间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSCs)是一类成体干细胞,具有较强的增殖能力和多向分化潜能。由于其来源广泛、取材方便、免疫原性低、便于自体移植等优点,是细胞移植治疗的种子细胞。然而,在细胞移植过程中MSCs迁移到损伤部位的数量有限,影响了细胞移植的临床治疗效果。损伤区域或炎症部位会分泌多种生长因子如HGF、VEGF、SDF等,MSCs能够响应这些因子并向其趋化性迁移,因此提高MSCs迁移能力至关重要。实验室前期结果发现Wnt/β-catenin信号能促进MSCs迁移,但作为Wnt/β-catenin信号的抑制剂DKK1不但没有抑制细胞迁移,反而促进MSCs的机动性迁移,那么DKK1如何影响MSCs迁移成为本研究拟解决的关键问题。首先,我们选用不同浓度的DKK1检测其对MSCs迁移的影响,通过Boyden chamber实验,我们发现100 ng/ml的DKK1能促进MSCs的机动性迁移和向HGF的趋化性迁移,而400 ng/ml DKK1抑制MSCs的机动性迁移和Wnt3a或HGF诱导的趋化性迁移。此外,DKK1作为一种分泌型蛋白,我们将DKK1加入Boyden chamber下室,结果发现100 ng/ml DKK1并不能诱导MSCs向其发生趋化性迁移。为了明确不同浓度的DKK1对MSCs迁移的影响,我们进一步从分子水平检测了Wnt/β-catenin信号在DKK1影响MSCs迁移过程中的作用,结果发现100 ng/ml DKK1能促进MSCs中β-catenin入核、Wnt/β-catenin信号下游靶基因Runx2和Tiam1的表达以及ABC(β-catenin活化形式)蛋白水平表达;而400 ng/ml DKK1抑制了Wnt3a引起的Wnt/β-catenin信号的激活。另外,我们通过构建Ad-DKK1腺病毒载体在MSCs中内源性高表达DKK1,发现与外源性加入400 ng/ml DKK1作用相同,均能抑制MSCs迁移。结果表明,低浓度的DKK1能激活Wnt/β-catenin信号,促进MSCs迁移;高浓度的DKK1能抑制Wnt/β-catenin信号,抑制MSCs迁移。实验室前期研究结果表明JNK信号通路参与调控MSCs迁移,相关文献报道DKK1能促进JNK的磷酸化。因此,我们检测了DKK1处理MSCs 2 h后JNK磷酸化的情况,结果发现100 ng/ml DKK1能增加MSCs中JNK的磷酸化,当采用JNK的抑制剂处理MSCs后则抑制了DKK1对MSCs迁移的促进作用,说明JNK可能参与调控100 ng/ml DKK1促进MSCs迁移的过程。那么,100 ng/ml DKK1又是如何激活Wnt/β-catenin及促进JNK的磷酸化促进MSCs迁移的呢?通过查阅文献,我们推测可能和Frizzled3(Fzd3)受体有关。通过构建慢病毒干扰MSCs中Fzd3的表达,检测DKK1对MSCs迁移的影响。结果发现干扰Fzd3后,100 ng/ml DKK1不能促进MSCs迁移,且干扰Fzd3后MSCs向Wnt3a、HGF的趋化性迁移能力都有所降低,说明DKK1对MSCs迁移的促进作用可能通过Fzd3受体。综上所述,我们首次在MSCs中发现100 ng/ml DKK1不但没有抑制MSCs迁移反而促进了MSCs的迁移,并且激活了Wnt/β-catenin,促进了JNK的磷酸化。干扰MSCs中Fzd3的表达能抑制DKK1对MSCs迁移的促进作用,说明DKK1对MSCs的迁移的影响可能通过Fzd3。本实验初步探讨了DKK1对MSCs迁移的调控机制,为MSCs临床应用提供了理论基础。