论文部分内容阅读
目的:探讨铁过载催化的氧化应激——活性氧物质(ROS)生成对骨髓间充质干细胞(BM-MSC)及脐带来源间充质干细胞(UC-MSC)的细胞增殖能力、细胞周期、细胞凋亡、支持造血细胞集落形成能力的影响及其作用机制。方法:1.体外培养BM-MSC及UC-MSC,向培养液内加入枸橼酸铁铵(FAC)建立体外铁过载模型,并通过检测细胞内不稳定铁池(LIP)的水平验证该模型是否成功。2.分别采用群体倍增时间(DT)检测铁过载BM-MSC、UC-MSC的细胞增殖能力,碘化丙啶(PI)染色方法检测细胞周期,Annexin V-PI双标法检测细胞凋亡率,用共培养方法检测MSC的造血支持能力。3.采用2’,7’-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)探针法检测铁过载前后细胞内ROS水平,并进一步通过Western blot检测ROS相关信号因子磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶(P-p38MAPK)、p38MAPK、蛋白激酶B (AKT)、p53蛋白的表达情况,并应用铁鳌合剂去铁胺(DFO),抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)后检测相关蛋白表达的变化。结果:1.用贴壁法培养BM-MSC,三代后细胞形态均一一致,呈成纤维漩涡状贴壁生长,且纯度较高。当给予400μmol/L FAC处理BM-MSC24h后,加铁组BM-MSC的LIP水平明显高于对照组(P<0.05)。用400μmol/L的FAC分别处理BM-MSC12、24、48h,细胞倍增时间(DT)分别为(35.28±2.64),(43.20±3.12),(48.96+3.36)h,均明显长于对照组(28.80±1.25)h,同时加铁组BM-MSC的凋亡率(3.51±1.17)%也明显高于对照组(0.66±0.62)%(均P<0.05)。2.相比对照组而言,加铁组BM-MSC细胞内ROS水平明显高于对照组,且ROS的水平随着FAC浓度的增加而增加,在400μmol/L浓度下达到最高(P<0.05)。通过对细胞内ROS相关的信号传导通路检测发现,加铁组BM-MSC P-p38MAPK、p38MAPK、p53蛋白的表达明显增高,而AKT的表达无明显差异。3.当给予400μmol/L的FAC处理UC-MSC12h后,加铁组的LIP明显高于对照组,同时加铁组细胞的群体倍增时间亦明显长于对照组(P<0.05),但传代次数增加2代后两组之间无明显差异(P>0.05);加铁组UC-MSC出现明显的G0/G1期阻滞,且其凋亡率(12.75±0.32%)明显高于对照组(3.63±0.80%)(P<0.05);加铁组UC-MSC与脐血单个核细胞(MNC)分别共培养一周和二周时,其支持MNC形成造血集落的能力均明显低于对照组。4.加铁组UC-MSC内ROS水平明显高于对照组,且ROS的水平呈时间与浓度依赖性,在400μmol/L FAC浓度下作用12h达到最高值;且通过检测ROS相关的信号通路发现,加铁组UC-MSC的P-p38MAPK, p53蛋白表达水平明显高于对照组,当给予DFO、NAC处理后,UC-MSC细胞内ROS水平及其相关信号通路可被抑制。结论:1.铁过载可抑制BM-MSC及UC-MSC的增殖能力、引起细胞周期阻滞,促进细胞凋亡,损伤其造血支持作用。2.铁过载对MSC的损伤作用可能与升高的ROS水平,及相继激活的P-p38MAPK、p53细胞信号传导通路,且该途径可被DFO或NAC部分逆转。因此,铁过载诱导的MSC生物学性状和功能改变可能与ROS介导的相关信号因子的激活有关,且去铁及抗氧化治疗可能是逆转铁过载损伤的有效途径。