TGF-β1对骨髓间充质干细胞分化的血管平滑肌细胞的表型调节

摘要

背景:骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，可分化为皮肤细胞、成骨细胞、软骨细胞、成肌细胞[1-2]，干细胞通过分化为血管平滑肌细胞，参与周围血管的新生修复与重建[3]，但是干细胞的分化受多种因素调控，如生长因子、细胞外基质以及血管外应力环境，研究发现生长因子PDGF(Platelet Derived Growth Factor)和bFGF(basic FibroblastGrowth Factor)等均可诱导骨髓间充质干细胞分化为血管平滑肌细胞[4]，在诸多的生物化学因子中，TGF-β1(transforming growth factor-β1)广泛调节细胞生长，分化，迁移等，通过依赖性和非依赖性Smad途径调节干细胞分化时的基因表达，从而调节BMSCs中平滑肌细胞标志蛋白的表达。而且TGF-β1可能参与机械张力诱导干细胞分化过程[5-8]。但是TGF-β1诱导干细胞向何种表型分化，目前尚不得而知。血管平滑肌细胞表型包括合成型和收缩型两种表型[9]，收缩型是较为成熟的类型，分化程度高，增值能力差，含有丰富的肌丝，结构蛋白表达量高，α、β、γ3种肌动蛋白亚型中，以α-actin为主。而合成型分裂、增殖活跃，以β、γ-actin为主[10-11]。Calponin是一个具有多种功能的蛋白家族，收缩类相关蛋白，主要分为calponin1、2、3三种。Calponin1主要在收缩型的平滑肌细胞中表达;calponin2在平滑肌细胞和非肌细胞中都有表达，能参与内皮细胞增殖，胞质分裂;calponin3虽然主要存在于神经组织，但在平滑肌细胞中也有表达[12]。有研究发现TGF-β1诱导细胞表达calponin1，但是不能表达晚期SMC指标，如肌球蛋白重链(Myosin Heavy Chain)和Myocardin蛋白[13-14]。TGF-β1诱导方式将干细胞诱导为何种表型的血管平滑肌细胞，诱导分化中的可能机制目前尚不清楚。
　　平滑肌细胞在TGF-β1作用下能够在合成型和收缩型之间发生表型的转化。本实验研究运用TGF-β1诱导大鼠骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞分化的标志蛋白表达的差异，模拟血管细胞自然生理状况，探讨在TGF-β1作用下的骨髓间充质干细胞分化为平滑肌细胞中的表型差异。
　　目的:探讨TGF-β1对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)诱导分化的血管平滑肌细胞(VSMCs)表型的影响。
　　方法:原代全骨髓法培养大鼠BMSCs，流式细胞术鉴定细胞。作成脂，成骨，成平滑肌细胞方向诱导，验证BMSCs的多向分化潜能。将细胞分为2组:TGF-β1组用含5ng/ml转化生长因子-β1(TGF-β1)的完全培养基培养;对照组用含10％胎牛血清(FBS)的DMEM/F12培养基培养作对照。14d后观察诱导后的细胞形态，并作RT-PCR检测肌动蛋白(α-actin)，平滑肌肌球蛋白重链(SM-MHC)，钙调节蛋白1(calponin1)，钙调节蛋白3(calponin3)的mRNA表达水平，免疫印迹观察细胞内α-actin，SM-MHC，calponin1，calponin3蛋白表达水平。
　　结果:经流式细胞术鉴定，所培养细胞为BMSCs，并且经过成脂、成骨、成平滑肌细胞的诱导，表明BMSCs存在多向分化的潜能。诱导14 d后，TGF-β1组的平滑肌标志蛋白均较对照组有明显升高，以SM-MHC，calponin3增加为主，其差异均有统计学意义(p＜0.05)。TGF-β1组中calponin3的mRNA表达量比对照组低，而calponin1蛋白表达量和mRNA表达量能同步增高。
　　结论:TGF-β1能够诱导BMSCs分化为血管平滑肌细胞，其表型主要为收缩型。

目录

声明

符号说明

摘要

前言

1 材料和方法

1．1 实验材料和仪器

1．2 细胞制备及鉴定细胞

1．3 BMSCs多向分化潜能的鉴定

1．5 细胞的分组处理

1．6 Western blot检测各组中α-actin、calponin1、calponin3、SM-MHC蛋白表达情况

1．7 RT-PCR检测各组样品中α-actin、calponin1、calponin3、SM-MHC mRNA表达情况

1．8 统计学处理

2 实验结果

2．1 流式细胞术鉴定细胞

2．2 BMSCs的多向分化潜能鉴定结果

2．3 BMSCs的成平滑肌细胞诱导

2．4 实验细胞mRNA水平的改变

2．5 实验细胞各蛋白水平的表达

3 结论和讨论

全文总结

参考文献

文献综述 Nesprins在细胞生物学行为中的作用

致谢

硕士学位期间发表的论文