不同浓度七氟烷对人胚胎干细胞自我更新和分化为神经细胞的影响

摘要

目的 探讨不同浓度七氟烷对人胚胎干细胞凋亡、维持未分化状态以及分化为神经细胞的影响.方法 将正常培养的人胚胎干细胞分为3组,对照(七氟烷未处理)组、2.1％七氟烷处理(低剂量)组和4.1％七氟烷处理(高剂量)组,均干预6 h;利用碱性磷酸酶染色、荧光实时定量PCR、Western blot以及免疫荧光等方法,检测细胞凋亡蛋白、干细胞自我更新和分化标志基因以及神经细胞相关基因的表达情况;同时检测SMAD和ERK总蛋白和磷酸化水平的变化情况.结果 与对照组相比,低剂量处理组内的人胚胎干细胞的凋亡、未分化状态和神经分化均没有明显变化;高剂量处理组里的人胚胎干细胞发生凋亡,凋亡蛋白CASPASE-3的水平增加(P<0.05).同时,部分人胚胎干细胞克隆的边缘出现了分化表型,所以自我更新基因OCT4,SOX2,NANOG和PRDM14的表达下调(P<0.01),而分化基因GA-TA4和GATA6的表达上调(P<0.01).神经定向分化实验显示,高剂量处理会抑制人胚胎干细胞分化为神经细胞的效率,表现为神经细胞标志基因TUJ1、ASCL1和MAP2的表达水平较低(P<0.05).高剂量处理会降低人胚胎干细胞中E RK的磷酸化水平,表明高剂量的七氟烷发挥作用可能与ERK信号有关(P<0.05).结论 高浓度的七氟烷对人胚胎干细胞的自我更新和神经分化具有一定的抑制作用,其部分机制是通过抑制E RK信号通路的活性实现的.