MAPK在骨髓间充质干细胞信号转导机制中的作用

发布时间：2020-08-01 14:15

【摘要】：近年来随着干细胞领域研究的不断深入，为探索神经细胞变性和（或）损伤性疾病的治疗提供了新的思路。骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells，BMMSCs)具有多向分化潜能，其中，BMMSCs向神经样细胞分化的途径和机制等方面的研究目前已成为成体干细胞领域的研究热点之一。促分裂素活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases, MAPK）是神经细胞内参与细胞增殖、分化、凋亡等重要生命活动的一种信号转导蛋白，与神经发育和再生密切相关，因此明确MAPK信号转导通路在BMMSCs向神经样细胞分化过程中的作用对于洞悉干细胞的定向转分化机制具有重要意义。本研究综合运用贴壁筛选法获得了较为均一的BMMSCs，并应用脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）成功将BMMSCs诱导分化为具有典型神经细胞表型的神经样细胞，而且在诱导分化过程中，MAPK信号转导通路中比较重要的一个分支——胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路被激活，并持续高表达。如果在使用诱导剂前加入MEK特异性抑制剂U0126，则ERK蛋白活性被抑制，即p-ERK相关信号转导通路被抑制，从而导致BMMSCs不仅在形态上没有发生明显变化，同时也未检测到神经细胞再生的特异性标志物：生长相关蛋白－43（growth associated protein, GAP-43）。通过上述研究证明在体外BMMSCs能够被BDNF成功诱导分化为神经样细胞，并且在此诱导分化过程中，MAPK／ERK信号转导通路发挥着重要作用，激活MAPK／ERK信号通路将会诱导BMMSCs向神经样细胞分化，抑制该信号通路后BMMSCs向神经细胞的转分化能力将有所减弱。研究结果对于进一步探索干细胞定向转分化机理和可应用于临床的细胞治疗方法奠定了理论基础。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R329.2
【图文】：

信号转导通路,机制,受体,离子通道

图1.1信号转导通路的作用机制4.1 膜受体4.1.1 离子通道偶联受体指配体依赖性离子通道。神经递质与这类受体结合后，可使离子通道打开或关闭，从而改变膜的通透性。此类受体在神经冲动的快速传递中发挥重要作用，参与快速而精确的神经反射调节。4.1.2 G 蛋白耦联受体G 蛋白耦联受体及其所介导的信号转导通路在生物体内发挥着至关重要的作用。G蛋白耦联受体为七次跨膜蛋白，许多激素、神经递质的受体均属于此类。该受体被激活后，通过异三聚体 GTP 结合蛋白[59]（GTP-binding protein, 简称 G 蛋白）把来自于受体

信号转导通路,级联反应,激酶

图 1.2 MAPKs 信号转导通路的级联反应及作用（一）胞外信号调节蛋白激酶胞外信号调节蛋白激酶（estracellular signal-regulated kinases, ERK）是胞内信号分子，并能广泛表达，其功能主要是调节细胞的成熟与分裂，和已分化细胞在有丝分裂后期的功能。许多不同的刺激，例如神经生长/营养因子、细胞因子、病毒感染、G 蛋白偶联受体的配体和转化剂、神经递质、膜去极化，钙内流能够激活 ERK 信号通路。ERK是 MAPK 家族中功能最多，研究最广泛的信号转导通路。MAPK1 也被称为 ERK2，其二者 85％的基因型是相同的，故将其合称为 ERK1／2[60]。他们是在研究蛋白激酶的过程中被发现的。在激活细胞表面酪氨酸激酶，如表皮生长因子受体，之后，经磷酸化激活。在 MAPK／ERK 通路中，由外界信号首先激活 Ras，Ras 随后可激活 c-Raf，进而

表面标志,阳性率

A: CD90阳性率为 97.7％ B：CD44阳性率为74.4％C: CD11b阴性率为 0.12％ D：CD45阴性率为0.11％图2.3 流式细胞分析仪检测BMMSCs表面标志物2.3.1.3 细胞免疫荧光法检测 BMMSCs 表面标志物

【参考文献】