低氧微环境促进人嗅黏膜间充质干细胞的增殖及其机制

摘要

背景：人嗅黏膜间充质干细胞不仅具有一般间充质干细胞的基本特征，因其来源于外胚层，还能更多地向神经元方向分化，是一种用于神经损伤修复与再生的理想种子细胞。常规细胞体外培养的氧气体积分数约为21%，而人体正常组织和组织间隙中的氧气体积分数为3%-9%。低氧对人嗅黏膜间充质干细胞增殖及活性的影响尚未见报道。目的：探讨低氧微环境对人嗅黏膜间充质干细胞增殖、活性的影响及其相关机制。方法：分离培养人嗅黏膜间充质干细胞，应用流式细胞学和免疫荧光方法分别进行鉴定；实验将第4代人嗅黏膜间充质干细胞分成3组：体积分数为21%O2组(常氧组)、体积分数为3%O2组(低氧组)、体积分数为3%O2+20μmol/LYC-1(HIF-1α抑制剂)组(抑制剂组)，干预72h后采用流式细胞技术检测各组细胞的细胞周期和细胞凋亡情况；采用Westernblot方法检测增殖细胞核抗原的蛋白表达；采用Q-PCR及WesternBlot分别检测HIF-1α和TWIST的mRNA及蛋白表达。结果与结论：①分离培养出了人嗅黏膜间充质干细胞，第4代人嗅黏膜间充质干细胞的纯度达97%以上；②低氧组比常氧组的增殖系数大(P<0.05)，且两组间的存活细胞及总体的凋亡细胞(机械死亡+早期凋亡+晚期凋亡)比例差异无显著性意义(P>0.05)；③低氧组的增殖细胞核抗原蛋白表达显著增高，与常氧组和抑制剂组比较差异有显著性意义(P<0.05)；④低氧组中HIF-1α和TWISTmRNA和蛋白表达显著上调，与常氧组和抑制剂组比较差异有显著性意义(P<0.05)；⑤低氧微环境能促进人嗅黏膜间充质干细胞的增殖而对其细胞活性无明显影响，且此过程与人嗅黏膜间充质干细胞内HIF-TWIST信号通路被激活有关。