鐵過載誘導(dǎo)ROS生成對造血干祖細(xì)胞功能的影響
本文選題:鐵過載 + 活性氧物質(zhì); 參考:《天津醫(yī)科大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:目的:體外分離并培養(yǎng)單個核細(xì)胞(MNC),建立鐵過載造血細(xì)胞模型,探討鐵過載對造血細(xì)胞內(nèi)活性氧物質(zhì)(ROS)水平的影響以及ROS升高對造血干祖細(xì)胞造血功能的影響及作用機(jī)制。 方法: 1.體外分離培養(yǎng)骨髓及臍血來源的MNC,通過在培養(yǎng)液中添加枸櫞酸鐵銨(FAC),誘導(dǎo)造血干祖細(xì)胞鐵過載,從而建立鐵過載造血細(xì)胞模型。并通過檢測細(xì)胞內(nèi)可變鐵池(LIP)水平驗證這一模型的建立。 2.分別采用流式細(xì)胞術(shù)檢測鐵過載造血細(xì)胞的ROS水平、凋亡水平、各系造血細(xì)胞計數(shù),采用甲基纖維素半固體培養(yǎng)法檢測造血集落形成,采用western blot方法檢測ROS相關(guān)信號因子p38MAPK/p-p38MAPK和AKT表達(dá)的水平。 3.分別用去鐵胺(DFO)祛鐵或抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)、谷胱甘肽(GSH)清除過多的ROS后,檢測上述指標(biāo)的變化。 結(jié)果: 1.在體外培養(yǎng)骨髓來源的MNC過程中加入不同濃度(50、200、400μmol/L)FAC培養(yǎng)不同時間(2、4、8、12、24、36、48h),發(fā)現(xiàn)骨髓造血細(xì)胞內(nèi)LIP水平升高,且具有時間和濃度依賴性,在含400μmol/L FAC的培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h時LIP水平達(dá)到最高。并且在400μmol/L FAC濃度下,培養(yǎng)骨髓造血細(xì)胞24h后骨髓造血細(xì)胞內(nèi)總的ROS、髓系細(xì)胞和紅系細(xì)胞內(nèi)ROS水平顯著升高,分別為對照組的1.77、1.75和2.12倍。分別用DFO和NAC處理后發(fā)現(xiàn),細(xì)胞內(nèi)ROS水平明顯降低(p0.05)。 2.在體外培養(yǎng)臍血來源的MNC過程中加入不同濃度FAC (50、100、200、400μmol/L)培養(yǎng)不同時間(6、12、24h),發(fā)現(xiàn)ROS水平隨著FAC的濃度的增加和培養(yǎng)時間的延長而變化,且在200μmol/L FAC的培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h時ROS水平達(dá)到最高。用抗氧化劑NAC和GSH聯(lián)合FAC處理細(xì)胞發(fā)現(xiàn),抗氧化劑處理組細(xì)胞內(nèi)總的ROS以及髓系細(xì)胞和紅系細(xì)胞內(nèi)的ROS明顯低于FAC組(p值均小于0.05)。此外,在200μmol/L FAC的濃度下,培養(yǎng)臍血MNC24h后細(xì)胞內(nèi)總的LIP、髓系細(xì)胞和紅系細(xì)胞內(nèi)LIP水平顯著高于對照組(p0.05),但抗氧化劑NAC和GSH對鐵過載細(xì)胞內(nèi)LIP均無明顯影響。 3.對ROS相關(guān)信號因子的檢測發(fā)現(xiàn)與對照組相比,FAC組p38MAPK/p-p38MAPK、AKT的表達(dá)明顯增強(qiáng),用DFO和NAC處理后其表達(dá)均明顯減弱。 4.對骨髓來源造血干祖細(xì)胞功能的檢測發(fā)現(xiàn)FAC組細(xì)胞凋亡比例[(24.80±2.99)%]較對照組[(8.90±0.96)%]顯著升高(p0.05);造血集落形成單位(CFU-E、CFU-GM、BFU-E和CFU-mix)計數(shù)明顯低于對照組(p值均小于0.05);CD34+細(xì)胞比例[(0.39±0.07)%]較對照組[(0.91±0.12)%]也顯著降低(p0.05)。對臍血造血干祖細(xì)胞造血功能的檢測發(fā)現(xiàn):FAC組細(xì)胞凋亡比例[(20.90±3.45)%]明顯高于對照組[(9.20±1.29)%](p0.05);造血集落形成單位(CFU-E、BFU-E、CFU-GM、CFU-mix)計數(shù)明顯低于對照組(其中CFU-E、 BFU-E、CFU-GM差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.05);CD34-、CD33+、GlyA+細(xì)胞比例及細(xì)胞計數(shù)均顯著低于對照組(p值均小于0.05);以上這些損傷均可通過DFO和NAC處理而部分恢復(fù)。 結(jié)論: 細(xì)胞外鐵可以進(jìn)入造血干祖細(xì)胞內(nèi),造成細(xì)胞內(nèi)LIP水平升高,誘導(dǎo)細(xì)胞鐵過載。鐵過載通過誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)ROS生成增加影響造血干祖細(xì)胞造血功能(如造血干祖細(xì)胞集落形成、細(xì)胞凋亡和造血干祖細(xì)胞計數(shù)),這與ROS相關(guān)的信號分子p38MAPK/p-p38MAPK和AKT介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)通路改變有關(guān),且這些損傷均可以通過祛鐵和抗氧化處理減輕。因此,鐵過載通過誘導(dǎo)造血干祖細(xì)胞內(nèi)ROS水平升高進(jìn)而影響造血細(xì)胞凋亡,增殖分化等,清除細(xì)胞內(nèi)多余的鐵和ROS均有利于維持造血干祖細(xì)胞的功能。
[Abstract]:Objective : To study the effect of iron overload on the level of active oxygen species ( ROS ) in hematopoietic cells and the effect of ROS on the hematopoietic function of hematopoietic progenitor cells .
Method :
1 . In vitro isolation and culture of MNC from bone marrow and cord blood source , the iron overload of hematopoietic stem progenitor cells was induced by adding ferric citrate ( FAC ) to the culture solution , thus establishing an iron overload hematopoietic cell model .
2 . Flow cytometry was used to detect the level of ROS , the level of apoptosis , the count of hematopoietic cells in each system , and the formation of hematopoietic colony was detected by the semi - solid culture method of methyl cellulose , and the level of ROS - related signal factor p38MAPK / p - p38MAPK was detected by western blot .
3 . After removing excessive ROS from iron or antioxidant N - acetyl cysteine ( NAC ) and glutathione ( GSH ) respectively , the changes of these indexes were detected .
Results :
1 . Different concentrations ( 50 , 200 , 400 渭mol / L ) FAC were added to culture bone marrow - derived MNC for different time ( 2 , 4 , 8 , 12 , 24 , 36 , 48 h ) .
2 . Different concentrations of FAC ( 50 , 100 , 200 , 400 渭mol / L ) were added to culture cord blood in vitro for different time ( 6 , 12 , 24 h ) . The ROS level was highest when the concentration of FAC increased and the culture time was prolonged .
3 . Compared with the control group , the expression of p38MAPK / p - p38MAPK was significantly increased in FAC group compared with the control group , and the expression of p38MAPK / p - p38MAPK was significantly decreased after treatment with DFO and NAC .
4 . Detection of hematopoietic stem progenitor cells from bone marrow showed that the percentage of apoptosis in FAC group was significantly higher than that in control group ( 24.80 鹵 2.99 ) % , which was significantly higher than that in control group ( 8.90 鹵 0.96 ) % ( p < 0.05 ) .
CFU - E , CFU - GM , BFU - E and CFU - mix were significantly lower in CFU - E , CFU - GM , BFU - E and CFU - mix than in the control group ( p < 0.05 ) .
The percentage of CD34 + cells ( 0.39 鹵 0.07 ) % was significantly lower than that in control group ( 0.91 鹵 0.12 ) % ( p < 0.05 ) .
CFU - E , BFU - E , CFU - GM , CFU - mix were significantly lower in CFU - E , BFU - E and CFU - GM ( p < 0.05 ) .
The percentage of CD34 - , CD33 + , GlyA + cells and cell count were significantly lower than those in control group ( p < 0.05 ) .
All of these lesions can be partially recovered by treatment with DFO and NAC .
Conclusion :
Iron overload can increase the level of ROS in hematopoietic stem cells ( such as hematopoietic stem progenitor cell colony formation , apoptosis and hematopoietic stem progenitor cell count ) .
【學(xué)位授予單位】:天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:R329.2
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