PP2A-p38 MAPK之间形成正反馈调节SCF诱导的心脏干细胞迁移

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既往研究证实心脏发生心肌梗死之后,梗死周边区干细胞因子(SCF,stem cell factor)表达显著增加,SCF/c-kit信号可参与心脏干细胞(CSCs,cardiac stem cells)迁移,促进心肌梗死后的修复,但是这个过程涉及的机制尚不完全清楚。目前已知的SCF/c-kit主要下游信号是磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K,phosphatidylinositol3’-kinases)、Src家族激酶、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK,mitogen-activated protein kinases)等,由此可见目前的研究主要集中于蛋白激酶,对蛋白磷酸酶的了解甚少,蛋白磷酸酶-2A(PP2A,protein phosphatase-2A)作为心脏中表达最丰富的可溶性蛋白磷酸酶,其作用尚不清楚。  目的:  本文旨在研究蛋白磷酸酶-2A(PP2A)对SCF诱导的心脏干细胞迁移的影响并阐明其机制,为进一步完善心脏干细胞的迁移机制提供理论基础。  方法:  1.采用流式细胞术、免疫荧光检测分选出的心脏干细胞c-kit的表达。  2.用单克隆培养观察CSCs是否具有单克隆性;用地塞米松诱导心脏干细胞分化,通过免疫荧光观察CSCs多向分化性。  3.采用transwell和免疫荧光检测SCF对心脏干细胞迁移及细胞骨架的影响。  4.用SCF以不同浓度或不同时间刺激CSCs,检测下游信号p38MAPK、cofilin的变化及下游信号对SCF诱导的心脏干细胞迁移的影响。  5.用PP2A的抑制剂OA和激活剂FTY720改变CSCs中PP2A的活性,观察对SCF诱导的心脏干细胞迁移及下游信号的影响。  6.采用PP2A活性试剂盒和western blot检测SCF刺激心脏干细胞后PP2A活性及PP2A磷酸化的变化;分别阻断p38MAPK和cofilin后,再检测SCF刺激下PP2A活性和磷酸化的变化。  7.分别阻断p38MAPK和cofilin后,再抑制PP2A活性,采用western blot、transwell检测下游信号和CSC迁移的变化.  8.免疫共沉淀实验检测与PP2A之间相连的蛋白。  结果:  经组织块培养法和免疫磁珠分选法所得心脏干细胞稳定高表达c-kit,且具有克隆性和多向分化性。SCF可诱导心脏干细胞迁移以及肌动蛋白在细胞前缘伪足处的聚集。SCF刺激心脏干细胞后,下游信号p38MAPK、cofilin磷酸化水平升高并呈时间和浓度依赖,p38MAPK抑制剂SB203580可阻断SCF诱导的cofilin磷酸化,但cofilin siRNA对SCF诱导的p38MAPK磷酸化无影响,不论是抑制p38MAPK或抑制cofilin,SCF诱导的心脏干细胞迁移均随之降低。这些数据说明SCF通过激活p38MAPK/cofilin通路诱导心脏干细胞迁移。PP2A抑制剂OA和激活剂FTY720可分别促进、抑制SCF诱导的心脏干细胞迁移,提示PP2A参与SCF诱导的心脏干细胞迁移。SCF刺激心脏干细胞后PP2A活性下降,相应的PP2A催化亚基磷酸化水平升高,并呈时间和浓度依赖性,且能被p38MAPK抑制剂预处理阻断。说明SCF通过激活p38MAPK使PP2A的催化亚基磷酸化,从而抑制PP2A活性。PP2A激活剂预处理部分抑制了SCF诱导的p38MAPK和cofilin磷酸化,相反OA预处理促进了SCF诱导的下游p38MAPK和cofilin信号,该促进作用可被p38MAPK抑制剂阻断。此外,免疫共沉淀证实PP2A与p38MAPK是直接相互作用的。这就说明失活后的PP2A反过来促进p38MAPK活性,从而更进一步促进SCF诱导的cofilin磷酸化及心脏干细胞迁移。  结论:  SCF通过重排细胞骨架促进心脏干细胞迁移,在该过程中PP2A起重要作用。SCF通过p38MAPK促进PP2A磷酸化,从而抑制PP2A活性。PP2A失活后进一步加强了SCF诱导的p38MAPK/cofilin信号通路,放大SCF诱导的心脏干细胞迁移。这为心脏干细胞迁移提供了新的理论,为PP2A成为增强心脏干细胞迁移能力的潜在目标提供理论基础。
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