粘著斑參與調節(jié)成神經分化的間充質干細胞向VEGF的定向遷移.pdf

1、間充質干細胞(MSCs)具有多向分化潛能，能夠分化為神經樣細胞，在體外趨化劑或細胞因子的作用下可進行定向遷移，體內移植后可以趨向遷移至腦瘤病灶區(qū)。本實驗室前期工作表明，細胞的分化狀態(tài)影響MSCs對生長因子的趨化遷移。然而，影響和控制生長因子誘導的不同分化狀態(tài)的MSCs定向遷移的細胞和分子機制還不甚明了。細胞的遷移涉及到細胞粘附，包括粘著斑的組裝和周轉的動態(tài)變化以及細胞骨架的重排，本實驗以不同成神經分化的MSCs具有不同的趨化能力為切入點

2、，研究粘著斑和細胞分化狀態(tài)對血管內皮生長因子(VEGF)誘導的MSCs定向遷移的影響。細胞粘附是細胞遷移的首要條件，鋪展過程中FAs(focal adhesions，FAs)和骨架結構逐漸形成并穩(wěn)定。隨著粘附時間的延長，細胞鋪展面積增大，FAs的數量增多，最終細胞粘附初期形成的小而不穩(wěn)定的粘著復合物(focal complex，FX)逐漸成熟，聚集在一起形成面積較大而且穩(wěn)定的FAs，此時FAs的數量相應減少。細胞鋪展過程中，肌動蛋白(F

3、-actin)聚集形成的螺線圈樣微絲結構逐漸被應力纖維代替，細胞也由圓形變?yōu)榫哂袠O性的梭形或多角形。具有調節(jié)FAs聚合及骨架重排作用的粘著斑激酶(FAK)和樁蛋白(paxillin)，其酪氨酸位點Y397-FAK、Y31-paxillin和Y118-paxillin的磷酸化活性在細胞鋪展過程中不斷變化。FAs組裝時，Y397-FAK的磷酸化活性升高;FAs成熟后，其活性下降。活化的Y397-FAK能夠磷酸化Y31-paxillin和Y1

4、18-paxillin，激活的paxillin參與調節(jié)細胞骨架的形成和排列。本實驗采用抗氧化劑誘導MSCs向神經樣細胞分化，不同分化狀態(tài)的細胞具有獨特的FAs形態(tài)和分布及骨架結構。未分化的細胞呈纖維樣，FAs較大，分散在胞體內;預誘導24 h的細胞周邊形成很多小的FX，FAs的數量較多;BHA誘導5h的細胞胞體變圓，伸出兩極突起，FAs分布在突起的軸上;N2維持48 h的細胞具有分叉，FAs細小并分布在分叉末端。不同分化狀態(tài)的MSCs對

5、VEGF的趨化應答不同:在未分化的細胞應答VEGF時，pY397-FAK、pY31-paxillin和pY118-paxillin的活性受到VEGF的濃度和刺激時間的影響。隨著VEGF的濃度增加，FAs的數量增多，并且趨向分布在細胞周邊，周邊/中央粘著斑的比例隨之提高。但VEGF的濃度過高反而抑制了FAs的形成，致使FAs數量減少。細胞應答VEGF時，pY397-FAK和pY31/118-paxillin的活性及FAs的極性分布變化與F

6、As的數量變化具有相似的趨勢。MSCs應答同一濃度的VEGF(25 ng/ml)時，FAs的數量、極性分布及粘著斑蛋白的活性受到VEGF處理時間的影響。隨后處理時間的延長，FAK和paxillin的磷酸化活性升高，FAs的數量增多，周邊/中央粘著斑的比例增大。VEGF處理后的細胞骨架發(fā)生重排，由原來的亂序排列變?yōu)槠叫杏行虻呐帕小＠?5 ng/mlVEGF處理不同分化狀態(tài)的細胞，其FAs的數量、極性分布，粘著斑蛋白的活性及細胞骨架的重排

7、也受到處理時間的影響，并且在處理較短的時間內發(fā)生較大的變化。另外，不同分化狀態(tài)的細胞應答VEGF時均能形成片狀偽足，但細胞的分化狀態(tài)不同，形成的偽足也有差異。預誘導24 h的細胞遷移能力最強，細胞前端易伸出大的扇形片狀偽足并形成明顯的細胞極性。VEGF誘導的MSCs的趨化遷移中，FAs趨向VEGF濃度梯度的方向分布，細胞形成明顯的極性。VEGF誘導的細胞中FAs的聚合速度快于未處理的細胞，并且細胞骨架發(fā)生重排，胞內的應力纖維朝向VEGF