SDF-1/CXCR4轴通过调控间充质干细胞定向分化修复缺氧缺血性脑损伤

• 作者: 余勤 刘丽珍 刘伟 单威 周丽萍 宣晓波 林洁 王标 王艳
• 来源期刊: 中国病理生理杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 间充质干细胞 细胞分化 基质细胞衍生因子-1α CXC趋化因子受体4
• 年，卷（期）: 2012,（8）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 1424-1430
• 分类号: R741.05
• 字数: 5101字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-4718.2012.08.016

摘要

目的:探讨基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1,SDF-1)/ CXC趋化因子受体4(CXC chemokine receptor 4,CXCR4)轴调控间充质干细胞定向分化、修复缺氧缺血性脑损伤的作用.方法:大鼠间充质干细胞(rat mesenchymal stem cells,rMSCs)经缺氧培养不同时点(0 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h)或SDF-1α(10 μg/L)孵育后,采用RT-PCR、Western blotting和流式细胞术检测其表面CXCR4表达的变化;建立大鼠缺氧缺血性脑损伤模型,运用RT-PCR和Western blotting检测造模后不同时点(1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d)大鼠脑部海马组织中SDF-1α mRNA转录和蛋白表达的改变情况;用AMD3100(CXCR4拮抗剂)拮抗rMSCs 表面CXCR4后,免疫细胞化学和Western blotting检测rMSCs诱导向神经细胞分化中神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)和胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)等神经细胞特异性标志物的阳性率及表达变化情况.结果:低氧培养6 h及12 h的 rMSCs CXCR4 mRNA及蛋白表达水平均较常氧培养组明显增加(P<0.01),10 μg/L SDF-1α孵育后rMSCs 的CXCR4表达水平明显增加(P<0.01);缺氧缺血性脑损伤模型的大鼠脑内SDF-1α蛋白表达显著增加(P<0.01); 5 mg/L AMD3100处理后的rMSCs在向神经细胞诱导分化中NSE和GFAP蛋白的表达明显减少.结论:微小剂量的SDF-1α可诱导低氧培养的rMSCs表面CXCR4的表达,而在缺氧缺血性脑损伤模型的大鼠脑内SDF-1α表达增加,从而使SDF-1/CXCR4轴的生物学效应得以增强;CXCR4拮抗的rMSCs在分化中神经细胞特异性标志物NSE和GFAP的表达降低,表明SDF-1/CXCR4轴在rMSCs定向神经分化修复缺血缺氧脑损伤中具有重要的调控作用.