TMED10对骨关节炎中TGF-β/Smads信号通路的影响

摘要 目的：探究跨膜P24转运蛋白10（TMED10）对骨关节炎中转化生长因子-β（TGF-β）/Smads信号通路的影响。方法：将大鼠软骨细胞分为Control组、IL-1β组、NC-sh+IL-1β组、TMED10-sh+IL-1β组、NC-OE+IL-1β组和TMED10-OE+IL-1β组。Control组和IL-1β组细胞不进行转染处理,NC-sh+IL-1β组、TMED10-sh+IL-1β组、NC-OE+IL-1β组和TMED10-OE+IL-1β组细胞分别转染NC-sh、TMED10-sh、NC-OE和TMED10-OE。转染后,除Control组之外,其他组软骨细胞均用白介素-1β（IL-1β）（10 ng/mL）处理24 h模拟OA软骨细胞的病理微环境。通过MTT法检测细胞增殖,通过TUNEL法检测细胞凋亡。采用前交叉韧带切断加内侧半月板部分切除法建立OA大鼠模型,将OA大鼠分为OA组、OA+NC-sh组和OA+TMED10-sh组（n=12）,Sham组（n=12）大鼠进行假手术操作。Sham组和OA组大鼠关节腔内注射40 μL生理盐水,OA+NC-sh组和OA+TMED10-sh组大鼠关节腔内分别注射40 μL的NC-sh和TMED10-sh（滴度为1×10⁹ TU/mL）,每周注射1次,共4周。采用番红O/固绿染色法评价膝关节软骨形态,采用TUNEL法检测软骨细胞凋亡。采用RT-qPCR检测软骨细胞和大鼠关节软骨中TMED10的mRNA水平,采用Western blot检测软骨细胞和大鼠关节软骨中TMED10、TGF-β1、Smad2、p-Smad2、Smad3、p-Smad3、Collagen II和MMP-13的蛋白表达水平。结果：与Control组比较,IL-1β组TUNEL阳性率、TMED10 mRNA和TMED10、MMP-13蛋白水平均升高（P<0.05）,相对细胞活力以及TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3和Collagen II的蛋白水平均降低（P<0.05）。与IL-1β组和NC-sh+IL-1β组比较,TMED10-sh+IL-1β组TUNEL阳性率、TMED10 mRNA水平和TMED10、MMP-13的蛋白水平均降低（P<0.05）,相对细胞活力以及TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3和Collagen II的蛋白水平均升高（P<0.05）。与IL-1β组和NC-OE+IL-1β组比较,TMED10-OE+IL-1β组TUNEL阳性率、TMED10 mRNA水平和TMED10、MMP-13的蛋白水平均升高（P<0.05）,相对细胞活力以及TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3和Collagen II的蛋白水平均降低（P<0.05）。与Sham组比较,OA组大鼠的OARSI评分、TUNEL阳性率、TMED10 mRNA水平以及TMED10和MMP-13的蛋白水平均升高（P<0.05）,TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3和Collagen II蛋白水平均降低（P<0.05）。与OA组和OA+NC-sh组比较,OA+TMED10-sh组大鼠的OARSI评分、TUNEL阳性率、TMED10 mRNA水平以及TMED10和MMP-13的蛋白水平均降低（P<0.05）,TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3和Collagen II蛋白水平均升高（P<0.05）。结论：本研究表明TMED10可能通过抑制TGF-β/Smads信号通路导致软骨细胞丢失和软骨退变,TMED10/TGF-β/Smads信号通路可能是治疗OA的新靶标。     

Nurr-1基因转染促进脂肪干细胞的神经分化

目的:研究孤儿核受体相关基因1(Nurr-1)对脂肪干细胞(adipose tissue-derived stem cells,ADSC)向神经元方向分化的潜在作用。方法:流式细胞术与成骨、成脂诱导技术鉴定脂肪干细胞;Nurrr-1基因转染脂肪干细胞后,应用神经特异性标志物MAP-2,β-tubulin的免疫荧光染色评估其向神经方向分化的能力。结果:流式细胞术结果表明培养的细胞CD29,CD44表达90%以上,CD45,CD90表达均低于1.5%,经过诱导后,油红O、茜素红S染色均呈阳性,表明所培养的细胞为脂肪干细胞;慢病毒转染Nurr-1基因后,免疫荧光染色检测MAP-2,β-tubulin的免疫荧光强度显著增加;RT-PCR结果显示Nurr-1转染的脂肪干细胞的MAP-2、β-tubulin、NF200的表达量显著提高。结论:Nurr-1基因转染能促进脂肪干细胞向神经方向分化,为神经损伤和神经退行性病变的治疗提供了新途径。     

人脐带干细胞来源的外泌体促进体外培养雪旺细胞迁移的研究

目的:外泌体是活细胞分泌的来源于多囊泡体的膜性囊泡,其主要作用包括携带与运输。雪旺细胞是周围神经再生中非常优秀的种子细胞,但其迁移能力较差,影响修复效果。本文旨在探讨外泌体和雪旺细胞共培养是否可以促进雪旺细胞迁移。方法:本实验通过分离纯化人脐带干细胞外泌体和大鼠坐骨神经雪旺细胞并鉴定,随后将其共培养于Transwell小室观察雪旺细胞迁移率。结果:通过人脐带干细胞超高速离心法得到的外泌体高表达干细胞标志物CD44(92.2±3.6%)、CD73(99.1±0.6%),并且低表达单核细胞表面抗原CD14(0.5±0.06%)以及造血干细胞表面抗原CD34(0.4±0.07%),外泌体鉴定高表达CD81和CD9;雪旺细胞培养鉴定纯度达(92.3±2.7)%;均符合实验要求。通过Transwell小室实验发现外泌体可以明显促进雪旺细胞的迁移,并且具有一定剂量关系。结论:外泌体可以提高雪旺细胞的迁移能力,从而使雪旺细胞在组织工程领域中的应用产生巨大突破。     

适宜电刺激促进脂肪干细胞向神经方向分化

目的:研究不同强度电刺激对脂肪干细胞(adipose tissue-derived stem cells,ADSC)向神经元方向分化的作用。方法:在细胞电刺激室内对ADSCs进行电刺激(10Hz,1h),强度选用五个强度,分别为0 V/cm、0.5 V/cm、1.0 V/cm、3.0 V/cm、5.0 V/cm;电刺激后,对细胞进行流式凋亡检测及CCK-8活性检测,明确不同电刺激对ADSCs的影响;同时,应用免疫荧光染色、Western Blotting评估各组细胞神经特异性标志物microtubule-associated protein 2(MAP-2)与β-tubulin的表达情况。应用RT-PCR检测MAP-2、β-tubulin和neurofilaments 200(NF-200)的mRNA水平,评价不同强度电刺激对ADSCs其向神经方向分化的影响。结果:1V/cm的电刺激,未引起明显的细胞凋亡,同时促进了细胞增殖。此外,1V/cm电刺激后,细胞中的MAP-2和β-tubulin的免疫荧光染色强度及蛋白含量显著提高;MAP-2、β-tubulin和NF-200的mRNA及蛋白量显著提高。3V/cm及更高强度的电刺激可导致凋亡细胞数目显著增加。结论:强度为1V/cm的电刺激可促进脂肪干细胞的增殖,并促进其向神经方向分化,为神经损伤的治疗提供了新的可行方法。