高密度培养对猪肌肉干细胞命运的影响

摘要

以猪肌肉干细胞为研究对象,通过接种4组不同初始密度(2.7×10^(3)、5.4×10^(3)、1.1×10^(4)cells/cm2和2.2×10^(4)cells/cm^(2))细胞培养3 d,探究高密度条件对猪肌肉干细胞命运的影响,其中2.7×10^(3)cells/cm^(2)组为对照组。计数结果表明,猪肌肉干细胞适宜的培养密度为2×10^(4)~3×10^(4)cells/cm^(2),超出此范围造成了增殖相关蛋白p-ERK1/2的下调,从而产生增殖抑制效应;转录组测序结果显示最高密度组与对照组相比共有2 125个差异表达基因,主要富集在细胞衰老、细胞周期和PI3K-Akt等信号通路;深入研究转录组学结果发现,高密度条件下干性基因PAX7、PAX3和静息相关基因SPRY1表达上调;分化基因MYOD、MYOG、MYH3和衰老基因P21、P53、P15出现上调表达。实时聚合酶链式反应和Western Blot结果显示,随着接种密度升高,干性基因PAX7和SPRY1、分化基因MYOG、衰老基因P21均出现上调表达。以上结果表明,猪肌肉干细胞在高密度条件下,会出现重返静息状态、分化和衰老等多种细胞命运。本研究结果有助于理解高密度下细胞命运决定机制,为细胞培养肉研究在高密度条件下调节细胞增殖分化提供一定的理论基础。