SDF-1/CXCR4轴通过调控间充质干细胞定向分化修复缺氧缺血性脑损伤

目的:探讨基质细胞衍生因子-1(stromalcell-derivedfactor-1,SDF-1)/CXC趋化因子受体4(CXCchemokinereceptor4,CXCR4)轴调控间充质干细胞定向分化、修复缺氧缺血性脑损伤的作用。方法:大鼠间充质干细胞(ratmesenchymalstemcells,rMSCs)经缺氧培养不同时点(0h、6h、12h、24h、48h、72h)或SDF-1α(10μg/L)孵育后,采用RT-PCR、Westernblotting和流式细胞术检测其表面CXCR4表达的变化;建立大鼠缺氧缺血性脑损伤模型,运用RT-PCR和Westernblotting检测造模后不同时点(1d、3d、5d、7d、14d、21d)大鼠脑部海马组织中SDF-1αmRNA转录和蛋白表达的改变情况;用AMD3100(CXCR4拮抗剂)拮抗rMSCs表面CXCR4后,免疫细胞化学和Westernblotting检测rMSCs诱导向神经细胞分化中神经元特异性烯醇化酶(neuron-specificenolase,NSE)和胶质纤维酸性蛋白(glialfibrillaryacidicprotein,GFAP)等神经细胞特异性标志物的阳性率及表达变化情况。结果:低氧培养6h及12h的rMSCsCXCR4mRNA及蛋白表达水平均较常氧培养组明显增加(P<0.01),10μg/LSDF-1α孵育后rMSCs的CXCR4表达水平明显增加(P<0.01);缺氧缺血性脑损伤模型的大鼠脑内SDF-1α蛋白表达显著增加(P<0.01);5mg/LAMD3100处理后的rMSCs在向神经细胞诱导分化中NSE和GFAP蛋白的表达明显减少。结论:微小剂量的SDF-1α可诱导低氧培养的rMSCs表面CXCR4的表达,而在缺氧缺血性脑损伤模型的大鼠脑内SDF-1α表达增加,从而使SDF-1/CXCR4轴的生物学效应得以增强;CXCR4拮抗的rMSCs在分化中神经细胞特异性标志物NSE和GFAP的表达降低,表明SDF-1/CXCR4轴在rMSCs定向神经分化修复缺血缺氧脑损伤中具有重要的调控作用。