缺氧促進MSCs成脂分化的機制研究.pdf

1、間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal Stem Cell，MSCs)是腫瘤微環(huán)境的重要組成成分，對腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移發(fā)揮重要的影響。同時腫瘤微環(huán)境對于間充質(zhì)干細胞的分化和功能也產(chǎn)生重要的影響。兩者之間構(gòu)成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。缺氧是腫瘤微環(huán)境的一個重要環(huán)境因素。本研究擬研究缺氧對MSCS的分化潛能的影響，并探尋參與作用的重要調(diào)控分子。
　　[缺氧抑制MSCs成骨分化，促進MSCs成脂分化]MSCs具有向成骨細胞和脂肪細胞分化的潛能。我們將M

2、SCs在0.2％O2的缺氧條件下分別使用誘導(dǎo)培基和普通培基處理人骨髓來源MSCs3天，應(yīng)用堿性磷酸酶染色和油紅O染色后觀察細胞內(nèi)成骨細胞標(biāo)志性的酶以及脂滴形成積累情況，并用Real-time PCR法檢測MSCs的成骨細胞和脂肪細胞標(biāo)志分子的表達，結(jié)果表明在缺氧條件了MSCs的成骨分化潛能降低;成脂分化潛能增高。
　　[缺氧MSCs成脂分化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]我們應(yīng)用Real-time PCR芯片篩選缺氧條件下差異表達的MSCs成脂分

3、化相關(guān)分子。篩選出10個上調(diào)分子，11個下調(diào)分子。我們把差異表達的分子構(gòu)建了缺氧條件下的MSCs的成脂分化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)C/EBP家族和PPAR-γ處于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的中心位置，調(diào)控多個成脂相關(guān)基因表達。
　　[缺氧MSCs成脂分化相關(guān)調(diào)控因子的確定]我們進一步驗證了在缺氧條件下MSCs的成脂分化關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ表達下調(diào)，轉(zhuǎn)錄因子C/EBPs表達明顯增高。同時對MSCs使用PPAR-γ抑制劑或C/EBPs抑制劑后在缺氧條件

4、下進行成脂分化實驗，在細胞水平和分子水平檢測MSCs的成脂分化水平，結(jié)果表明PPAR-γ的抑制劑不能抑制缺氧下MSCs的成脂分化。應(yīng)用C/EBPs的抑制劑可以明顯抑制缺氧條件下的MSCs的成脂分化潛能。因此我們認為在缺氧條件下，MSCs通過PPAR-γ非依賴性通路促進成脂分化。轉(zhuǎn)錄因子C/EBPs在缺氧MSCs成脂分化過程中發(fā)揮重要的作用。
　　為了明確Hif-1α在缺氧環(huán)境下，對于MSCs的成脂分化潛能的影響，我們建立了Hif-

5、1α的shRNA穩(wěn)定表達MSC細胞株。Hif-1僅表達封閉的MSCs在細胞水平上沒有明顯降低MSCs在缺氧下形成的脂滴數(shù)量，但是能降低部分成脂相關(guān)分子的表達。結(jié)果表明缺氧對于MSCs的成脂分化潛能的促進部分依賴于Hif-1α。C/EBPs抑制劑和Hif-1α封閉同時作用下，MSCs在缺氧下的成脂分化程度相較于單獨使用C/EBPs抑制劑被更加強烈地抑制，提示Hif-1α和C/EBPs在缺氧下存在相互作用機制，協(xié)同作用促進MSCs成脂分化。