骨髄幹細胞から心筋細胞への分化過程における分子機構の解明

阐明骨髓干细胞向心肌细胞分化过程的分子机制

基本信息

批准号：
17790947
负责人：
李桃生
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790947/
关键词：
骨髄幹細胞心筋分化再生医学

项目摘要

骨髄幹細胞はin vitro及びin vivoで心筋細胞へ分化すると報告されている。最近、我々はex vivoでTGF-β添加培養により骨髄幹細胞からmyosin陽性心筋様細胞へ分化誘導することに成功した。本研究では骨髄幹細胞から心筋細胞へ分化する過程の分子機構の解明と分化した心筋細胞の機能の解析を目的とした。C57/BL6マウス大腿骨から骨髄細胞を採集し、比重遠心法を用いて単核球細胞を分離した。また、c-kit陽性幹細胞はMagnetic cell sorterにより骨髄単核球細胞から分離採集した。分離した骨髄幹細胞(純度90%以上)は15%FBS添加RPMI1640培地にてfibronectin-coated culture dishで培養した。TGF-β_1(5 ng/ml)を添加培養した骨髄幹細胞は培養後1〜3日目からGATA-4,Nkx2.5のmRNA発現が著明に上昇し始め、14日目までには心筋細胞に特異的な構造蛋白Troponin-1,Troponin-T, connexinの発現もRT-PCR法で確認できた。また、培養後28日目に、TGF-β_1を添加培養した骨髄幹細胞はより効率的にmyosin, Troponin-I, connexin陽性細胞に分化誘導できたことが免疫染色で認められた。TGF-β_1を添加培養した骨髄幹細胞は電気刺激下で一部の細胞に弱いCa^<2+> Transientが培養2〜4週間に認められたが、自律的な収縮はなかった。さらに、Oligo GEArray^<(R)> Mouse TGFβ-BMP Signaling Pathway Microarrayを用いた解析ではTGF-β_1を添加培養した骨髄幹細胞にSmad-2,Smad-3,c-fos, TSC-22などの発現が明らかに上昇した。TGF-βはSmad-2,Smad-3,c-fos, TSC-22などの転写を活性化し、骨髄幹細胞から心筋様細胞への分化を誘導した。しかし、骨髄幹細胞から完全に成熟した機能的な心筋細胞への分化には至らなかった。

据报道，骨髓干细胞在体外和体内分化为心肌细胞。最近，通过补充TGF-β的培养物，我们成功地诱导了从骨髓干细胞到肌球蛋白阳性心肌细胞的分化。这项研究旨在阐明从骨髓干细胞到心肌细胞分化的分子机制，并分析分化的心肌细胞的功能。从C57/BL6小鼠的股骨中收集骨髓细胞，并使用特定的重力离心分离单核细胞。此外，使用磁性细胞分选剂将C-kit阳性干细胞分离并从髓样单核细胞中收集。在补充15％FBS的RPMI1640培养基中，将分离的骨髓干细胞（纯度90％或更多）培养在纤连蛋白涂层培养皿上。 GATA-4和NKX2.5的mRNA表达在用TGF-β_1（5 ng/ml）培养的骨髓干细胞培养后的第一天到第三天开始显着升高，到第14天，心肌细胞特异性结构蛋白的表达也是troponin-1，troponin-t tropoonin-t和connexin ways connexin and connexin ardy bydropodyby byconsed。此外，免疫染色表明，用TGF-β_1培养的骨髓干细胞在培养后的28天后更有效地诱导了分化为肌球蛋白，Troponin-I和连接蛋白阳性细胞的分化。在培养的2-4周内，在某些细胞的某些细胞中，观察到用TGF-β_1培养的骨髓干细胞在某些细胞中具有弱的Ca^<2+>瞬变，但未观察到自主收缩。此外，使用Oligo Gearray^<（R）>小鼠TGFβ-BMP信号通路微阵列的分析清楚地增加了用TGF-β_1培养的骨髓干细胞中Smad-2，Smad-3，C-Fos和TSC-22的表达。 TGF-β激活转录，例如SMAD-2，SMAD-3，C-FOS和TSC-22，并诱导从骨髓干细胞到心肌样细胞的分化。然而，从骨髓干细胞分化为完全成熟的功能性心肌细胞。