间充质干细胞(MSCs)具有多向分化潜能，能够分化为神经样细胞，在体外趋化剂或细胞因子的作用下可进行定向迁移，体内移植后可以趋向迁移至脑瘤病灶区。本实验室前期工作表明，细胞的分化状态影响MSCs对生长因子的趋化迁移。然而，影响和控制生长因子诱导的不同分化状态的MSCs定向迁移的细胞和分子机制还不甚明了。细胞的迁移涉及到细胞粘附，包括粘着斑的组装和周转的动态变化以及细胞骨架的重排，本实验以不同成神经分化的MSCs具有不同的趋化能力为切入点，研究粘着斑和细胞分化状态对血管内皮生长因子(VEGF)诱导的MSCs定向迁移的影响。细胞粘附是细胞迁移的首要条件，铺展过程中FAs(focal adhesions，FAs)和骨架结构逐渐形成并稳定。随着粘附时间的延长，细胞铺展面积增大，FAs的数量增多，最终细胞粘附初期形成的小而不稳定的粘着复合物(focal complex，FX)逐渐成熟，聚集在一起形成面积较大而且稳定的FAs，此时FAs的数量相应减少。细胞铺展过程中，肌动蛋白(F-actin)聚集形成的螺线圈样微丝结构逐渐被应力纤维代替，细胞也由圆形变为具有极性的梭形或多角形。具有调节FAs聚合及骨架重排作用的粘着斑激酶(FAK)和桩蛋白(paxillin)，其酪氨酸位点Y397-FAK、Y31-paxillin和Y118-paxillin的磷酸化活性在细胞铺展过程中不断变化。FAs组装时，Y397-FAK的磷酸化活性升高;FAs成熟后，其活性下降。活化的Y397-FAK能够磷酸化Y31-paxillin和Y118-paxillin，激活的paxillin参与调节细胞骨架的形成和排列。本实验采用抗氧化剂诱导MSCs向神经样细胞分化，不同分化状态的细胞具有独特的FAs形态和分布及骨架结构。未分化的细胞呈纤维样，FAs较大，分散在胞体内;预诱导24 h的细胞周边形成很多小的FX，FAs的数量较多;BHA诱导5h的细胞胞体变圆，伸出两极突起，FAs分布在突起的轴上;N2维持48 h的细胞具有分叉，FAs细小并分布在分叉末端。不同分化状态的MSCs对VEGF的趋化应答不同:在未分化的细胞应答VEGF时，pY397-FAK、pY31-paxillin和pY118-paxillin的活性受到VEGF的浓度和刺激时间的影响。随着VEGF的浓度增加，FAs的数量增多，并且趋向分布在细胞周边，周边/中央粘着斑的比例随之提高。但VEGF的浓度过高反而抑制了FAs的形成，致使FAs数量减少。细胞应答VEGF时，pY397-FAK和pY31/118-paxillin的活性及FAs的极性分布变化与FAs的数量变化具有相似的趋势。MSCs应答同一浓度的VEGF(25 ng/ml)时，FAs的数量、极性分布及粘着斑蛋白的活性受到VEGF处理时间的影响。随后处理时间的延长，FAK和paxillin的磷酸化活性升高，FAs的数量增多，周边/中央粘着斑的比例增大。VEGF处理后的细胞骨架发生重排，由原来的乱序排列变为平行有序的排列。利用25 ng/mlVEGF处理不同分化状态的细胞，其FAs的数量、极性分布，粘着斑蛋白的活性及细胞骨架的重排也受到处理时间的影响，并且在处理较短的时间内发生较大的变化。另外，不同分化状态的细胞应答VEGF时均能形成片状伪足，但细胞的分化状态不同，形成的伪足也有差异。预诱导24 h的细胞迁移能力最强，细胞前端易伸出大的扇形片状伪足并形成明显的细胞极性。VEGF诱导的MSCs的趋化迁移中，FAs趋向VEGF浓度梯度的方向分布，细胞形成明显的极性。VEGF诱导的细胞中FAs的聚合速度快于未处理的细胞，并且细胞骨架发生重排，胞内的应力纤维朝向VEGF浓度梯度的方向平行排列，从而调控细胞的定向迁移。本实验研究提示成神经分化的细胞状态和粘着斑共同参与调节MSCs趋向VEGF的定向迁移，为临床应用MSCs治疗神经系统疾病提供理论依据，并可通过调节细胞粘着信号提高MSCs的定向迁移能力使之更为有效的应用于临床治疗。