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在成熟肝脏的Herring狭隙存在一种具有双向分化潜能的细胞,在严重肝损伤或肝细胞的再生受到抑制时,能够分化为肝实质细胞和胆管上皮细胞, 称为肝干细胞。对肝损伤修复具有重要的意义 。肝细胞生长因子(HGF)是一种具有广泛生物功能的细胞因子,能够促进肝细胞等多种细胞的生长增殖,诱导细胞的离散。在内皮细胞和肿瘤细胞,HGF能够保护细胞免受毒性物质、射线及炎性因子等引起的细胞凋亡,还能够拮抗Fas及胆酸诱导的肝细胞凋亡。在肝干细胞的增殖、分化及凋亡过程中, HGF也起着重要的调控作用。然而,HGF如何参与肝干细胞的调控及其信号传导机制尚不十分清楚。NF-κB是一种调节免疫、炎症及生长反应等多种基因的重要调控因子,在细胞的生存和凋亡调控中起着极其关键的作用。通常NF-κB处于无活性状态,当受到外界各种刺激时,与其结合的抑制蛋白IκBa首先发生磷酸化及降解。游离的NF-κB发生核转移并激活靶基因的转录。在多种细胞,抑制NF- κB能够导致细胞的凋亡,而NF- κB活化可以使细胞生存。在肝细胞, NF- κB在抑制TNF介导的凋亡中起重要作用。有报道,细胞因子能够通过激活NF- κB途径而刺激细胞的生存,细胞因子与NF- κB可能有着密切的功能性联系。NF- κB是否在肝干细胞的增殖及凋亡调控中亦起着关键作用,我们将对此进行研究探讨。此外,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)途径被认为在细胞生存及抗凋亡信号转导中起重要作用。PI3K和MAPK途径是否也参与肝干细胞的增殖、分化及凋亡的调控?这些信号途径与NF- κB之间存在怎样的联系?为此我们用大鼠来源的肝干细胞WB F-344 作为模型,研究细胞因子在体外对肝干细胞生长、分化及凋亡的调控; HGF对WB F-344细胞的抗凋亡作用及离散效应;NF- κB 在HGF介导的信号转导中的作用与<WP=16>调控;ERK1/2、p38-MAPK、PI3K/AK等信号途径在HGF介导的信号转导中的作用;以及这些信号转导途径之间的相互联系和作用机制。方 法 1. 检测细胞因子对肝干细胞的调控作用 WB F-344细胞用不同浓度的细胞因子HGF、EGF、FGF、胰岛素、IL-6、TNF-α作用,24小时后,通过H3TDR掺入法检测细胞因子对肝干细胞增殖的影响;提取WB F-344细胞蛋白,用Western blot方法检测WB F-344细胞表面细胞因子受体HGF受体(c-met)、EGF受体、FGF-α受体和TGF-?等受体蛋白的表达; 2. WB F-344细胞体外诱导分化 WB F-344 细胞以5×103/孔接种于6孔培养板,8h后换分化培养体系:高糖DMEM、10%胎牛血清、HGF 10ng~50ng/ml、EGF 20ng/ml、Isulin 1ug/ml、地塞米松(Dex) 1(M。1-5天HGF用50ng/ml,以后改为10ng/ml维持,每3天半量换液一次,连续培养。在不同时间收集分化培养的细胞,提取RNA, 逆转录PCR检测细胞表面标志。PCR条件:94℃ 1min 58℃ 1min 72℃ 1min,35循环。ALB上游引物 :5′ AAG GCA CCC CGA TTA CTC CG 3′下游引物:3′TGC GAA GTC ACC CAT CAC CG 5′,AFP 上游引物:5′CAG TGA GGA GAA ACG GTC CG 3′下游引物:3′ATG GTC TGT AGG GCT CGG CC 5′。3. HGF的抗凋亡作用及离散作用 为检测HGF对凋亡的保护作用。WB F-344细胞用ActD (300nmol)预处理 30 min,然后用TNF-α(100ng/ml)诱导凋亡,同时加入或不加入不同浓度的HGF (0,10,20,40,80ng/ml)。24小时后,提取细胞DNA或收集细胞,通过DNA电泳或流式细胞仪(FACS)检测细胞凋亡。进一步,WB F-344细胞用HGF(40ng/ml)作用24hr后,用PBS洗涤,95%乙醇固定,用溶于20%乙醇的终浓度为0.2%的结晶紫染色,风干镜检,照相,检测HGF的离散效应。4. HGF 刺激ERK, p38MAPK, PI3K/Akt信号转导途径的激活 WB F-344 细胞在含0.5% 血清的培养液中饥饿 12h, 然后用 HGF (40ng/ml)刺激不同时间(0、5、15、30、60、120min),通过western blotting 检测 ERK, p38MAPK, Akt等信号分子及其磷酸化蛋白(P-ERK,P-p38MAPK, P-Akt)的表达。HGF激活NF-κB结合活性和转录活性 (A)我们首先检测HGF对NF-κB DNA结合活性的调节。 WB F-344细胞 用 HGF (40ng/ml)刺激不同时间(0,15,30,60,120Min),然后提取核蛋白,P32标记NF-κB<WP=17>5. 寡核苷酸探针,通过EMSA方法检测NF-κB的DNA结合活性。 (B)进一步检测HGF促进NF-κB 的转录活性,我们用 NF-κB 报告基因质粒(BD Great EscA PeTM SEAP vector)瞬时转染WB F-344细胞,这种质粒包含一个与NF-κB结合位点相连的SEPA荧光报告基因,转染细胞然后用不同浓度的HGF(0,10,20,40ng/ml)刺激 8小时, 通过BD Great EscA PeTM SEAP荧光检测系统检测NF-κB的转录活性。(C)检测 I(B(磷酸化和降解 用 HGF (40ng/ml)作用WB F-344细胞,在不同时间(0,15,30,60,120Min)提取蛋白,通过western blotting检测 I(B(。6. NF-κB激活在HGF介导的抗凋亡效应中的作用 (A)首先用NF-κB的特异抑制剂 BAY 11-7082 和 ASA阻断NF-κB途径,然后在HGF存在下用ActD/TNF-α诱导细胞凋亡, 通流式细胞仪检测细胞凋亡。(B)用不同的抑制剂分别阻断ERK1/2、p38-MAPK、PI3K/AKT等信号途径,然后通过流式细胞仪检测HGF对TN