有统计学差异(P<0.05)。PFT-α组诱导4周时P53、P21表达量与1周时比较均有统计学差异(P<0.05)。心肌细胞分化率结果显示,诱导4周时,PFT-α组与空白对照组比较有统计学差异(P<0.01)。结论通过P53特异性抑制剂PFT-α阻断P53-P21蛋白通路,能诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化。     

DNA去甲基化对大鼠骨髓间充质干细胞端粒酶反转录酶的调节

背景:DNA去甲基化是一种重要的表观遗传修饰,对肿瘤细胞的端粒酶具有重要调节作用,而对骨髓间充质干细胞端粒酶活性有何影响尚不清楚.目的:观察DNA去甲基化对骨髓间充质干细胞增殖及端粒酶反转录酶蛋白表达的影响.方法:全骨髓贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞;按照下列分组加入5-杂氮胞苷,使各组5-杂氮胞苷终浓度分别为0,3,6,12,24 μmol/L.加入5-杂氮胞苷后第1,2,3,5,7天进行指标检测.结果与结论:与对照组相比,5-杂氮胞苷干预24 h,各浓度组均显著促进细胞增殖活性(P < 0.05);干预48 h,6,12,24 μmol/L组显著促进细胞增殖活性(P < 0.05);干预72 h,12,24 μmol/L组显著抑制细胞增殖活性(P < 0.05);干预120,168 h,对照组与各浓度组间差异均无显著性意义(P > 0.05).5-杂氮胞苷干预48 h,6,12,24 μmol/L组端粒酶反转录酶蛋白IA值较对照组显著增加(P < 0.05).提示在一定浓度范围及一定作用时间内,5-杂氮胞苷可以促进骨髓间充质干细胞增殖与端粒酶反转录酶蛋白的表达.     

四种诱导剂诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：不同诱导剂诱导骨髓间充质干细胞分化形成心肌样细胞功能学方面的研究未见报道。目的：观察5-氮杂胞苷、血管紧张素Ⅱ、骨形态发生蛋白2和P53特异性抑制剂对骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的影响。方法：分离大鼠骨髓间充质干细胞,取第3代细胞分为5组,即正常对照组,5-氮杂胞苷组、血管紧张素Ⅱ组、骨形态发生蛋白2组和P53特异性抑制剂组。采用流式细胞仪技术鉴定骨髓间充质干细胞表面特定抗原表达情况,Western blot法检测诱导4周后Cx43、肌钙蛋白Ⅰ表达情况,fluo3/AM钙离子探针激光共聚焦检测诱导4周后钙瞬变能力。结果与结论：骨髓间充质干细胞表面抗原CD29、CD44、CD45的阳性表达率分别为89.1%,90.4%和1.9%。Western blot结果显示,各诱导组均有肌钙蛋白Ⅰ的表达,P53特异性抑制剂组较其余各组表达多（P〈0.05）,骨形态发生蛋白2组较其余各组表达少（P〈0.05）。Cx43蛋白在各组之间均有表达,正常对照组较各实验组明显较少（P〈0.05）,P53特异性抑制剂组较其余各组表达多（P〈0.05）,血管紧张素Ⅱ组较其余各组表达少（P〈0.05）。钙瞬变功能测定结果显示,荧光强度血管紧张素Ⅱ〉P53特异性抑制剂〉5氮杂胞苷〉骨形态发生蛋白2〉正常对照组（P〈0.01）。提示不同诱导剂诱导骨髓间充质干细胞之后,各实验组均能向心肌样细胞分化,表达心肌特异性蛋白。而不同诱导剂发挥作用的通路不同,从而对诱导骨髓间充质干细胞分化形成心肌样细胞的功能产生不同影响。     

DNA去甲基化对大鼠骨髓间充质干细胞端粒酶反转录酶的调节

背景：DNA去甲基化是一种重要的表观遗传修饰,对肿瘤细胞的端粒酶具有重要调节作用,而对骨髓间充质干细胞端粒酶活性有何影响尚不清楚。目的：观察DNA去甲基化对骨髓间充质干细胞增殖及端粒酶反转录酶蛋白表达的影响。方法：全骨髓贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞;按照下列分组加入5-杂氮胞苷,使各组5-杂氮胞苷终浓度分别为0,3,6,12,24μmol/L。加入5-杂氮胞苷后第1,2,3,5,7天进行指标检测。结果与结论：与对照组相比,5-杂氮胞苷干预24h,各浓度组均显著促进细胞增殖活性（P〈0.05）;干预48h,6,12,24μmol/L组显著促进细胞增殖活性（P〈0.05）;干预72h,12,24μmol/L组显著抑制细胞增殖活性（P〈0.05）;干预120,168h,对照组与各浓度组间差异均无显著性意义（P〉0.05）。5-杂氮胞苷干预48h,6,12,24μmol/L组端粒酶反转录酶蛋白IA值较对照组显著增加（P〈0.05）。提示在一定浓度范围及一定作用时间内,5-杂氮胞苷可以促进骨髓间充质干细胞增殖与端粒酶反转录酶蛋白的表达。     

体外模拟心肌环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化

目的:以往研究将长有一层心肌细胞的半透膜放于骨髓间充质干细胞培养皿中,或用培养过心肌细胞的培养基来培养骨髓间充质干细胞,均未发现心肌细胞特异蛋白表达.为此体外模拟心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化,并与常规诱导剂5-氮杂胞苷的诱导效果进行比较.方法:实验于2007-03/09在山西医科大学中心实验室完成.①动物:Wistar大鼠20只,新生1 d龄Wistar乳鼠10只,均由山西医科大学动物房提供,清洁级,实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准.诱导剂5-氮杂胞苷为美国Sigma公司产品.②实验方法:自新生Wistar乳鼠心脏分离培养心肌细胞,取第1、2代制成1×109 L-1细胞悬液,-70 ℃放置4～5 h后融化,吸管吹打,反复3次,离心取上清,过滤后即为心肌细胞冻融液,以此作为培养基体外模拟心肌微环境.自成年Wistar大鼠骨髓分离骨髓间充质干细胞,取生长良好的第2代制成1×108 L-1细胞悬液,分为4组:血清对照组加入含15%胎牛血清的DMEM/F12培养基;5-氮杂胞苷组加入10μmol/L 5-氮杂胞苷37 ℃避光孵育24 h后,换DMEM/F12培养基继续培养;5-氮杂胞苷 心肌细胞冻融液组加入10μmol/L 5-氮杂胞苷诱导24 h后,在培养体系中加入相当于4倍骨髓间充质干细胞数量的心肌细胞冻融液;心肌细胞冻融液组加入相当于4倍骨髓间充质干细胞数量的心肌细胞冻融液.③实验评估:诱导1周后观察骨髓间充质干细胞的形态变化,利用免疫细胞化学技术鉴定心肌特异性肌钙蛋白T、连接蛋白43、α-横纹肌肌动蛋白、CD31的表达情况.结果:①体外模拟心肌微环境情况:培养7 d时心肌细胞形成细胞簇或细胞单层,呈放射状排列的同心圆状或峰谷样生长,细胞簇搏动呈明显同步性.传代后的心肌细胞仍具有自主收缩的特性.②骨髓间充质干细胞的体外诱导结果:诱导处理1周后,5-氮杂胞苷组多数细胞呈杆状,紧密平行排列生长,细胞体积变大,可见肌丝样结构形成;心肌细胞冻融液组细胞有聚集生长趋势,形成大量的子细胞,可见大量的肌丝样的结构;5-氮杂胞苷 心肌细胞冻融液组脱落或降解的细胞数明显少于5-氮杂胞苷组,也形成肌丝样结构,但部分细胞内有脂肪空泡形成.③免疫细胞化学鉴定结果:诱导培养1周后,血清对照组仅表达α-横纹肌肌动蛋白;5-氮杂胞苷组表达心肌特异性蛋白T、α-横纹肌肌动蛋白、连接蛋白43,其阳性率分别为20%,28%,25%,抗CD31染色呈阴性;心肌细胞冻融液组上述蛋白阳性表达率分别为23%,32%,28%,明显高于5-氮杂胞苷组(P < 0.05),同时抗CD31染色呈阳性;5-氮杂胞苷 心肌细胞冻融液组上述蛋白阳性表达率略低于心肌细胞冻融液组,抗CD31染色呈阳性.结论:①以心肌细胞冻融液体外模拟心肌微环境,可高效诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞.②部分骨髓间充质干细胞表达CD31,即可向血管内皮细胞分化,提示与5-氮杂胞苷单一的肌细胞诱导作用相比,心肌细胞冻融液更能提供一个心肌再生所需的自然条件.