SCF/c-kit信号途径介导心脏干细胞迁移

论文摘要

背景干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。近年来的研究发现，在成年大鼠的心脏内亦存在有心脏干细胞（cardiac stem cells，CSCs），其主要聚集在心房及房室交界内，且这些细胞在适宜的刺激条件下可以分化形成心肌组织，包括新生血管和心肌细胞。但是，心肌梗死最常见于左心室前下壁，所以位于心房及房室交界处的心脏干细胞在心肌梗死后是如何迁移到梗死灶周围呢?目前关于心脏干细胞迁移过程中所涉及的信号途径的研究依然不够明朗。心脏干细胞表面具有c-kit受体，其对应的配体为干细胞因子（stem cell factor，SCF）。在配体的刺激作用下，c-kit受体发生二聚化，激活内源性酪氨酸激酶，并发生自身磷酸化。磷酸化的c-kit受体可以产生含有SH2域的蛋白的结合位点。这些蛋白继续激活或者磷酸化，刺激下游的信号级联系统，从而产生一系列的细胞反应。目的本文旨在探讨SCF／c-kit信号途径在心脏干细胞（CSCs）迁移过程的作用，以及所涉及的信号因子。方法（1）动物实验：通过开胸直视时结扎左冠状动脉前降支的方式建立大鼠心肌梗死模型，以模拟临床上常见的心肌梗死类型。模型建立成功后，通过免疫组织化学（Immunochistochemistry，IHC）及Western免疫印记（WesternBlot，WB）分析来检测心肌组织中梗死灶及其梗死灶周围干细胞因子（SCF）蛋白的表达情况，采用逆转录-聚合酶链式反应（reverse transcription-polymerasechain reaction，RT-PCR）方法检测梗死灶及其梗死灶周围干细胞因子（SCF）mRNA的表达水平；在进行细胞因子处理前后检测实验组及对照组大鼠的血流动力学指标；进行细胞移植后，通过免疫荧光的方法检测5-溴脱氧尿嘧啶核苷（5-bromodeoxyuridine，BrdU）标记的心脏干细胞（CSCs）迁移情况。（2）细胞实验：从成年大鼠心脏内分离获得心脏干细胞（CSCs），使用48孔Boyden趋化小室来进行不同情况下心脏干细胞（CSCs）的迁移分析，并用Western免疫印记（WB）分析检测相应信号因子的磷酸化水平。用于细胞移植的心脏干细胞（CSCs）在体外采用BrdU进行标记。结果在心肌梗死模型建立后的第5天，梗死灶周围干细胞因子（SCF）表达（包括蛋白及mRNA水平）明显上升，而且和标记的心脏干细胞（CSCs）募集到梗死灶周围相对应，同时检测心功能有所改善，提示募集而来的心脏干细胞（CSCs）有利于心肌梗死的修复。且这一效果可以被p38MAPK信号的选择性抑制剂SB203580所抑制。在体外试验中，干细胞因子（SCF）诱导的心脏干细胞（CSCs）迁移呈浓度依赖性，针对c-kit的封闭性抗体可以可以阻断干细胞因子（SCF）诱导的心脏干细胞（CSCs）迁移。Western免疫印记（WB）分析显示在经过干细胞因子（SCF）处理的心脏干细胞（CSCs）中，磷酸化的p38MAPK水平明显升高。通过抑制p38MAPK的活性可以显著降低干细胞因子（SCF）诱导的心脏干细胞（CSCs）迁移活性。结论心肌梗死后，梗死灶周围干细胞因子（SCF）表达增多，这一现象有利于募集c-kit阳性的心脏干细胞（CSCs）到达梗死区域及其周围得，并参与心肌的修复过程，且在这一过程中，SCF／c-kit信号途径激活了p38MAPK信号因子。

论文目录

• 中英文缩略语对照表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录 攻读博士学位期间撰写和发表的论文
• 综述 干细胞迁移的信号传导与心肌梗死的修复
• 致谢