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众所周知,阿尔茨海默病(Alzherimers disease,AD)是神经系统变性疾病,目前药物等众多治疗尚无理想疗效,骨髓基质干细胞(marrow stromalcells,MSCs)移植治疗正成为研究热点;研究表明,Aβ在神经元的凋亡过程中发挥了重要作用,β淀粉样蛋白的几种分子片断(包括Aβ<,1-42>,Aβ<,1-40>,Aβ<,25-35>)均可在体外条件下诱导离体培养的细胞发生凋亡,而细胞凋亡活动过盛可能AD渐进性的神经退变的重要原因之一。AD细胞模型国内外采用最多的为PCI2细胞;STAT3在细胞的生长、存活、增殖和分化中起重要作用本实验采用的是Aβ<,1-40>损伤的PCI2与骨髓基质干细胞共育,模拟移植环境,研究共育微环境中细胞间双向信息反馈对骨髓基质干细胞向神经细胞转分化的作用及对抗损伤的PCI2凋亡的保护作用机制。
讨论:
本实验培养体系分五组研究微环境对MSCs的影响,细胞双向作用组,即B组:Aβ<,1-40>损伤PC12后(AD细胞模型)、A组:正常PC12与MSCs;细胞单向作用组:C组、D组,分别为A组、B组培养上清单向作用于MSCs,E组空白对照组,应用转移筛网(transwell)便于单独观察共育后的MSCs形态增殖等的各项变化;各组MTr代谢率以B组最低同时NSE<+>细胞最多,各组比较有显著性差异P<0.01;说明模拟的AD微环境中的MSCs在细胞周期转换点细胞更多地走向分化而非增殖,细胞增殖与分化程度呈负相关;本实验检测了各组MSCs培养上清(动态变化的微环境)中神经营养因子BD-NF、NGF、TGF-B、bFGF的表达,结果显示bFGF在各组中均能检测到,B组(受损PC12与MSC共育组)MSCs的上清bFGF分泌最高(P(0.01),提示bFGF可能参与了对抗A9诱导的神经细胞凋亡的过程。本实验以PI和Annexin-FITC进行细胞的双染凋亡检测,结果显示B组PC12凋亡细胞数最少,说明共育体系中细胞间双向作用的微环境中存在着拮抗Aβ毒性至PC12凋亡的神经营养因子如bFGF,能阻断细胞凋亡级联反应;STAT3可促进多种基因表达,参与促进细胞周期G<,1>-S和G<,2>-M的行进及抑制凋亡。STAT3参与细胞的生长、分化和存活过程,活化后的STAT3蛋白才能与特定的DNA结合,促进靶基因的转录激活,参与转录调控作用,在细胞的生长、存活、增殖和分化中起重要作用。本实验显示细胞间双向作用组(B组)磷酸化而活化的STAT3表达量高于其他组,而总STAT3表达量在各组间并未发现明显差异,显示细胞间双向作用产生了最有利于STAT3磷酸化而活化的微环境变化,如细胞因子种类或/和量的变化以及信号系统激活的某个关键环节;本实验通过本实验通过建立.AD细胞模型,模拟移植细胞MSCs外微环境,发现MSCs在这一系列生理病理过程中,既有转分化过程,又有拮抗凋亡营养神经过程发生;发现细胞间双向作用的共育微环境既促进了MSCs向神经元样分化又减少了受损PC12的凋亡,骨髓基质细胞的增殖分化、拮抗凋亡营养神经过程是一极其复杂的网络。而这一错综复杂的生物过程中有STAT3激活,说明活化后的STAT3参与MSCs向神经元样分化及对抗受损PCI2的凋亡的生物过程的调控。Aβ<,1-40>,损伤PCI2与MSCs非接触共培养的微环境有利于MSCs向神经元样分化,使MSCs向分化方向非增殖方向发展。共育体系中细胞问双向作用的微环境中存在着拮抗Ap毒性至PC12凋亡的神经营养因子如bF.GF,能阻断细胞凋亡级联反应,减少凋亡细胞数。 Aβ<,1-40>损伤PC12与MSCs非接触共培养的微环境产生了有利于STAT3磷酸化而活化的微环境变化,活化后的STAT3参与MSCs向神经元样分化及对抗受损PC12的凋亡的生物过程的调控。