粘著斑參與調(diào)節(jié)成神經(jīng)分化的間充質(zhì)干細(xì)胞向VEGF的定向遷移.pdf

1、間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)具有多向分化潛能，能夠分化為神經(jīng)樣細(xì)胞，在體外趨化劑或細(xì)胞因子的作用下可進(jìn)行定向遷移，體內(nèi)移植后可以趨向遷移至腦瘤病灶區(qū)。本實(shí)驗(yàn)室前期工作表明，細(xì)胞的分化狀態(tài)影響MSCs對生長因子的趨化遷移。然而，影響和控制生長因子誘導(dǎo)的不同分化狀態(tài)的MSCs定向遷移的細(xì)胞和分子機(jī)制還不甚明了。細(xì)胞的遷移涉及到細(xì)胞粘附，包括粘著斑的組裝和周轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)變化以及細(xì)胞骨架的重排，本實(shí)驗(yàn)以不同成神經(jīng)分化的MSCs具有不同的趨化能力為切入點(diǎn)

2、，研究粘著斑和細(xì)胞分化狀態(tài)對血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)誘導(dǎo)的MSCs定向遷移的影響。細(xì)胞粘附是細(xì)胞遷移的首要條件，鋪展過程中FAs(focal adhesions，F(xiàn)As)和骨架結(jié)構(gòu)逐漸形成并穩(wěn)定。隨著粘附時(shí)間的延長，細(xì)胞鋪展面積增大，F(xiàn)As的數(shù)量增多，最終細(xì)胞粘附初期形成的小而不穩(wěn)定的粘著復(fù)合物(focal complex，F(xiàn)X)逐漸成熟，聚集在一起形成面積較大而且穩(wěn)定的FAs，此時(shí)FAs的數(shù)量相應(yīng)減少。細(xì)胞鋪展過程中，肌動(dòng)蛋白(F

3、-actin)聚集形成的螺線圈樣微絲結(jié)構(gòu)逐漸被應(yīng)力纖維代替，細(xì)胞也由圓形變?yōu)榫哂袠O性的梭形或多角形。具有調(diào)節(jié)FAs聚合及骨架重排作用的粘著斑激酶(FAK)和樁蛋白(paxillin)，其酪氨酸位點(diǎn)Y397-FAK、Y31-paxillin和Y118-paxillin的磷酸化活性在細(xì)胞鋪展過程中不斷變化。FAs組裝時(shí)，Y397-FAK的磷酸化活性升高;FAs成熟后，其活性下降?；罨腨397-FAK能夠磷酸化Y31-paxillin和Y1

4、18-paxillin，激活的paxillin參與調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的形成和排列。本實(shí)驗(yàn)采用抗氧化劑誘導(dǎo)MSCs向神經(jīng)樣細(xì)胞分化，不同分化狀態(tài)的細(xì)胞具有獨(dú)特的FAs形態(tài)和分布及骨架結(jié)構(gòu)。未分化的細(xì)胞呈纖維樣，F(xiàn)As較大，分散在胞體內(nèi);預(yù)誘導(dǎo)24 h的細(xì)胞周邊形成很多小的FX，F(xiàn)As的數(shù)量較多;BHA誘導(dǎo)5h的細(xì)胞胞體變圓，伸出兩極突起，F(xiàn)As分布在突起的軸上;N2維持48 h的細(xì)胞具有分叉，F(xiàn)As細(xì)小并分布在分叉末端。不同分化狀態(tài)的MSCs對

5、VEGF的趨化應(yīng)答不同:在未分化的細(xì)胞應(yīng)答VEGF時(shí)，pY397-FAK、pY31-paxillin和pY118-paxillin的活性受到VEGF的濃度和刺激時(shí)間的影響。隨著VEGF的濃度增加，F(xiàn)As的數(shù)量增多，并且趨向分布在細(xì)胞周邊，周邊/中央粘著斑的比例隨之提高。但VEGF的濃度過高反而抑制了FAs的形成，致使FAs數(shù)量減少。細(xì)胞應(yīng)答VEGF時(shí)，pY397-FAK和pY31/118-paxillin的活性及FAs的極性分布變化與F

6、As的數(shù)量變化具有相似的趨勢。MSCs應(yīng)答同一濃度的VEGF(25 ng/ml)時(shí)，F(xiàn)As的數(shù)量、極性分布及粘著斑蛋白的活性受到VEGF處理時(shí)間的影響。隨后處理時(shí)間的延長，F(xiàn)AK和paxillin的磷酸化活性升高，F(xiàn)As的數(shù)量增多，周邊/中央粘著斑的比例增大。VEGF處理后的細(xì)胞骨架發(fā)生重排，由原來的亂序排列變?yōu)槠叫杏行虻呐帕?。利?5 ng/mlVEGF處理不同分化狀態(tài)的細(xì)胞，其FAs的數(shù)量、極性分布，粘著斑蛋白的活性及細(xì)胞骨架的重排

7、也受到處理時(shí)間的影響，并且在處理較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大的變化。另外，不同分化狀態(tài)的細(xì)胞應(yīng)答VEGF時(shí)均能形成片狀偽足，但細(xì)胞的分化狀態(tài)不同，形成的偽足也有差異。預(yù)誘導(dǎo)24 h的細(xì)胞遷移能力最強(qiáng)，細(xì)胞前端易伸出大的扇形片狀偽足并形成明顯的細(xì)胞極性。VEGF誘導(dǎo)的MSCs的趨化遷移中，F(xiàn)As趨向VEGF濃度梯度的方向分布，細(xì)胞形成明顯的極性。VEGF誘導(dǎo)的細(xì)胞中FAs的聚合速度快于未處理的細(xì)胞，并且細(xì)胞骨架發(fā)生重排，胞內(nèi)的應(yīng)力纖維朝向VEGF