髓核干细胞对退变椎间盘酸性微环境的适应能力强于脂肪干细胞

• 作 者: 王海超;韩斌叶;陈毅;陶轶卿;李浩;梁成振;李方财;陈其昕;
• 机 构: 310009杭州,浙江大学医学院附属第二医院骨科
• 出 处: 第七届《中华骨科杂志》论坛
• 发表日期: 2014年期

使用实时定量PCR和Western blot在基因和蛋白水平分别分析了ECM蛋白（聚集蛋白聚糖，Ⅰ型胶原，Ⅱ型胶原），基质降解酶(MMP-2，ADAMTS4)以及基质分解代谢抑制剂(TIMP-3)的相关表达水平。与先前一些关于ADMSCs和BM-MSCs研究结果相似，发现在模拟椎间盘酸性微环境中ADMSCs和NPMSCs的聚集蛋白聚糖，Ⅰ型胶原，Ⅱ型胶原和TIMP-3在基因和蛋白水平的表达均受到显著抑制。此外，在模拟椎间盘酸性环境中，上述两种干细胞的MMP-2和ADAMTS4的基因和蛋白表达水平均显著增加，这也进一步表明酸性微环境是ADMSCs和NPMSCs修复退变椎间盘的主要障碍之一。值得注意的是，在同等酸度的培养条件下，与ADMSCs相比NPMSCs的聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原表达水平较高，而MMP-2和ADAMTS4表达水平较低。上述结果表明，在模拟椎间盘的酸性环境中，NPMSCs比ADMSCs有更高的合成代谢水平和更低的分解代谢水平，从而可能成为一种更好种子细胞用于椎间盘生物学修复。在基质分解代谢抑制基因的表达水平方面，ADMSCs的TIMP-3基因表达在pH值7.4和7.1时高于NPMSCs，但在pH值6.8和6.5时出现了显著下降，以至于在pH值下降至6.5时NPMSCs的TIMP-3基因表达水平反而超过了ADMSCs。因此，认为当pH低于6.8时NPMSCs在基质分解代谢抑制基因的表达水平方面较ADMSCs更具优势，这一点也呼应了我们前期研究的结论，即ADMSCs在椎间盘微环境pH值大于6.8时参与椎间盘修复更有效。综上所述，本研究表明模拟椎间盘酸性环境是抑制大鼠NPMSCs和ADMSCs的细胞存活、增殖能力和细胞外基质合成的重要因素。在同样的酸性环境下，NPMSCs在细胞存活、增殖能力以及细胞外基质代谢方面比ADMSCs更具优势，因而可能成为一种新型种子细胞用于椎间盘生物学修复。