ICSⅡ诱导hAMSCs分化过程中H2S合成酶及H2S含量变化的研究

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目的:探讨淫羊藿次苷Ⅱ(IcarisideⅡ,ICSⅡ)在诱导人羊膜间充质干细胞(Human Amnion Mesenchymal Stem Cells,hAMSCs)成神经分化过程中硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)合成酶及H2S含量的影响,探讨ICSⅡ诱导hAMSCs分化后存活时间较长可能的机制。方法:(1)选用我院贵州省细胞工程重点实验室提供的满足研究需要的P3代hAMSCs,经流式细胞仪鉴定表型后种入培养板中作为受试细胞。(2)根据本团队前期实验研究结果,将受试细胞分为:(1)ICSⅡ0组、ICSⅡ3组和ICSⅡ0溶媒对照组,分别予以含ICSⅡ浓度为0μmol/L、3μmol/L和DMSO体积分数3‰的高糖DMEM培养基进行培养。(2)全反式维甲酸(all-trans-retinoic acid,ATRA)组:以ATRA替代ICSⅡ3μmol/L作为阳性对照。(3)H2S合成酶抑制剂组:ICSⅡ3+AOOA(H2S合成酶抑制剂-羧甲基羟胺半盐酸(O-(Carboxymethyl)hydroxylamine hemihydrochloride,AOOA)组和ATRA+AOOA组,在ICSⅡ3组和ATRA组培养基中分别加入AOOA。间隔48h换液。(3)诱导6h、12h、24h、36h和48h亚甲基蓝法检测培养基上清液中H2S含量,应用倒置相差显微镜观察各组细胞形态变化。(4)诱导72h时采用Western Blot法检测各组硫化氢合成酶胱硫醚-β-合酶(cystathionine-beta-synthase,CBS)和3-巯基丙酮酸硫基转移酶(3-Mercaptopyruvatesulfurtransferase,3MST)的表达情况。(5)诱导12d时采用免疫荧光法检测各组MAP-2的表达。(6)采用分子虚拟对接,观察ICSⅡ和阳性药ATRA与3MST和CBS的亲和力情况。结果:(1)在含10%血清的DMEM/F12培养基中,P3代hAMSCs迅速增殖并呈巢状或漩涡状排列。流式细胞仪检测受试细胞相关表面抗原CD90、CD44、CD105、CD73高表达,不表达CD45、CD34、CD19、CD11b、HLA-DR。(2)在0h至48h,各组H2S浓度随时间递增,ICSⅡ3组在24h时出现明显的峰值,较其余各组明显增高(P<0.05),但48h各组间无统计学意义差异。与ICSⅡ0组和ICSⅡ0溶媒对照组比较,6h时ICSⅡ3+AOOA组和ATRA+AOOA组降低(P<0.05),12h时ICSⅡ3组和ATRA组增高,24h时ICSⅡ3组和ICSⅡ3+AOOA组增高,36h时各均增高,48h时各组间无差异。与ATRA组比较,ICSⅡ3组24h增高,36h降低,其余各时间点无差异。与ICSⅡ3+AOOA组比较,ICSⅡ3组6h、12h、24h均增高,与ATRA+AOOA组比较,ATRA组在6h和12h增高。(3)Western Blot结果显示:与ICSⅡ0、ICSⅡ0溶媒对照组比较,除ICSⅡ3组CBS表达增高外,其余各组均无差异;与ICSⅡ3+AOOA组和ATRA+AOOA组比较,ICSⅡ3组和ATRA组CBS表达无统计学意义。与ICSⅡ0组和ICSⅡ0溶媒对照组比较,ICSⅡ3组3MST表达差异无统计学意义,其余各组组增高且有统计学意义(P<0.05),ICSⅡ3+AOOA组高于ICSⅡ3组且有统计学意义(P<0.05)。(4)诱导培养12d时,倒置相差显微镜下观察显示:ICSⅡ0、ICSⅡ0溶媒对照组细胞形态宽大呈梭形,细胞密度增大、数量增多;高倍镜下不能见细胞核形态,无双极神经元样细胞。ICSⅡ3、ICSⅡ3+AOOA、ATRA、ATRA+AOOA组均出现双极神经元样细胞。免疫荧光结果显示:ICSⅡ3、ICSⅡ3+AOOA、ATRA、ATRA+AOOA组MAP-2均较高表达,ICSⅡ0、ICSⅡ0溶媒对照组几乎无表达。(5)显微镜下观察,诱导至14d时,ATRA、ATRA+AOOA组细胞出现胞核偏移,胞体增大,包膜连续性中断等,至16天细胞形态完全不能维持;其余细胞形态基本正常。诱导至25天时,ICSⅡ0组、ICSⅡ0溶媒对照组细胞出现细胞折光性下降,胞体变宽变大,细胞融合,高倍镜下可见圆形或椭圆形胞核,ICSⅡ3、ICSⅡ3+AOOA组细胞出现折光性下降,呈双极神经元样,无细胞融合现象,高倍镜下可见圆形或椭圆形胞核,ATRA、ATRA+AOOA组无细胞存在。(6)分子对接技术评价提示ICS II能够直接结合3MST和CBS蛋白,且其与3MST和CBS蛋白的结合力强于阳性药ATRA。结论:ICSⅡ促进hAMSCs表达CBS,促进H2S分泌,可能是ICSⅡ对hAMSCs及诱导后细胞发挥保护作用的原因。
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