摘要目的:证实细胞自噬及其调控通路PTEN-PI3K/Akt/mTOR参与Wnt经典通路诱导小鼠骨髓来源间充质干细胞(micebonemarrowderivedmesenchymalstemcells,mMSCs)向肺泡上皮(typeⅡalveolarepithelial,ATⅡ)细胞的分化。<br> 方法:小鼠骨髓来源间充质干细胞(micebonemarrowderivedmesenchymalstemcells,mMSCs)及小鼠肺上皮细胞(Murinelungepithelial-12,MLE-12)结合小气道培养基(SAGM)共培养构建体外诱导MSC向肺上皮细胞分化的模型,通过LiCl或DKK-1分别激活或抑制经典Wnt通路,实验分组如下:a.MSC组:MSC单独培养、b.MSC+MLE组:MSC与MLE-12共培养、c.MSC+MLE+LiCl组:MSC与MLE-12共培养并给予4mMLiCl激活经典Wnt通路、d.MSC+MLE+DKK-1组:MSC与MLE-12共培养并给予200ng/mlDKK-1抑制Wnt经典通路。通过Westernblot法检测诱导分化的第7天Ⅱ型肺泡上皮细胞标志表面活性蛋白(surfactantprotein,SP)C评估MSC向II型肺泡上皮细胞分化情况,并检测诱导分化第1,3,7天自噬相关蛋白(LC3B及Beclin-l)的表达以及诱导分化第7天PTEN-PI3K/Akt/mTOR通路相关信号分子(PTEN、PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt、mTOR及p-mTOR)的表达明确Wnt经典通路诱导MSC向肺泡上皮细胞分化过程中对细胞自噬及自噬调控通路PTEN-PI3K/Akt/mTOR的影响。为进一步明确自噬参与Wnt经典通路诱导间充质干细胞向肺泡上皮细胞分化,分别通过羟氯喹或rapamycin抑制或激活细胞自噬,实验分组如下:a.MSC+MLE组:MSC与MLE-12共培养;b.MSC+MLE+LiCl组:MSC与MLE-12共培养并给予4mMLiCl激活Wnt经典通路;c.MSC+MLE+LiCl+羟氯喹组:MSC与MLE-12共培养并给予4mMLiCl激活Wnt经典通路及50μM羟氯喹抑制自噬;d.MSC+MLE+DKK-1组:MSC与MLE-12共培养并给予200ng/mlDKK-1抑制Wnt经典通路;e.MSC+MLE+DKK-1+rapamycin组:MSC与MLE-12共培养并给予200ng/mlDKK-1抑制Wnt经典通路及1uMrapamycin激活自噬。诱导MSC向肺上皮细胞分化后的第7天通过Westernblot法检测SP-C及自噬相关蛋白Beclin-l。<br> 结果:<br> (1)通过Westernblot法检测诱导分化第7天SP-C的表达发现:MSC与MLE共培养较MSC单独培养的SP-C表达增加[(1.28±0.46)vs(0.95±0.44),p<0.05];与MSC单独培养及与MSC、MLE-12共培养相比较,共培养中加入LiCl时SP-C表达增加[MSC:(1.40±0.91)vs(0.95±0.44),p<0.05;MSC+MLE:(1.40±0.91)vs(1.28±0.46),p<0.05];与MSC单独培养,与MLE-12共培养及与共培养中加入4mMLiCl相比,加入DKK-1后SP-C表达下降[MSC+MLE:(1.19±0.18)vs1.28±0.46,p<0.05;MSC+MLE+LiCl:(1.19±0.18)vs(1.40±0.91),p<0.05]。结果表明,LiCl激活经典Wnt通路促进mMSC向肺上皮细胞分化,抑制Wnt通路减少MSC向肺上皮细胞分化。<br> (2)通过Westernblot法检测诱导分化第1,3,7天自噬相关蛋白(LC3B及Beclin-l)的表达发现:与MSC单独培养相比较,共培养中加入LiCl时Beclin-l、LC3-II/I表达增加[Beclin-l,1d:(2.27±0.14)vs(1.22±0.19);3d:(3.23±0.20)vs(1.96±0.13);7d:(4.73±0.37)vs(3.14±0.12),p<0.05;LC3-II/I,1d:(2.49±0.09)vs(1.24±0.10),p<0.05;3d:(2.3±0.17)vs(1.22±0.09),p<0.05;7d:(3.02±0.12)vs(1.49±0.04),p<0.05;];与MSC、MLE-12共培养相比较,共培养中加入LiCl时Beclin-l、LC3-II/I表达仍然增加[Beclin-l,1d:(2.27±0.14)vs(1.94±0.57);3d:(3.23±0.20)vs(2.67±0.16);7d(4.73±0.37)vs(4.06±0.18),p<0.05];[LC3-II/I,1d:(2.49±0.09)vs(2.00±0.03),p<0.05;3d:(2.3±0.17)vs(1.84±0.02),p<0.05;7d:(3.02±0.12)vs(2.47±0.13),p<0.05],而加入DKK-1后与MSC、MLE-12共培养相比较,加入DKK-1后Beclin-l、LC3-II/I表达下降[Beclin-l,1d:(1.63±0.16)vs(1.94±0.57);3d:(2.36±0.76)vs(2.67±0.16);7d(3.71±0.10)vs(4.06±0.18),p<0.05];[LC3-II/I,1d:(1.67±0.10)vs(2.00±0.03),p<0.05;3d:(1.49±0.07)vs(1.84±0.02),p<0.05;7d:(1.96±0.07)vs(2.47±0.13),p<0.05];与加入LiCl比较Beclin-l、LC3-II/I表达下降[Beclin-l,1d:(1.63±0.16)vs(2.27±0.14);3d:(2.36±0.76)vs(3.23±0.20);7d(3.71±0.10)vs(4.73±0.37),p<0.05];[LC3-II/I,1d:(1.67±0.10)vs(2.49±0.09),p<0.05;3d:(1.49±0.07)vs(2.3±0.17),p<0.05;7d:(1.96±0.07)vs(3.02±0.12),p<0.05]。<br> (3)通过Westernblot法检测诱导分化第1,3,7天PTEN-PI3K/Akt/mTOR通路相关信号分子,发现激活经典Wnt通路使PTEN蛋白表达水平升高,p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR的表达下降(p<0.05),而DKK-1组结果为:抑制经典Wnt通路MSC的PTEN蛋白表达水平下调。p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR的表达增加(p<0.05)。表明激活经典Wnt通路时自噬调控通路PTEN-PI3K/Akt/mTOR信号分子激活。<br> (4)MSC+MLE-12+4mMLiCl+羟氯喹组发现自噬相关蛋白BECLIN及SPC相较于MSC+MLE-12+4mMLiCl组减少[BECLIN:(0.95±0.26)vs(1.18±0.29),p<0.05;SP-C:(1.07±0.07)vs(1.34±0.08),p<0.05],表明羟氯喹抑制自噬,同时抑制MSC向肺上皮细胞的分化。同时MSC+MLE-12+200ng/mlDKK-1+rapamycin组发现自噬相关蛋白及SPC相较于MSC+MLE-12+200ng/mlDKK-1组表达增加[BECLIN:(1.19±0.18)vs(0.76±0.15),p<0.05;SP-C:(0.99±0.07)vs(0.73±0.03),p<0.05],表明rapamycin激活自噬的同时促进MSC向肺上皮细胞分化。<br> 结论:<br> (1)激活经典Wnt通路促进MSC向肺上皮细胞分化。<br> (2)激活经典Wnt通路增加MSC自噬水平及自噬调控通路PTEN-PI3K/Akt/mTOR信号分子的激活。<br> (3)抑制细胞自噬能减少Wnt经典通路激活诱导的MSC成肺泡上皮细胞分化,提示经典Wnt通路可能通过调控自噬促进MSC分化为肺泡上皮细胞。
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