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目的:
脂肪来源干细胞(Adipose Derived Stem Cells,ADSCs)能通过旁分泌、炎症调节和再分化等机制促进移植脂肪的存活,在细胞辅助脂肪移植术(cell-assisted lipotransfer,CAL)中起着重要作用。脂肪移植术后早期移植物周边处于缺血缺氧环境,如何提高人脂肪源干细胞(hADSCs)对低养分的耐受力十分重要。以往研究表明乙酰左旋肉碱(Acetyl-L-Carnitine,ALC)可以缓解多种应激引发的细胞损伤,减少ADSCs的衰老并改善其干细胞性。采用无血清培养饥饿ADSCs并予ALC加以干预,以研究ALC对体外饥饿状态下ADSCs活性的影响,并探索相关机制。
方法:
1、ADSCs的获取与鉴定
(1)从人脂肪抽吸物中获取ADSCs,5%CO2、37℃下传代培养至第5代开始实验。
(2)成脂、成骨、成软骨诱导分化鉴定ADSCs。
2、ADSCs的处理
(1)用无血清培养基分别饥饿细胞0,2,4,8,16,24小时,CCK-8实验确定合适饥饿时间。
(2)用含0,0.01,0.1,1,10,100mM浓度ALC的完全培养基培养ADSCs,CCK-8实验初步划定ALC的使用范围。
(3)用完全培养基或含0,0.1,0.5,1,5,10mM浓度ALC的无血清培养基饥饿培养ADSCs8小时,CCK-8实验和台酚蓝染色确定ALC的使用浓度。
3、ADSCs活性测试,包括增殖能力和迁移能力
(1)用无血清培养基饥饿处理ADSCs8小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC,同上述方法行CCK-8和台酚蓝检测。
(2)TUNEL法联合荧光显微镜及流式细胞仪检测ADSCs的凋亡情况。
(3)衰老相关β-半乳糖苷酶检测ADSCs的衰老情况。
(4)WB检测ADSCs内干细胞基因(OCT4、NANOG、SOX2)表达情况。
(5)行划痕实验和Transwell迁移实验检测细胞迁移能力的改变。
4、ADSCs内ROS检测
(1)无血清培养基饥饿处理ADSCs8小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC。
(2)DCFH-da试剂盒检测细胞内ROS含量。
(3)WB检测细胞内抗氧化物歧化酶(SOD1)的表达。
5、ADSCs细胞内自噬和凋亡平衡及其机制的探究
(1)无血清培养基饥饿处理ADSCs8小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC。WB检测细胞内JNK1、p-JNK1、Bcl2、Bax、caspase-3、LC3bⅡ/Ⅰ、P62和Beclin1的表达情况。
(2)无血清培养基饥饿处理ADSCs0,2,4,8,16,24小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC。Co-IP联合WB检测分析细胞内Bcl2/Bax复合体和Bcl2/Beclin1复合体的解离情况。
结果:
1、提取细胞能成功贴壁和被成脂、成骨和成软骨诱导,证明提取ADSCs成功。
2、无血清培养基饥饿处理ADSCs8h时细胞增殖活性和迁移能力明显减低,凋亡和衰老的程度增加,同时干细胞基因(OCT4、NANOG)的表达减低。同期添加1mM浓度的ALC处理则能明显改善上述情况。
3、饥饿8h时ADSCs内ROS产量明显上升。同时予1mM的ALC处理能显著减少ROS产量,上调细胞SOD1的表达。
4、WB检测发现8小时饥饿显著下调了Bcl2/Bax比值,增加caspase-3的表达,伴随着p-JNK1/JNK1比值的上调;加入1mM浓度的ALC时上述指标均被改善。同时8小时饥饿下调LC3bⅡ/Ⅰ比值和Beclin1的表达,增加P62的表达;1mM浓度的ALC处理逆转了上述改变。
5、1mM浓度的ALC处理将饥饿ADSCs内Bcl2/Bax复合体的解离时间点由8h推迟到16h,并促进了2h时Beclin1/Bcl2复合体的解离。
结论:
8小时饥饿处理抑制了ADSCs的增殖和迁移能力,1mM浓度的ALC则能予以改善,这可能涉及到对细胞内氧化还原状态和自噬-凋亡平衡的调节。
脂肪来源干细胞(Adipose Derived Stem Cells,ADSCs)能通过旁分泌、炎症调节和再分化等机制促进移植脂肪的存活,在细胞辅助脂肪移植术(cell-assisted lipotransfer,CAL)中起着重要作用。脂肪移植术后早期移植物周边处于缺血缺氧环境,如何提高人脂肪源干细胞(hADSCs)对低养分的耐受力十分重要。以往研究表明乙酰左旋肉碱(Acetyl-L-Carnitine,ALC)可以缓解多种应激引发的细胞损伤,减少ADSCs的衰老并改善其干细胞性。采用无血清培养饥饿ADSCs并予ALC加以干预,以研究ALC对体外饥饿状态下ADSCs活性的影响,并探索相关机制。
方法:
1、ADSCs的获取与鉴定
(1)从人脂肪抽吸物中获取ADSCs,5%CO2、37℃下传代培养至第5代开始实验。
(2)成脂、成骨、成软骨诱导分化鉴定ADSCs。
2、ADSCs的处理
(1)用无血清培养基分别饥饿细胞0,2,4,8,16,24小时,CCK-8实验确定合适饥饿时间。
(2)用含0,0.01,0.1,1,10,100mM浓度ALC的完全培养基培养ADSCs,CCK-8实验初步划定ALC的使用范围。
(3)用完全培养基或含0,0.1,0.5,1,5,10mM浓度ALC的无血清培养基饥饿培养ADSCs8小时,CCK-8实验和台酚蓝染色确定ALC的使用浓度。
3、ADSCs活性测试,包括增殖能力和迁移能力
(1)用无血清培养基饥饿处理ADSCs8小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC,同上述方法行CCK-8和台酚蓝检测。
(2)TUNEL法联合荧光显微镜及流式细胞仪检测ADSCs的凋亡情况。
(3)衰老相关β-半乳糖苷酶检测ADSCs的衰老情况。
(4)WB检测ADSCs内干细胞基因(OCT4、NANOG、SOX2)表达情况。
(5)行划痕实验和Transwell迁移实验检测细胞迁移能力的改变。
4、ADSCs内ROS检测
(1)无血清培养基饥饿处理ADSCs8小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC。
(2)DCFH-da试剂盒检测细胞内ROS含量。
(3)WB检测细胞内抗氧化物歧化酶(SOD1)的表达。
5、ADSCs细胞内自噬和凋亡平衡及其机制的探究
(1)无血清培养基饥饿处理ADSCs8小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC。WB检测细胞内JNK1、p-JNK1、Bcl2、Bax、caspase-3、LC3bⅡ/Ⅰ、P62和Beclin1的表达情况。
(2)无血清培养基饥饿处理ADSCs0,2,4,8,16,24小时,同期添加或不添加1mM浓度的ALC。Co-IP联合WB检测分析细胞内Bcl2/Bax复合体和Bcl2/Beclin1复合体的解离情况。
结果:
1、提取细胞能成功贴壁和被成脂、成骨和成软骨诱导,证明提取ADSCs成功。
2、无血清培养基饥饿处理ADSCs8h时细胞增殖活性和迁移能力明显减低,凋亡和衰老的程度增加,同时干细胞基因(OCT4、NANOG)的表达减低。同期添加1mM浓度的ALC处理则能明显改善上述情况。
3、饥饿8h时ADSCs内ROS产量明显上升。同时予1mM的ALC处理能显著减少ROS产量,上调细胞SOD1的表达。
4、WB检测发现8小时饥饿显著下调了Bcl2/Bax比值,增加caspase-3的表达,伴随着p-JNK1/JNK1比值的上调;加入1mM浓度的ALC时上述指标均被改善。同时8小时饥饿下调LC3bⅡ/Ⅰ比值和Beclin1的表达,增加P62的表达;1mM浓度的ALC处理逆转了上述改变。
5、1mM浓度的ALC处理将饥饿ADSCs内Bcl2/Bax复合体的解离时间点由8h推迟到16h,并促进了2h时Beclin1/Bcl2复合体的解离。
结论:
8小时饥饿处理抑制了ADSCs的增殖和迁移能力,1mM浓度的ALC则能予以改善,这可能涉及到对细胞内氧化还原状态和自噬-凋亡平衡的调节。