线粒体自噬与骨髓间充质干细胞成软骨分化的关联

背景:已有研究发现线粒体自噬在软骨缺损修复过程中发挥重要作用,因此有必要研究线粒体自噬在骨髓间充质干细胞成软骨分化过程中的作用及其调控方法,为进一步阐明软骨诱导机制并为理解生物材料如何调控骨髓间充质干细胞分化命运奠定基础。目的:建立并验证线粒体状态和自噬程度的表征方法,观察线粒体自噬与软骨细胞发育、骨髓间充质干细胞成软骨分化的关系。方法:分离培养新生乳兔、1月龄兔、18月龄兔软骨细胞和新生乳兔骨髓间充质干细胞,按照试剂盒说明方法进行线粒体标记Mito Tracker Red染色。选取第2代骨髓间充质干细胞,用完全软骨诱导培养基培养,在培养第1,3,7天按照试剂盒说明方法进行线粒体标记Mito Tracker Red染色。选取第2代骨髓间充质干细胞,用完全软骨诱导培养基培养24 h后,诱导组加入10μmol/L自噬诱导剂雷帕霉素干预10 h,抑制组加入5μmol/L自噬抑制剂氯喹干预10 h,此后换用完全软骨培养基培养,在培养第1,3,7天用线粒体自噬试剂盒Mitophagy Detection Kit染色并观察线粒体自噬情况。结果与结论:①不同兔龄软骨细胞线粒体染色:低兔龄软骨细胞中线粒体数目较高兔龄软骨细胞多;②骨髓间充质干细胞和幼兔软骨细胞线粒体染色:软骨细胞的线粒体形态呈点状,而骨髓间充质干细胞的线粒体形态呈线状;③骨髓间充质干细胞分化过程中线粒体染色:随诱导培养天数的增加,骨髓间充质干细胞中线粒体的形态由最初的网状变为点状,骨髓间充质干细胞骨架中促进自噬形成的微丝结构也逐渐减少;④线粒体自噬对成软骨分化的影响:雷帕霉素促进了线粒体自噬途径,进而促进骨髓间充质干细胞的成软骨分化。

Relationship between mitochondrial autophagy and chondrogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells

BACKGROUND: It has been found that mitochondrial autophagy plays an important role in cartilage defect repair. Therefore, it is necessary to study the influence and regulatory method of mitochondrial autophagy on the chondrogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells, which will lay a foundation for further elucidating the cartilage-inducing mechanism and understanding how biomaterials regulate the differentiation and fate of bone marrow mesenchymal stem cells.