论文部分内容阅读
目的:观察钙敏感受体(Calcium-sensing reaper,CaSR)在小鼠胚胎干细胞(Mouse Embryonic Stem Cell,mESC)的功能性表达;探讨casR在mESC向心肌细胞分化中的作用及其相关机制。 方法:(1)以培养的129小鼠ES-D3细胞系为观察对象,采用Western blot技术检测CaSR蛋白的表达;应用免疫荧光技术检测CaSR的细胞定位;以CaSR激动剂、抑制剂以及一系列信号通路阻断剂为干预因素,通过激光共聚焦显微镜检测细胞内钙离子(Intracellular calcium concentration,[Ca2+]i)的变化:以ERK通路抑制剂为干预因素,利用MTT比色法检测小鼠胚胎干细胞的存活率,利用流式细胞技术检测细胞周期,甩Western blot技术检测p-ERK1/2蛋白的表达。(2)未分化129小鼠ES-D3细胞,经直接悬浮法形成拟胚体,悬浮培养5天。当拟胚体接种到明胶包被的培养皿时,在分化培养基加入淫羊藿苷(ICA)作为诱导剂。用倒置显微镜观察分化情况,并记录自发性跳动的拟胚体数目。在ICA诱导的1d、5d、9d、13d、17d、21d分别检测CaSR、α-actinin、心肌肌钙蛋白-I(cTnI)和心肌特异性转录因子NKx2.5、GATA-4蛋白的表达;透射电镜观察早、中、晚期分化细胞的超微结构特征。(3)以ICA组为对照组,分别添加CaSR激动剂、抑制剂为试验组,对诱导后培养中期的EBs采用流式细胞技术检测cTnI阳性细胞数,计算心肌样细胞分化率;用Western blot检测心肌特异转录因子NKx2.5、GATA-4和CaSR蛋白的表达,观察CasR在对细胞分化中NKx2.5、GATA-4影响。 结果:(1)CaSR蛋白在小鼠胚胎干细胞有功能性的表达,并且主要分布在胞膜和胞浆中;增加细胞外钙或者给予新霉素(CaSR激动剂)均可引起[Ca2+]i增加和CaSR蛋白表达的增加;这种[Ca2+]i增加可被U73122(PLC抑制剂),2-APB(IP3受体抑制剂),咖啡因(肌浆网内钙的耗竭剂)及毒胡萝卜素(内质网钙泵抑制剂)所抑制甚至取消。新霉素可增加。mESC的存活率、S期细胞数、细胞增殖指数,同时CaSR蛋白和磷酸化ERK1/2表达增多。NPS2390(CaSR抑制剂)和PD98059特异性抑制剂作用相反。 (2)ICA诱导拟胚体2天后,可见自发性收缩的细胞簇,随着诱导分化时间的延长,α-actinin和cTnI蛋白的表达逐渐增多;CaSR蛋白、心肌特异性转录因子NKx2.5和GATA-4蛋白在分化早期(诱导分化的5d)表达最多,至晚期(诱导分化的21d)持续表达;电镜观察显示,未分化细胞核圆而大,可见少量的线粒体,未见其他细胞器;分化的拟胚体细胞中有大量线粒体、核糖体、粗面内质网等细胞器,还有不规则成束的肌丝,晚期可见连接结构,如紧密连接和桥粒等。CaSR激动剂新霉素能够增加早期拟胚体中CaSR、NKx2.5和GATA-4的表达,NPS2390能够阻断上述作用。 结论:(1)CaSR在小鼠胚胎干细胞有功能性表达;CaSR活化引起细胞内钙增加是通过G-PLC-IP3信号转导通路实现的。(2)CaSR活化可能通过p-ERK1/2信号通路促进小鼠胚胎干细胞的增殖;(3)CaSR活化可通过增加NKx2.5和GATA-4的表达促进心肌细胞的分化。