【摘 要】
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REGγ,作为一种以非ATP和非泛素依赖方式降解机体内诸多重要靶蛋白的蛋白酶体激活因子,其参与调控了包括个体发育、衰老以及癌症的发生发展等多种生理病理进程。间充质干细胞,作为近年临床上细胞治疗和组织工程学中应用趋于成熟和普遍的种子细胞,其在以骨质流失为特征的骨科疾病的治疗中发挥着不可或缺的作用。然而,REGγ与间充质干细胞的关系以及如何影响其多能性和命运决定还未见任何报道。本实验基于野生型和REG
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REGγ,作为一种以非ATP和非泛素依赖方式降解机体内诸多重要靶蛋白的蛋白酶体激活因子,其参与调控了包括个体发育、衰老以及癌症的发生发展等多种生理病理进程。间充质干细胞,作为近年临床上细胞治疗和组织工程学中应用趋于成熟和普遍的种子细胞,其在以骨质流失为特征的骨科疾病的治疗中发挥着不可或缺的作用。然而,REGγ与间充质干细胞的关系以及如何影响其多能性和命运决定还未见任何报道。本实验基于野生型和REGγ全基因敲除的小鼠,成功分离培养了REGγ正常表达和REGγ缺陷型的间充质干细胞(MSC)。我们发现,相比于REGγ正常表达的间充质干细胞(MSC)及间充质干细胞系C3H10T1/2,在REGγ缺失或REGγ被敲低的情况下,干细胞多能性转录因子SOX2的基因表达水平下调,损伤了干性的维持,进而驱动其进行谱系特异性的分化,但REGγ是否与SOX2直接产生相互作用以及具体的调控机制尚不清楚。在对野生型和REGγ基因缺陷型小鼠来源的MSC以及敲低REGγ表达后的C3H10T1/2细胞进行体外成脂诱导分化后,油红O染色发现,REGγ在被敲除或敲低的情况下成脂分化增强,RT-PCR结果显示相比于REGγ正常表达的MSC,REGγ缺陷型MSC在诱导过程中其成脂分化相关转录因子PPARγ等表达相比于野生型均显著上调。此外,在对REGγ正常表达和REGγ基因缺陷的MSC进行体外成骨分化后,茜素红S染色发现REGγ在被敲除情况下其成骨分化被削弱,RT-PCR结果显示相比于野生型,REGγ缺陷型MSC在诱导过程中成骨分化相关转录因子RUNX2等表达相比于野生型均显著下调。分子机制方面,REGγ通过调控PKA-FoxO1和Wnt/β-catenin两条信号通路参与到间充质干细胞的命运决定;其中,Western Blot实验证实REGγ缺失通过激活PKA-FoxO1信号通路、增强下游PPARγ、C/EBPα等成脂分化转录调控因子的表达进而促进其成脂分化;我们还证实REGγ缺失通过抑制Wnt/β-catenin信号通路进而抑制RUNX2、Osterix等成骨分化转录调控因子的表达,导致了成骨分化的减弱,REGγ基因的缺失具体表现为——促进了其成脂分化而削弱了成骨分化。综上所述,本论文首次阐明了REGγ影响了间充质干细胞的干性,并参与到调控间充质干细胞的成脂-成骨命运决定和动态平衡中,为后期临床有关REGγ与成骨相关疾病分子机制的研究提供了新思路以及为相关治疗药物的研究提供了新靶点。
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