转化生长因子-β1 通过产生活性氧诱导骨髓间充质干细胞分化为肌成纤维细胞

doi:10.3969/j.issn.1671-167X.2015.05.002

北京大学学报(医学版) ›› 2015, Vol. 47 ›› Issue (5): 737-742. doi: 10.3969/j.issn.1671-167X.2015.05.002

转化生长因子-β1 通过产生活性氧诱导骨髓间充质干细胞分化为肌成纤维细胞

贾双双，李伟阳，刘欣，李丽英△

（首都医科大学细胞生物学系，肝脏保护与再生调节北京市重点实验室，北京100069）

出版日期:2015-10-18 发布日期:2015-10-18
通讯作者: 李丽英 E-mail:liliying@ccmu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金（81430013，81300335）和北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目（IDHT20150502）资助

Transforming growth factor-β1 induces differentiation of bone marrowderived mesenchymal stem cells into myofibroblasts via production of reactive oxygen species

JIA Shuang-shuang, LI Wei-yang, LIU Xin, LI Li-ying△

(Department of Cell Biology, Municipal Laboratory for Liver Protection and Regulation of Regeneration, Capital Medical University, Beijing 100069, China)

Online:2015-10-18 Published:2015-10-18
Contact: LI Li-ying E-mail:liliying@ccmu.edu.cn
Supported by:
Supported by National Natural Science Foundation of China (81430013, 81300335) and the Project of Construction of Innovative Teams and Teacher Career Development for Universities and Colleges under Beijing Municipality (IDHT20150502)

摘要/Abstract

摘要：

目的：研究转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）诱导骨髓间充质干细胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BMSCs）向肌成纤维细胞分化的机制。方法：采用全骨髓贴壁培养法体外培养小鼠原代BMSCs，将对数生长期的P3~P5代BMSCs作为实验细胞，使用不同浓度的TGF-β1诱导BMSCs向肌成纤维细胞分化，并在此基础上观察加入自由基清除剂N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC）对其分化的影响。采用实时荧光定量PCR及Western blot技术检测BMSCs分化指标α-平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）、Ⅰ 型胶原［collagen α1(Ⅰ)，Col α1(Ⅰ)］和Ⅲ 型胶原［collagen α1(Ⅲ), Col α1(Ⅲ)］的表达情况。使用2’，7’-dichlorohydrofluorescein diacetate（DCFH-DA）预孵育BMSCs 15 min，然后加入TGF-β1处理不同时间，检测TGF-β1刺激下BMSCs中活性氧（reactive oxygen species，ROS）的产生，并使用高内涵方法对BMSCs中产生的ROS进行统计分析。结果：TGF-β1可以剂量依赖地诱导BMSCs向肌成纤维细胞分化，上调α-SMA、Col α1(Ⅰ)和Col α1(Ⅲ)的表达。TGF-β1诱导BMSCs分化的作用可以被NAC阻断。TGF-β1在BMSCs中能够引起ROS的产生，且该过程迅速而短暂，当TGF-β1作用30 min时，其在BMSCs中诱发的ROS达到峰值。结论：TGF-β1通过产生ROS介导BMSCs向肌成纤维细胞分化。

关键词: 转化生长因子β1, 间充质细胞, 细胞分化, 活性氧, 成纤维细胞

Abstract:

Objective：The aim of this study was to investigate the mechanism underlying transforming growth factor-β1 (TGF-β1) induced differentiation of bone marrowderived mesenchymal stem cells (BMSCs)into myofibroblasts.Methods:Primary mouse BMSCs were isolated from bone marrow by flushing the tibias and femurs of mice, and passage 3 to passage 5 of BMSCs were used in the experiments. BMSCs differentiation into myofibroblast was induced by different doses of TGF-β1. In addition, reactive oxygen species (ROS) inhibitor (N-acetylcysteine, NAC) was added to test its effect on the action of TGF-β1. Expressions of BMSCs differentiation parameters, α-smooth muscle actin (α-SMA), collagen α1(Ⅰ) ［Col α1(Ⅰ)］ and collagen α1(Ⅲ) ［Col α1(Ⅲ)］ were measured by real-time quantitative PCR (RT-qPCR) and Western blot analysis. BMSCs were preloaded for 15 min with 2’, 7’-dichlorohydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA), then stimulated with TGF-β1 for different times, and fluorescence of ROS was measured using high content analysis. Results:TGF-β1 stimulated differentiation of BMSCs into myofibroblasts and up-regulated expression of α-SMA, Col α1(Ⅰ) and Col α1(Ⅲ) in a dose-dependent manner, which blocked by ROS inhibitor NAC. In addition, TGF-β1 could induce a significant rapid and transient increase in ROS production in BMSCs, and the effect of TGF-β1 on ROS production was peaked at 30 min.Conclusion:TGF-β1 induced differentiation of BMSCs into myofibroblasts via production of ROS.

Key words: Transforming growth factor beta 1, Mesenchymal stromal cells, Cell differentiation, Reactive oxygen species, Fibroblasts

中图分类号:

R329.28

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