正文:1.2.7 Annexin V/PI检测凋亡
用0.25%胰酶+0.02% EDTA消化细胞,PBS洗涤2遍;200μl 1×Binding Buffer 细胞重悬约106/ml;取100μl细胞悬液,加PI 10μl、FITC-Annexin V 5μl;室温 避光孵育15min;流式细胞仪检测;
1.3统计学处理
实验数据结果以均值标准差(±S)表示,采用SPSS19.0数据分析,GraphPad Prism5软件作图,样本间差异分析采用t检验,以p<0.05为差异有统计学意义。
2.结果
2.1 SLE患者骨髓上清增加β半乳糖苷酶阳性MSC比例
与健康对照组相比,SLE患者骨髓上清可增加MSC细胞β半乳糖苷酶活性,如图1A所示蓝染细胞。SLE骨髓上清处理组中MSC平均β半乳糖苷酶阳性比例[(29.8±6.3)%]显著高于健康骨髓上清处理组[(12.6±2.3)%](图1B,p<0.01)。
图1对照和SLE患者骨髓上清对MSC胞内β半乳糖苷酶表达的影响
(蓝染细胞为β半乳糖苷酶染色阳性细胞,n=6,** p<0.01)
2.2 SLE患者骨髓上清上调p53和p21的表达量
与健康对照组相比,SLE患者骨髓上清培养可明显增加MSC胞内细胞周期调控分子p53和p21的蛋白表达量(图2A);此外,SLE骨髓上清亦显著升高p53和p21的基因表达水平(图2B,* p<0.05)。
图2 健康对照者及SLE患者骨髓上清对MSC胞内p53和p21表达量影响
(n=6,* p<0.05)
2.3 SLE患者骨髓上清诱导MSC DNA损伤反应
将MSC分别培养在健康对照者及SLE患者骨髓上清中2天,免疫荧光检测MSC胞内DNA损伤分子的表达情况。结果发现SLE患者骨髓上清可使DNA损伤分子53BP1表达增加(图3),提示此组MSC核内DNA损伤较对照组严重。
图3 健康对照者及SLE患者骨髓上清对MSC核内DNA损伤反应的作用
(蓝色代表细胞核DAPI,红色代表胞核53BP1,n=6)
2.4 SLE骨髓上清抑制MSC增殖
与健康对照组相比,SLE患者骨髓上清可促进MSC细胞凋亡[(24.6±4.1)% vs. (10.1±2.4)%,p<0.01],而该培养体系中MSC增殖则呈下降趋势[(1.1±0.2) vs (0.8±0.2),p<0.01](图4),提示SLE患者骨髓上清可促进MSC凋亡、抑制其增殖。
图4 健康对照者及SLE患者骨髓上清对MSC凋亡和增殖的影响
(n=6,**p <0.01)
3. 讨论
SLE患者体内存在多种免疫失衡,如T/B淋巴细胞异常活化、调节性T细胞数量及功能下降、巨噬细胞吞噬凋亡细胞减少,释放核小体增多,最终导致自身抗体的产生[11-14]。而MSC具有强大的免疫调节功能,可迁移至损伤部位,通过细胞间接触或可溶性因子(IDO等),进而抑制大量的免疫细胞活化与增殖[15, 16]。因此,针对MSC能否有效控制SLE,正常发挥其免疫调节功能显得尤为关键。我们既往研究证实SLE患者自身骨髓MSC功能存在多种异常,包括生长减慢、凋亡及衰老增加、免疫调节异常、迁移能力下降等[1-3]。而衰老的MSC存在迁移、抗炎调节功能等异常,故本研究重点关注MSC衰老,并探讨SLE患者机体微环境对MSC衰老的可能作用。
目前研究较多的细胞衰老相关基因主要包括p53、p21和p16等。肿瘤抑制基因p53是细胞生长的负调节因子,可能与机体的分化及衰老有关,且发现衰老的细胞都有高水平的p53表达;p53通过诱导表达p21来诱导细胞周期停滞。由于细胞衰老缺乏特异性标记,本研究采用β半乳糖苷酶染色及p53/p21的表达联合评估细胞衰老[17]。本研究发现SLE患者骨髓上清可增加MSC胞内β半乳糖苷酶活性、上调p53/p21蛋白和基因的表达水平。与此同时,该体系还可使MSC细胞凋亡增多、增殖能力下降,提示SLE患者骨髓微环境可诱导MSC衰老。
无论是复制性衰老,或是其他应激引起的细胞衰老,DNA损伤反应都是其中的关键步骤[18],DNA损伤可激发下游的p53/p21/Rb途径介导细胞衰老。而细胞衰老时端粒快速缩短,并导致p53与DNA结合活性增加。53BP1蛋白作为p53结合蛋白,也是DNA损伤反应的蛋白标记之一。我们发现在SLE患者骨髓上清培养的MSC胞核内53BP1表达明显增多,提示SLE患者骨髓微环境引起MSC细胞内p53与DNA 结合活性增加,且DNA损伤较严重,这一系列过程最终可导致MSC衰老增加。
综上,我们的研究初步证实SLE患者骨髓局部微环境对MSC衰老起很重要的作用,且与其DNA损伤相关。但是,骨髓环境中到底何种物质对MSC的衰老起重要作用尚不清楚。只有明确了SLE患者体内MSC异常的可能原因,我们才能通过阻断机体循环或局部诱导MSC衰老的关键物质,延缓间充质干细胞的衰老,逆转MSC对免疫细胞的多种免疫调节功能,从而为临床改善机体内环境促进MSC发挥更好的调节作用提供新的依据。
参考文献
[1] Sun LY, Zhang HY, Feng XB, et al. Abnormality of bone marrow-derived mesenchymal stem cells in patients with systemic lupus erythematosus [J]. Lupus, 2007,16:121-128.
[2] Li X, Liu L, Meng D, et al. Enhanced apoptosis and senescence of bone-marrow-derived mesenchymal stem cells in patients with systemic lupus erythematosus [J]. Stem Cells Dev, 2012,21:2387-2394.
[3] Tang Y, Xie H, Chen J, et al. ActivatedNF-κBin Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells from Systemic Lupus Erythematosus Patients Inhibits Osteogenic Differentiation Through Downregulating Smad Signaling [J]. Stem Cells and Development, 2013,22:668-678.
[4] Bustos ML, Huleihel L, Kapetanaki MG, et al. Aging mesenchymal stem cells fail to protect because of impaired migration and antiinflammatory response [J]. Am J Respir Crit Care Med, 2014,189:787-798.
[5] Muller M. Cellular senescence: molecular mechanisms, in vivo significance, and redox considerations [J]. Antioxid Redox Signal, 2009,11:59-98.
[6] Meira LB, Bugni JM, Green SL, et al. DNA damage induced by chronic inflammation contributes to colon carcinogenesis in mice [J]. J Clin Invest, 2008,118:2516-2525.
[7] Kidane D, Chae WJ, Czochor J, et al. Interplay between DNA repair and inflammation, and the link to cancer [J]. Crit Rev Biochem Mol Biol, 2014,49:116-139.
[8] Sulli G, Di Micco R, d'Adda di Fagagna F. Crosstalk between chromatin state and DNA damage response in cellular senescence and cancer [J]. Nat Rev Cancer, 2012,12:709-720.
[9] Fradet-Turcotte A, Canny MD, Escribano-Diaz C, et al. 53BP1 is a reader of the DNA-damage-induced H2A Lys 15 ubiquitin mark [J]. Nature, 2013,499: 50-54.
[10] Vasilyev SA, Kubes M, Markova E, et al. DNA damage response in CD133 + stem/progenitor cells from umbilical cord blood: low level of endogenous foci and high recruitment of 53BP1 [J]. Int J Radiat Biol, 2013,89:301-309.
[11] Shah K, Lee WW, Lee SH, et al. Dysregulated balance of Th17 and Th1 cells in systemic lupus erythematosus [J]. Arthritis Res Ther, 2010,12:R53.
[12] Sawla P, Hossain A, Hahn BH, et al. Regulatory T cells in systemic lupus erythematosus (SLE); role of peptide tolerance [J]. Autoimmun Rev, 2012,11: 611-614.
[13] Herrmann M, Zoller OM, Hagenhofer M, et al. What triggers anti-dsDNA antibodies? [J] Mol Biol Rep, 1996,23:265-267.
[14] Bell DA, Morrison B. The spontaneous apoptotic cell death of normal human lymphocytes in vitro: the release of, and immunoproliferative response to, nucleosomes in vitro [J]. Clin Immunol Immunopathol, 1991,60:13-26.
[15] Spees JL, Olson SD, Ylostalo J, et al. Differentiation, cell fusion, and nuclear fusion during ex vivo repair of epithelium by human adult stem cells from bone marrow stroma [J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2003,100:2397-2402.
2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页