本文關(guān)鍵詞：紫紺型先天性心臟病改變骨髓微環(huán)境代謝并誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞變化的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：研究背景及目的先天性心臟病(先心病)是全世界首位出生缺陷疾病,紫紺型占先心病的10%。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells, BMSCs)是心血管疾病再生醫(yī)學(xué)研究最常用的種子細(xì)胞。但BMSCs居住于相對低氧的骨髓微環(huán)境中,而紫紺先心病患兒長期慢性缺氧可能會進(jìn)一步加重骨髓微環(huán)境的缺氧狀態(tài),從而改變骨髓微環(huán)境的代謝,影響B(tài)MSCs的細(xì)胞生物學(xué)行為。本研究旨在通過代謝組學(xué)技術(shù)研究紫紺先心病嚴(yán)重缺氧引起的骨髓微環(huán)境代謝改變及其對BMSCs細(xì)胞生物學(xué)行為的影響,并探討引起B(yǎng)MSCs細(xì)胞生物學(xué)行為改變的機(jī)制和體外矯正方法。方法采用血?dú)夥治鲈u估紫紺和非紫紺患兒骨髓微環(huán)境的氧濃度并檢測缺氧誘導(dǎo)因子-1α (Hypoxia Inducible Factor-1α, HIF-1α)表達(dá)。在體外常規(guī)培養(yǎng)下比較紫紺和非紫紺組BMSCs的增殖、多向分化和抗凋亡能力的差異。通過氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用(GC-TOF/MS)技術(shù)分析紫紺患兒骨髓微環(huán)境的代謝改變,發(fā)現(xiàn)D-半乳糖大量蓄積在紫紺組骨髓微環(huán)境中。體外培養(yǎng)添加D-半乳糖(D-Gal)模擬紫紺組骨髓微環(huán)境D-半乳糖蓄積以驗(yàn)證其對BMSCs生物學(xué)行為的影響。分析非紫紺、紫紺和D-Gal組BMSCs Notch1和細(xì)胞衰老相關(guān)通路蛋白的表達(dá),并采用飛行時間質(zhì)譜方法檢測Notch1基因啟動子區(qū)的甲基化程度。最后在體外培養(yǎng)階段添加Notch受體激動劑Jagged-1多肽研究其能否逆轉(zhuǎn)紫紺組BMSCs受損的增殖、分化和抗凋亡能力。結(jié)果紫紺患兒骨髓微環(huán)境氧濃度為3.3%顯著低于非紫紺組6.5%的氧濃度(P0.01)而HIF-la呈高表達(dá)。紫紺組BMSCs的增殖、多向分化和抗凋亡能力較非紫紺組均顯著下降。代謝組學(xué)結(jié)果提示紫紺患兒骨髓內(nèi)糖酵解和糖異生途徑加強(qiáng),抑制三羧酸循環(huán),并引起D-半乳糖大量蓄積。體外實(shí)驗(yàn)證明高劑量D-半乳糖可以阻斷BMSCs細(xì)胞周期,抑制BMSCs的增殖、分化和抗凋亡能力,并上調(diào)β-半乳糖苷酶,表明D-半乳糖可以誘導(dǎo)BMSCs過早衰老。通過Western Blot分析發(fā)現(xiàn)紫紺和D-Gal組BMSCs Notch1、Id1、pRb表達(dá)受抑制,P16表達(dá)顯著增加,而P53和P21無明顯改變。通過飛行時間質(zhì)譜甲基化分析發(fā)現(xiàn)P3、P4和P5代紫紺組和D-Gal組BMSCs Notchl基因啟動子區(qū)GpG11.12.13、CpG24和CpG33三個位點(diǎn)甲基化程度顯著增高,且不隨細(xì)胞傳代的代數(shù)而下降,提示D-半乳糖引起Notchl基因啟動子區(qū)高甲基化。體外培養(yǎng)添加Jagged-1能上調(diào)Notch1、Id1和pRb,抑制P16表達(dá),并能有效改善紫紺組BMSCs的增殖、分化和抗凋亡能力。結(jié)論紫紺型先心臟病引起骨髓微環(huán)境嚴(yán)重缺氧,導(dǎo)致骨髓微環(huán)境能量代謝方式改變和D-半乳糖蓄積。高濃度D-半乳糖引起Notchl基因啟動子區(qū)高甲基化,進(jìn)而抑制Notch通路活性,激活P16通路,引起B(yǎng)MSCs發(fā)生過早衰老,從而全面損害其增殖、分化和抗凋亡能力,且此效果具有記憶效應(yīng)。Jagged-1通過激活Notch通路,可以有效逆轉(zhuǎn)紫紺組BMSCs的衰老狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】：先天性心臟病 缺氧 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 D-半乳糖 過早衰老
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R725.4
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 引言8-10
• 本研究的技術(shù)路線10-11
• 材料和方法11-34
• 材料11-15
• 實(shí)驗(yàn)方法15-34
• 結(jié)果34-57
• 討論57-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 文獻(xiàn)綜述68-78
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 附錄 縮略詞表78-80
• 致謝80-82
• 個人簡歷82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳恩惠;李海生;趙彤;樊俊蝶;馬鑫;熊雷;李伍舉;朱玲玲;范明;;低氧對人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞基因表達(dá)譜的影響[J];生理學(xué)報;2007年02期

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本文編號：791354