Hsa-let-7c/IGF-1R调控轴在IGF-1介导的hDPSCs增殖和分化中的作用及机制研究

来源 :南京医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jiangshuang_1975
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Hsa-let-7c是miRNAs let-7家族中的一员,是干细胞增殖和分化的关键调控因子,对干细胞“干性”的维持至关重要。IGF-1是胰岛素样生长因子1的简称,研究表明IGF-1可以调节间充质干细胞的归巢、增殖及分化能力,且主要是通过IGF-1R激活下游信号通路来发挥作用的。Let-7c家族在细胞增殖、迁移以及IGF-1/MAPK信号通路转录后调控过程中发挥重要作用。目前,hsa-let-7c对IGF-1介导的人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)的增殖及成骨成牙向分化能力的影响尚未有文献报道。第一部分Hsa-let-7c对hDPSCs中IGF-1R表达的影响研究目的:分离培养hDPSCs,用hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs,明确hsa-let-7c与IGF-1R之间的关系。研究方法:分离培养hDPSCs,用流式细胞术对其进行鉴定。筛选慢病毒作用于hDPSCs的最佳浓度。用最佳浓度的hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs 24小时,采用RT-PCR方法检测hsa-let-7c的基因表达水平;转染48小时后,用western blot法检测IGF-1R的蛋白表达水平,以此探讨hsa-let-7c与IGF-1R之间的关系。实验结果:流式细胞术检测分离培养的的细胞CD73、CD90、CD105、CD146及STRO-1表达阳性,CD34和CD45表达阴性,证实是hDPSCs。慢病毒浓度筛选结果表明,当MOI(转染时病毒和细胞数量的比值)=5时,细胞活性较好,转染率较高,被选为最佳转染浓度。Hsa-let-7c过表达慢病毒载体转染hDPSCs 48小时后,实验组(let-7c(+))细胞中hsa-let-7c基因的表达水平明显上调,与对照组(let-7c(+)Con)差异具有统计学意义(P<0.01),而let-7c(+)细胞中IGF-1R蛋白表达水平明显下调。与之相反,hsa-let-7c低表达慢病毒载体转染hDPSCs 48小时后,实验组(let-7c(-))细胞中hsa-let-7c基因表达水平明显下调,与对照组(let-7c(-)Con)差异具有统计学意义(P<0.05),而let-7c(-)细胞中IGF-1R蛋白表达水平明显上调。结论:成功分离培养hDPSCs;Hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs,可显著影响hDPSCs中IGF-1R的表达水平,hsa-let-7c可负性调节IGF-1R的表达水平。第二部分Hsa-let-7c/IGF-1R调控轴对IGF-1介导的hDPSCs活性及增殖能力的影响研究目的:明确hsa-let-7c/IGF-1R调控轴对IGF-1介导的hDPSCs活性及增殖能力的影响。研究方法:Hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs,加入100 ng/mL IGF-1刺激0、1、3、5、7、9天后,用CCK8试剂盒检测细胞增殖及活性,并绘制细胞生长曲线。流式细胞术(FCM)检测各组细胞周期分布,计算细胞增殖指数(PI=G2/M+S),检测hsa-let-7c/IGF-1R调控轴对hDPSCs增殖能力的影响。FCM检测各组细胞凋亡情况,计算平均细胞凋亡率,检测hsa-let-7c/IGF-1R调控轴对hDPSCs活性的影响。实验结果:CCK8检测结果显示hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs后,let-7c(+)+IGF-1与let-7c(+)Con+IGF-1之间、let-7c(-)+IGF-1与let-7c(-)Con+IGF-1之间增殖能力均没有显著差异(P>0.05)。FCM检测周期结果显示空白对照组细胞增值指数PI=12.26%,let-7c(+)Con组增殖指数PI=11.59%,let-7c(+)组增殖指数PI=10.34%,let-7c(-)Con组增殖指数PI=10.15%,let-7c(-)组增殖指数PI=12.30%。各组之间无明显统计学差异(P>0.05)。FCM检测凋亡结果显示各实验组及对照组细胞凋亡均较少,平均细胞早期凋亡率均在2%以下,总凋亡率在7%左右,各组差异无统计学意义(P>0.05)。结论:Hsa-let-7c/IGF-1R调控轴对IGF-1介导的hDPSCs活性及增殖能力无明显影响。第三部分Hsa-let-7c/IGF-1R调控轴调控hDPSCs分化及MAPK通路机制研究目的:探讨hsa-let-7c/IGF-1R调控轴调控hDPSCs分化及MAPK通路机制。研究方法:Hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs,加入100 ng/mL IGF-1刺激0、3、7天后,提取各组细胞总RNA和总蛋白,实时定量逆转录聚合酶链式反应实验(real time RT-PCR)检测成骨成牙向分化相关基因(ALP、RUNX2、OCN、OSX和DSPP等)的表达情况,蛋白免疫印迹实验(Western blot)检测成骨成牙向分化相关蛋白(RUNX2、OSX、OCN、DSP等)的表达情况。茜素红染色检测IGF-1及成骨诱导液诱导各组细胞14天时的钙结节形成情况。提取hsa-let-7c过/低表达慢病毒载体转染hDPSCs 1小时后各组细胞总蛋白,检测MAPK通路相关蛋白(ERK/P-ERK、JNK/P-JNK、P38/P-P38)的表达情况。研究结果:Hsa-let-7c过表达慢病毒载体转染hDPSCs,加入100 ng/mL IGF-1刺激0、3、7天后,real time RT-PCR结果显示:实验组(let-7c(+)+IGF-1)中成骨成牙向分化相关基因(ALP、RUNX2、OCN、OSX和DSPP等)的表达较对照组(let-7c(+)Con+IGF-1)相比有不同程度的降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。Western blot结果显示:实验组中成骨成牙向分化相关蛋白(RUNX2、OSX、OCN和DSP等)的表达水平较对照组也明显下降(P<0.05)。相反地,let-7c(-)+IGF-1中成骨成牙向分化相关蛋白及基因(ALP/ALP、RUNX2/RUNX2、OCN/OCN、OSX/OSX和DSP/DSPP等)的表达水平较对照组(let-7c(-)Con+IGF-1)相比均有不同程度的升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。茜素红染色结果显示:在α-MEM和α-MEM+IGF-1条件下,let-7c(+)与let-7c(+)Con、let-7c(-)与let-7c(-)Con细胞形成的矿化结节均较少,无显著性差异(P>0.05)。在MM和MM+IGF-1条件下,let-7c(+)比let-7c(+)Con细胞形成的矿化结节少,而let-7c(-)比let-7c(-)Con细胞形成的矿化结节多。MAPK通路检测结果显示:与let-7c(+)Con相比,ERK、P-ERK、P-JNK、P38、P-P38在let-7c(+)细胞中表达明显降低,JNK无明显变化;而P-ERK/ERK、P-JNK/JNK、P-P38/P38均明显下调,差异具有统计学意义(P<0.05);与let-7c(-)Con相比,let-7c(-)组ERK、P-ERK、P-JNK、P38、P-P38的表达明显升高,JNK的表达则降低;P-JNK/JNK、P-P38/P38比例均明显下调,而P-ERK/ERK则上调,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论:Hsa-let-7c/IGF-1R调控轴可显著影响hDPSCs的分化能力。Hsa-let-7c过表达可显著下调IGF-1介导的hDPSCs成骨成牙向分化能力及钙结节形成能力,而hsa-let-7c低表达可显著上调IGF-1介导的hDPSCs成骨成牙向分化及钙结节形成能力。MAPK通路在hsa-let-7c/IGF-1R调控轴调控IGF-1介导的hDPSCs分化过程中发挥重要作用。
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