SHH信号通路的激活对帕金森病模型小鼠的保护及其机制

目的:为探讨Sonic Hedgehog(Shh)信号通路激活剂,2,6,9-三取代嘌呤化合物(purmorphamine,PM)对帕金森病(Parkinson’s disease,PD)模型动物中小鼠身体的协调能力、多巴胺能神经元及小胶质细胞细胞活性的影响及可能机制。方法:将47只C57BL/6J雄性8周小鼠随机分为control组、PM组、MPTP组、PM+MPTP组,使用腹腔注射1-methyl-4-phenyl 1,2,3,6-tet-rahydropyridine(MPTP)制作小鼠的帕金森病模型。应用悬杆实验、免疫组织化学和实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,Q-PCR)技术分别检测小鼠的运动协调能力,酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)阳性的多巴胺(DA)能神经元的形态、数目,Ionized calcium binding adapter molecule 1(Iba1)阳性的小胶质细胞的形态以及炎症因子TNF-α的表达情况。结果:(1)悬杆实验显示:在预处理PM 24 h后MPTP诱导的PD模型小鼠中,与MPTP组相比,PM+MPTP组小鼠后爪抓到横杆的时间明显缩短(P0.01);而与control组相比,MPTP组中小鼠后爪抓到横杆的时间显著延长(P0.01)。(2)TH免疫组织化学结果显示:control组TH+DA能神经元染色很深,胞体密集,突起明显;与control组相比,MPTP组TH+DA能神经元的数量明显减少,细胞质着色变浅,突起变短或者消失(P0.01);与MPTP组相比,PM+MPTP组TH+DA能神经元不仅使损失细胞的数目明显减少,而且细胞质染色变深,突起有所增多(P0.01)。(3)Iba1免疫组织化学染色显示:与control相比,MPTP组小胶质细胞变大、形态不规则、突起变粗;与MPTP组相比,PM+MPTP组小胶质细的胞体形态较小,突起呈现细长较多。(4)Q-PCR检测结果显示:与control组相比,MPTP组TNF-α和Iba1mRNA表达明显增加(P0.01);与MPTP组对比,PM+MPTP组表达的TNF-α和Iba1 mRNA水平明显降低(P0.01)。结论:PM可改善PD模型小鼠的运动协调能力,保护多巴胺能神经元,其机制可能与降低小胶质细胞的炎症水平有关。     

Purmorphamine通过调控Smad6的表达发挥抗炎作用

目的探讨2,6,9-三取代嘌呤化合物(PM)激活BV2细胞中SHH信号通路发挥抑制炎症作用的分子机制。方法 BV2细胞按实验需要分为1对照组;2脂多糖(LPS)组;3PM+LPS组;4PM组。PM激活BV2细胞中SHH信号通路后,应用荧光定量PCR(Q-PCR)检测Smad6、E3泛素连接酶Peli1、炎症转录因子(NF-κB)以及转化生长因子β1(TGF-β1)的m RNA表达情况。结果与对照组比较,LPS刺激后Smad6 m RNA表达下降(P0.01),Peli1 m RNA和NF-κB m RNA表达升高(均P0.01),PM处理后能促进Smad6 m RNA和TGF-β1 m RNA表达(P0.01,P0.05);与LPS组比较,PM对LPS作用下的Peli1 m RNA和NF-κB m RNA表达起抑制作用(均P0.01)。结论 PM激活SHH信号通路后发挥抗炎作用下调Peli1和NF-κB表达水平,可能与上调Smad6表达和增加TGF-β1表达水平有关。     

维甲酸联合Purmorphamine诱导人脐带间充质干细胞向运动神经元分化的研究

目的:探讨单独和联合应用维甲酸(retinoic acid,RA)与purmorphamine(2,6,9-三取代嘌呤化合物,PM)对人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs)向运动神经元分化的影响,为其进一步临床应用提供实验依据。方法:用双酶消化法提取纯化hUCMSCs,取传至第3代的hUCMSCs,流式细胞仪检测表面抗原CD29、CD31、CD34、CD44的表达情况。根据加入不同诱导剂分4组:空白对照组;RA组(加入0.5μg/ml RA);PM组(加入1μg/ml PM);RA+PM组(加入0.5μg/ml RA和1μg/ml PM)。细胞诱导后第20d,观察细胞形态的变化;采用免疫细胞化学方法检测Nestin、β-tubulin-III、Hb9、ChAT的表达情况,比较各组细胞阳性表达的比例。RA+PM组细胞诱导5、10、15、20、25 d后收集细胞,检测细胞内Ach的含量。结果:流式细胞仪检测结果显示,CD29、CD44高表达,CD31阴性,CD34不表达。空白对照组和PM组细胞诱导后形态变化不明显,Nestin和β-tubulin-III阳性表达率均很低,两者之间无差别。RA组和RA+PM组的诱导后细胞具有典型的神经元样形态;且Nestin和β-tubulin-III阳性表达率比其他两组高,有显著性差异(P<0.01)。4组中只有RA+PM组细胞诱导后出现Hb9表达阳性,其他各组均无Hb9表达。RA+PM组ChAT高表达,RA组仅少量表达。从第15 d起,RA+PM组细胞可检测到Ach,其含量随着诱导时间的延长逐渐增加。结论:RA能促进hUCMSCs向神经元分化,单独使用PM并没有明显效果,而RA联合PM能显著促进hUCMSCs向运动神经元分化。     

purmorphamine促进人牙周膜干细胞应力成骨

目的研究purmorphamine在动态张应力促人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells,PDLSCs)向成骨细胞分化过程中的作用。方法分离培养鉴定PDLSCs,在矿化诱导环境中加入purmorphamine,采用Flexcell FX-4000T应力加载系统对细胞加力24 h,以Real-time PCR检测成骨相关指标Runx2、alkaline phosphatase(ALP)以及Hedgehog(Hh)通路的标志物GLI1、Pathed1(PTCH1)、Smoothend(SMO)。结果动态张应力作用24 h后,成骨相关指标Runx2、ALP,Hh通路的标志物GLI1、PTCH1、SMO的表达水平明显升高(P<0.05);加入purmorphamine后,成骨相关指标Runx2、ALP,Hh通路的标志物GLI1、PTCH1、SMO的表达水平较加力组均有增强,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 purmor-phamine可能通过激活Hh通路,进而增强人PDLSCs应力条件下向成骨细胞分化。     

Hedgehog signaling regulates size of the dorsal aortae and density of the plexus during avian vascular development

Signaling by the hedgehog (Hh) family of secreted growth factors is essential for development of embryonic blood vessels. Embryos lacking Hh function have abundant endothelial cells but fail to assemble vascular cords or lumenized endothelial tubes. However, the role of Hh signaling during later aspects of vascular patterning and morphogenesis is largely unexplored. We have used small molecule inhibitors and agonists to alter activity of the Hh signaling pathway in the chick embryo. When cyclopamine is added after cord formation, aortal cells form tubes, but these are small and disorganized and the density of the adjacent vascular plexus is reduced. Activation of the Hh pathway with SAG leads to formation of enlarged aortae and increased density of the plexus. The number of endothelial cell filopodia is found to correlate with Hh signaling levels. These studies show that Hh signaling levels must be tightly regulated for normal vascular patterning to be achieved. Developmental Dynamics 240:1354–1364, 2011. © 2011 Wiley‐Liss, Inc.     

Purmorphamine对BV2细胞帕金森病相关基因Nurr1表达的影响

目的探讨Purmorphamine(PM)激活小胶质细胞瘤BV2细胞中Sonic hedgehog(SHH)信号通路对帕金森病(PD)相关基因Nurr1表达的影响。方法体外培养BV2小胶质细胞并分为对照组、脂多糖(LPS)处理组、PM+LPS处理组以及PM处理组,运用荧光定量PCR(Q-PCR)检测经LPS处理后BV2细胞中SHH信号通路Smoothened(Smo)、Gli1及Nurr1基因mRNA表达情况;PM激活SHH信号通路后,Q-PCR检测Nurr1mRNA含量以及炎性反应因子白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的mRNA表达情况。结果(1)与对照组相比,LPS处理后4h和24h时Smo和Gli1mRNA表达均升高(P0.01,P0.05);(2)与对照组相比,PM处理组细胞Smo和Gli1mRNA表达升高(P0.01),LPS组Nurr1、IL-1β、TNF-αmRNA表达亦均升高(均P0.01);而PM+LPS组Nurr1、IL-1β、TNF-αmRNA表达均较LPS处理组下降(均P0.01)。结论PM激活SHH信号通路能够抑制BV2细胞中Nurr1的表达,并能发挥抑制炎性反应作用。