多层面验证共培养微环境诱导法诱导骨髓间充质干细胞心肌样分化

Feasibility of cardiac differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells induced by co-culture indirectly with cardiomyocytes in several dimensions

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摘要为了多层面探讨共培养微环境诱导法定向诱导骨髓间充质干细胞（ MSCs）心肌样分化的可行性，取第3代MSCs与原代心肌细胞（ CMs）进行共培养。在显微镜下观察诱导1周后的 MSCs 形态学变化，用免疫荧光和实时荧光定量聚合酶链式反应（ RT-PCR）分别检测诱导的 MSCs 中心肌肌钙蛋白 I（ cTnI）、α-肌动蛋白（α-actin）、Nkx-2.5和 GATA-4的基因表达变化情况。采用超高效液相色谱-串联质谱（ UPLC-MS／MS）分别检测诱导组和对照组的代谢产物。诱导1周后的 MSCs形态呈心肌样改变，cTnI、α-actin、Nkx-2.5和 GATA-4的基因表达均明显升高，正交偏最小二乘法判别分析（ OPLS-DA）模型显示诱导的 MSCs 代谢物向 CMs 转变趋势明显。通过多元和单元统计分析筛选差异变量，根据一级质谱和二级质谱比对结果，最终确定12种差异代谢物。与未经诱导的MSCs 相比，经诱导的MSCs与CMs中变化趋势相同的差异代谢物有7种，变化趋势不同的差异代谢物有5种。实验结果表明，无论从形态、基因、蛋白质还是代谢层面看，MSCs 通过与 CMs 间接接触共培养后均发生了心肌样改变，但是与 CMs仍存在差异。