Wnt3a蛋白诱导BMSC定向分化并促进大鼠创面修复的实验研究

目的在细胞水平和动物模型整体层面观察Wnt3a诱导BMSCs定向分化并促进大鼠皮肤软组织缺损创面修复的过程。方法选取清洁级SD大鼠80只,雄性,3周龄,体重40~50g。全骨髓贴壁分离法获取大鼠骨髓来源间充质干细胞,所获取细胞经免疫荧光染色鉴定为干细胞。体外扩增后分为对照组及Wnt3a组,对照组用普通DMEM培养基培养,Wnt3a组以DMEM+Wnt3a信号通路激动剂Wnt3a(终浓度为200μg/L)培养。分别通过qRT-PCR和免疫荧光检测血管内皮细胞,周细胞及平滑肌细胞相关标志物的表达,验证Wnt3a在体外对BMSCs的诱导分化作用,并利用大鼠全层皮肤缺损模型作为研究对象,观察BMSC与Wnt3a联合应用对创面修复的促进作用。结果 RT-PCR的结果显示,Wnt3a组在加入Wnt3a激动剂培养7d以后,BMSCs的干细胞相关分子Klf4,Oct4表达水平相比对照组有相应下降(0.732±0.048,0.591±0.097,倍比数,P0.001),证实BMSCs发生了相应的分化行为。其中NG2、VEGF、CD31及α-SMA在Wnt3a组mRNA表达显著增高(P0.001)。整体动物水平,BMSC+Wnt3a联合应用组大鼠创面愈合率、肉芽组织形成及评分、创面成熟度及再血管化程度均高于空白对照组(P0.001)。RT-PCR结果显示代表创面修复所需关键细胞的标志物(NG2、VEGF、CD31及α-SMA)mRNA表达水平明显高于空白对照组(P0.01)。结论本研究通过体外及体内实验证实,利用Wnt信号途径激动剂的经典蛋白Wnt3a与BMSC共培养,能够提高干细胞活性,发挥其再生特性,并能够诱导前者定向分化为皮肤修复相关的关键细胞,因而加速肉芽组织重建和再生,最终促进创面愈合,为临床上BMSCs移植修复大面积皮肤软组织缺损提供了新的思路。

Direct induction of the differentiation of bone mesenchymal stem cell for enhanced wound regeneration by Wnt3a in rats