【摘要】： 間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)能夠參與骨、軟骨、脂肪、肌腱、肌肉、基質(zhì)細(xì)胞等結(jié)締組織的維持和再生。成體MSC的特性使其在再生醫(yī)學(xué)的應(yīng)用逐漸深入。然而我們對胚胎時期MSC的發(fā)育規(guī)律知之甚少,而其遷移特性亦是未知。 胚胎內(nèi)部最早的HSC產(chǎn)生于AGM區(qū)(背主動脈-性腺-中腎,aorta-gonad-mesonephros),其可隨著血液循環(huán)遷移到其它造血位點。那么,作為調(diào)節(jié)HSC生理功能的重要微環(huán)境因素,MSC是否亦在AGM區(qū)產(chǎn)生呢?而且,它是否具有相似的遷移功能呢?Dzierzak團隊首先探討了來源于小鼠AGM區(qū)原代細(xì)胞的間質(zhì)分化能力,發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在MPCs(mesenchymal progenitor cells),以成骨和成軟骨分化為主,但無脂肪分化能力。該團隊進而建立了小鼠AGM區(qū)來源的永生化的單克隆基質(zhì)細(xì)胞系,僅發(fā)現(xiàn)其中一個克隆具有脂肪分化功能。上述研究提示小鼠AGM區(qū)可能存在具有三系分化能力的MSC。我們通過優(yōu)化培養(yǎng)和誘導(dǎo)分化條件,以本實驗室已建立的小鼠骨實質(zhì)MSC作為對照,從E11.5-E12.5小鼠胚胎AoM (背主動脈及周圍間質(zhì),aorta and surrounding mesenchyme)以及E12.5胚胎循環(huán)血分離得到具有脂肪、骨、軟骨三系分化功能的MSC。AoM-MSC、循環(huán)血MSC、骨實質(zhì)MSC具有相似的細(xì)胞形態(tài)和免疫表型,不表達造血和內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)記( CD45-CD31-Flk-1-CD34-CD11b- ),表達間質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記(CD44+CD29+CD105+),表達周細(xì)胞的標(biāo)記(CD140b+CD140a+α-SMA+NG2+)。為量化AoM的MSC/MPC分布,采用CFU-F(成纖維細(xì)胞克隆形成單位,colony forming unit-fibroblast)進行檢測。E11.5AoM的CFU-F的頻率和總數(shù)分別為3.125±1.4個/2000細(xì)胞,128.53±55.37個;E12.5則分別為2.55±1.468個/2000細(xì)胞,240.975±138.726個。進而,我們分別擴增24個E11.5AoM來源的CFU-F并進行分化功能鑒定,發(fā)現(xiàn)4.17%(1/24)具有三系分化能力,20.8%(5/24)具有兩系分化能力,70.83%(17/24)具有單系分化能力。 AGM區(qū)產(chǎn)生的HSC能夠穿越背主動脈的內(nèi)皮細(xì)胞層進入血液循環(huán),隨后遷移到胎肝。那么,AoM-MSC是否具有相似的遷移能力呢?我們發(fā)現(xiàn)胚胎循環(huán)血以及胚胎內(nèi)皮細(xì)胞條件培養(yǎng)液能夠趨化AoM-MSC的遷移,而循環(huán)中的原始紅細(xì)胞的條件培養(yǎng)液卻無趨化功能。既往研究表明生長因子對成體骨髓來源MSC的趨化能力強于趨化因子。進而,我們選擇10種有顯著趨化作用的生長因子,發(fā)現(xiàn)bFGF、PDGF-BB、TGF-β1和TGF-β3對AoM-MSC趨化作用明顯;而在循環(huán)血和內(nèi)皮細(xì)胞條件培養(yǎng)液中分別加入上述生長因子受體的抑制劑,發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞條件培養(yǎng)液和循環(huán)血的趨化作用能被PDGF受體抑制劑減弱,TGF-β受體抑制劑的作用次之,而bFGF受體抑制劑則無抑制效應(yīng)。此外,MAPK通路的活化與MSC的遷移關(guān)系密切。我們發(fā)現(xiàn):內(nèi)皮細(xì)胞條件培養(yǎng)液、循環(huán)血以及PDGF-BB的趨化作用可被JNK和PI3K通路抑制劑減弱,而抑制ERK和P38通路劑則無影響。AoM-MSC進入血管腔中與大量的原始紅細(xì)胞相互作用,發(fā)現(xiàn)原始紅細(xì)胞本身不能趨化MSC,但能夠降低AoM-MSC的趨化能力,其具體的機制還需要進一步探討。 近期,Nishikawa團隊發(fā)現(xiàn)E9.5胚胎MSC來源于Sox1+的神經(jīng)上皮細(xì)胞,但其為暫時和一過性的;而后期胚胎及成體骨髓MSC的來源仍然未知。我們的研究證明E11.5小鼠AoM存在真正的MSC,并對其體外遷移功能進行了初步探索。這為“MSC起源和分布于血管周部位”的假想增加了重要的發(fā)育學(xué)證據(jù),但其與神經(jīng)上皮細(xì)胞來源的MSC的關(guān)系未知。今后我們擬應(yīng)用PDGFRɑ-Cre或PDGFRβ-Cre小鼠,通過體內(nèi)譜系示蹤技術(shù)探討MSC的起源和體內(nèi)遷移規(guī)律。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：R329

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本文編號：2398416