胡永亮
刘真
焦大凯
马恬
王常勇
贾赤宇
目的 观察TGF-[1对人皮肤成纤维细胞表型转化的作用是否受到RhoA/Rho激酶 信号通路的影响,以探究该通路是否参与了人皮肤成纤维细胞的表型转化。方法 原代培养人皮 肤成纤维细胞,将第4代细胞用TGF-β1( 10 ng/ml)刺激后,分不同作用时间(0、3、6、24h)提取细胞 内总蛋白。BCA法测定总蛋白浓度,Western -blot检测α-SMA的表达水平;并用相同的方法检测不 同浓度TGF-β1(0、2、10、50 ng/ml)刺激人皮肤成纤维细胞后,α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达水平。用RhoA/Rho激酶信号通路阻断剂Y-27632处理后,再用TGF-β1刺激, 作为实验组,将未作处理的正常细胞作为空白对照组,Y-27632(10 μmol/L)组作为阴性对照组,只 用TGF-β1( 10 ng/ml)刺激组作为阳性对照组,分别检测α-SMA的表达差异。使用ANOVA对蛋白 表达量进行统计学分析,P <0.05为差异有统计学意义。结果 10 ng/ml TGF-β1按不同作用时间 刺激人皮肤成纤维细胞后,α-SMA的表达量分别为:0h为1.0,3h为1.9+0.2、6h为2.1±0.1, 24 h为3.1±0.1。24 h较其他3个时间点α-SMA表达量明显上升(n=4,P<0.05)。不同浓度 TGF-β1刺激人皮肤成纤维细胞后,α-SMA的表达量分别为:0 ng/ml为1.0,2 ng/ml为1.4±0.2, 10 ng/ml为3.2±0.1,50 ng/ml为3.1±0.2。10 ng/ml表达量明显高于0 ng/ml和2 ng/ml(n =4, P <0. 05),较50 ng/ml差异无统计学意义(n=4,P>0.05)。用Y-27632(10 μmol/L)处理后,再用 TGF-β1刺激,细胞的表型转化明显受到抑制,实验组α-SMA的表达量(1.2±0.2)较阳性对照组 (2.9±0.1)明显降低(n=5,P <0.05),与空白对照组(1.0)和阴性对照组(1.1±0.1)相比差异均 无统计学意义(n=5,P>0. 05)。结论 RhoA/Rho激酶信号通路参与了 TGF-β1诱导的人皮肤成纤 维细胞表型转化过程。
成纤维细胞; RhoA/Rho激酶信号通路;转化生长因子β1; α-平滑肌肌动蛋
白
The effect of RhoA/Rho kinase signal pathway on TGF-β1-induced phenotypic differentiation of
human dermal fibroblasts HU Yong-liang
LIU ZhenJIAO Da-kaiMA TianWANG Chang-yong
JIA Chi-yu
Center of Plastic Surgery and Burn Repair, 309 th Hospital of PLA, Beijing 100091, China
Objective To examine the effect of RhoA/Rho kinase signal pathway on TGF-β1-
induced phenotypic differentiation of human dermal fibroblasts. Methods The 4th generation of primary cultured human dermal fibroblasts were stimulated with TGF-β1 (10 ng/ml). The expression of α-SMA was detected after treatment with TGF-β1 for 0, 3, 6, and 24 h. The expression of t-SMA was also detected
after treatment with different concentration of TGF-β1 (0, 2, 10, 50 ng/ml). Then the human dermal
fibroblasts (4th generation) were stimulated with TGF-31 ( 10 ng/ml) after being treated with the RhoA/Rho kinase signaling pathway inhibitor Y-27632 (l0umol/ml). The fibroblasts were treated with nothing as
sham control, or with Y-27632 (10umol/L) only as negative control group, or with TGF-β1 (10 ng/ml)
only as positive control group. The expression of α-SMA was detected in all the groups. Protein expression
10. 3760/cma. j. issn. 1009-4598. 2011.05. 015
国家自然科学基金(30772259)
作者单位:100091 北京,第309医院整形美容烧伤修复中心(胡永亮、刘真、马恬、贾赤宇);军事医学科学院基础医学研究所组织
工程研究室(王常勇);航空工业中心医院整形外科(焦大凯)
万方数据was analyzed with ANOVA statistical method. Results α-SMA expression in fibroblasts with 10 ng/ml TGF-β1 stimulation for 0, 3, 6, 24 h was 1.0, 1.9 +0.2, 2. 1 +0. 1, 3.1 +0. 1, respectively, α-SMA expression in 24 h group was significantly higher than that in other three groups ( n = 4, P < 0. 05 ).α-SMA expression in human dermal fibroblasts after stimulation with different concentration of TGF-β1 ( 0,
2, 10, 50 ng/ml) was 1.0, 1.4 ±0. 2, 3.2 ±0. 1, 3.1 ± 0. 2, respectively, α-SMA expression in 10 ng/ml group was significantly higher than that in 2 ng/ml group and control group ( n = 4, P < 0. 05 ). There
was no statistical difference in α-SMA expression between 10 ng/ml group and 50 ng/ml group (n =4, P >0. 05 ). With both Y-27632 (10 μmol/L) and TGF-β1 stimulation, the cell phenotype differentiation was inhibited. α-SMA expression in experimental group ( 1.2 ± 0. 2 ) was significantly reduced, when compared with that in positive control group ( 2. 9 ± 0. 1 ) ( n = 5, P < 0. 05 ). There was no significant difference
( n = 5, P > 0.05 ) in α-SMA expression between control group ( 1.0 ) and negative control group ( 1.1 ±
0. 1 ). Conclusions RhoA/Rho kinase signaling pathway should be involved in TGF-β1-induced
phenotypic differentiation of human dermal fibroblasts.
Fibroblast; RhoA/Rho kinase signal pathway; Transforming growth factor-beta1 ;
α-smooth muscle actin
万方数据・378・史!£鳖丝丛i±盘查!!!!篁!旦笙!!鲞箜!塑£!i!:!!堕!!!!些!!!P:垫!!!∑!!:!!!盟!』缓冲液清洗2遍,然后用细胞裂解液lysisbuffer(10mmoL/LTris—HCl、150mmol/LNaCl、0.1%SDS、1%TritonX一100、10ng/mlAprotinin、2ug/mlLeupeptin、lmmol/I.PMSF)裂解细胞,冰卜孵育15min。将裂解物进行离心12000r/rain,离心半径7cm,4℃,10rain,将卜-清分离到I.5mlEppendorf管中。用BCA法测定蛋白浓度,最后制备电泳样品,一20℃冻存。1.2.6Western—blot:取细胞总蛋白电泳样品(0【一SMA:总蛋白1斗g,10%SDSPAGE;RhoA:总蛋白10ug,12%SDSPAGE)SDSPAGE。再将凝胶上的蛋白用半干法电转至PVDF膜上,5%脱脂奶粉4℃封闭过夜,分别选用0【一SMA一抗1:3000,B.actin一抗1:4000;用TBST洗3次,每次10min。山羊抗鼠二抗l:10000,各室温孵育lh,用TBST洗3次,每次10rain。洗涤后的膜用WesternRlM一~~1ECLL||j||j||||||||||||发光剂室温下反应5min,最后暗室曝光成像。1.2.7统计学方法:用软件ImageJ1.42分析数据,统计表达差异,得出结论。使用ANOVA进行统汁学分析,P<0.05为差异有统计学意义。2结果2.1不同时问TGF—B,对人皮肤成纤维细胞表型转化的影响10ng/mlTGF—p.按不同作用时间刺激人皮肤成纤维细胞后,d.SMA的表达量分别为:0h为1.0,3h为1.9±0.2,6h为2.1±0.1,24h为3.14-0.1。用10ng/mlTGF—p.处理人皮肤成纤维细胞3hA,仪一SMA的表达量明显升高,24h后达到所检测时问段的最高值。24h较0、3、6h仪一SMA表达量明显上升(n=4,P=0.00,P=0.01,P=0.01,图1)。这表明10ng/mlTGF—B。刺激24h能够成功诱导人皮肤成纤维细胞向肌成纤维绌胞的表型转化。2.2不同浓度TGF—p.对人皮肤成纤维绌胞表型转化的影响用2ng/mlTGF—B.处理人皮肤成纤维细胞24h后,d—SMA的表达量明jIIj.升高。用10ng/mlTGF—B.处理细胞24h后,仪一SMA的表达量(3.2±0.1)较0和2ng/mlTGF—B.(1.4±0.2)均明显升高(n=4,P=0.00,P=0.00),而较50ng/mlTGF—pl(3.1±0.2)无明显变化(,}=4,P=0.23,P>0.05,图2)。这表明10ng/ml是TGF—B.对人皮肤成纤维细胞刺激24h后诱导表型转化的比较合适的浓度。2.3RhoA/Rho激酶(ROCK)通路参与人皮肤成纤万方数据_—_●●—一。““…,qlnillD,ilUD嘲—鞠—謦胡——嘲—I删蚓描兰2叩3624fh图110ng/mlTGI'1一B.在,fi同时间段刺激人皮肤成纤维细胞后,Ⅱ一SMA的表达:24hd—SMA的表达量明显高丁0、3、6h(,o=4.P(0.05)Fig1Theexpressionof0【一SMAafterIreatmenlwith0ng/mlTGF・pl:Ot—SMAexpressionin24hgroupWflSsignificantlyhigherthanthatin0,3,6hgroups(n=4,P<0.05)阻tel…_—嘲—■-嘲_—_—-州■—●■簟嘲————_n二I()‘(j{11女II'il—捌蚓揣《三叩∑;/-||||||||||j||||||¨l主堡墼墅处塾苤查!!!!至!旦箜!!鲞箜!塑垦蔓!!!些!!竺堡!!望:!!!!!!!!:!!!型!:!『.--‘一一||||||||||刺激,细胞的表型转化明显受到抑制,实验组o【一SMA的表达量(1.24-0.2)较阳性对照组(2.9-4-0.1)明显降低(//,=5,P=0.00,P<0.05),与空白对照组(1.0)和阴性对照组(1.14-0.1)相比均无明显差别(n=5,P=0.10,P=0.15,图3)。该结果表明,Y.27632通过对ROCK的作用抑制了TGF—B,对人皮肤成纤维细胞d—SMA的诱导表达,RhoA/Rho激酶信号通路参与了TGF.B。诱导人皮肤成纤维细胞表型转化过程。“一SMA糨8鞠№晦“皤期簟—嗣参_——_≯15-actit,嘲——■觏———■阏—簟—簟镧■——擘空白对照Y-276321'GF・B5-27632+TGF—D--1—1j-l图3用ROCK抑制剂10p。mol/LY-27632和10ng/mlTGF—p。共同处理人皮肤成纤维细胞24h后.0【一SMA的表达量较阳性对照组(TGF-pI)明显降低(n=5,P<0.05),与空白对照组和阴性对照组(Y-27632)相比差异均无统计学意义(n=5,P>0.05)Fig3Theexpressionof“一SMAinhumandermalfibroblasttreatedwiththeinhibitorofROCK10I.zmol/LY一27632and10ng/mlTGF—pfor24hwassignificantlylessthanthatinpositivecontrolgroup(TGF-Bl,n=4,P<0.05).Therewasnosignificantdifference(n=5,P>0.05)ina—SMAexpressionbetweenshamcontrolgroupandnegativecontrolgroup(n=5,P>0.05)3讨论目前认为,成纤维细胞生物学功能异常是瘢痕形成的最主要因素。近来,人们开始关注调节皮肤肌成纤维细胞生物学行为的信号通路。初步研究发现,肌成纤维细胞的分化有多种可能的机制,如丝裂原活化蛋白激酶和肌球蛋白轻链磷酸酶Rho/Rho激酶通路‘7。。肌球蛋白轻链磷酸酶RhoA/Rho激酶通路是细胞外信号导致细胞骨架重组的分子开关,其与肌成纤维细胞收缩的关系已经引起人们的关注,并且多集中于对该通路在皮肤损伤后肌成纤维细胞迁移方面的研究。8。91。然而,对于人皮肤成纤维细胞在向肌成万方数据纤维细胞转化时的具体发生机制尚未阐明。RhoA/Rho激酶通路在细胞信号转导中具有重要作用,其关键分子Rho激酶为一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是目前研究得最清楚的Rho下游信号分子。小分子RhoGTP酶家族具有广泛的生物学功能,除了对细胞骨架重排有重要作用外,亦参与调节细胞的局部黏附、迁移、聚集、巨噬细胞吞噬功能等,RhoGTP酶还可能参与调节细胞增殖和基因转录¨oo。RhoA是小分子RhoGTP酶家族中重要的一员,Rho激酶则是RhoA最具特色的效应因子,而且是RhoA/Rho激酶信号通路的关键因子。近几年的研究发现,Rho/Rho激酶通路可能参与血管平滑肌细胞、心肌成纤维细胞的表型转化|1“,提示该通路在成纤维细胞的表型转化过程中具有重要作用。我们的研究利用从正常组织分离的原代人皮肤成纤维细胞,在体外经TGF—B。诱导成功转化为肌成纤维细胞,表现为细胞仪一SMA表达水平上升;并初步探索了较为稳定的刺激时间和药物浓度,结果表明10ng/mlTGF—p。刺激24h能够成功诱导人皮肤成纤维细胞向肌成纤维细胞的表型转化。我们利用实验得出的诱导条件构建人皮肤成纤维细胞表型转化模型,并利用ROCK抑制剂Y一27632(10umol/L)阻断RhoA/Rho激酶通路,成功抑制了细胞的表型转化。结果证实,RhoA/Rho激酶通路参与了人皮肤成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的过程:该通路不仅参与了皮肤损伤后肌成纤维细胞的迁移过程,还参与了皮肤成纤维细胞的表型转化过程。我们将在此基础上进一步探究RhoA/Rho激酶通路在人皮肤成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的过程的具体作用环节,为阐明瘢痕挛缩的分子机制并最终提出临床治疗的新思路提供一定的依据。参考文献[1]SampsonN,KozielR,ZenzmaierC.ROSsignalingbyNOX4drivesfibroblast--to—-myofibroblastdifferentiationinthediseasedprostaticstroma.MolEndoerinol,2011,25(3):503-515.[2]DarbyIA,HewitsonTD.Fibroblastdifferentiationinwoundhealingandfibrosis.IntRevCytol,2007,257(6):143—179.[3]HinzB.Formationandfunctionofthemyofibroblastduringtissuerepair.JInvestDermatol,2007,127(3):526-537.[4]HarveyKA,ParanavitanaCN,ZalogaGP.DiversesignalingpathwaysregulatefibroblastdifferentiationandtransformationthroughRhokinaseactivation.JCellPhysiol,2007,211(2):353.363.电穿孔介导的基因治疗对兔下颌骨牵引过程中细胞周期蛋白表达的影响
吴国平
李绍兰
胡纯兵
刘震
高志丹何小川
尹康
郭力
目的 探索电穿孔介导的基因治疗对兔下颌骨牵引成骨过程中细胞周期调节蛋白表 达的影响。方法 45只新西兰大白兔,双侧下颌骨截骨后3d开始以0.8 mm/d速度行下颌骨牵 引,连续牵引7d后,随机分为A、B、C、D、E5组,每组9只,分别在牵引区注射2μg(0.1 μg/μ1)重 组质粒plRES-hVEGF165-hBMP2、pIRES-hBMP2、plRES-hVEGF165、空质粒pIRES和相同剂量的生理 盐水后,均施加电穿孔刺激。各组分别于固定期第7、14、28天处死动物取材,行免疫组织化学检查 细胞周期蛋白Cyclins A、D1、E的表达情况,并利用CMIAS-2001A病理图像分析系统分析,结果采用 单因素方差分析和q检验。结果 Cyclin A、D1、E主要在肉芽组织中的炎性细胞如单核细胞、成纤 维细胞及少量沿牵张方向排列的新生幼稚骨小梁表面的成骨细胞、骨细胞和骨周围结缔组织中表 达;固定7d时表达最强烈,14 d下降,28 d时表达较弱。图像分析结果显示,固定7d时C组阳性 表达蛋白的吸光度A值(0.59 +0. 14)表达较强,与A(0.41±0. 13)、B(0. 38 +0.14)、D(0. 34± 0.12)、E(0. 31 +0. 10)组比较差异有统计学意义(P <0. 05,P<0. 01);A、B组间比较差异无统计学 意义(P>0.05),但与D、E组比较差异有统计学意义(P<0.05);固定14 d和28 d时,A(0. 39± 0.11)、B(0. 34±0.10)、C(0. 33 +0.09)组间比较差异无统计学意义(P>0.05),但与D(0. 19±0.12)、E(0. 14 +0. 04)组比较差异有统计学意义(P <0.05,P<0.01)。各时相点基因治疗组明显 强于对照组。结论 电穿孔介导的基因治疗能使细胞周期蛋白CyclinsA、D1、E在牵引区的表达增 强、时限延长,可能促进细胞的增殖与分化,促进牵引区细胞基质的形成和新骨生成。
电穿孔; 基因疗法; 骨生成,牵张; 细胞周期蛋白
Effect of electroporation-mediated gene transfect on the expression of cyclins during mandible
distraction in rabbit
WU Guo-pingLI Shao-lanHU Chun-bingL
IU ZhenGAO Zhi-danHE Xiao-chuanYIN KangGUO LiDepartment of Plastic Surgery of the Affilated Hospital of Luzhou Medical
College. Luzhou 646000, China
10. 3760/cma. j. issn. 1009-4598. 2011.05. 016
国家自然科学基金资助项目( 30600653),四川省应用基础研究计划项目(2006J13-128),四川省卫生厅科研课题(060044,100285)
646000 泸州,泸州医学院附属医院整形外科
@@[ 5 ] Haudek SB, Gupta D, Dewald O. Rho kinase-1 mediates cardiac migratory mechanics in fibrillar collagen matrices. Cell Mol
fibrosis by regulating fibroblast precursor cell differentiation.
Bioeng, 2010, 3 ( 1 ) :76-83.
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Commun, 2010, 399(2) :292-299.
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@@[ 8 ] Zhou C, Petroll WM. Rho kinase regulation of fibroblast
2011-05-13
万方数据RhoA/Rho激酶信号通路在TGF-β1诱导的人皮肤成纤维细胞表型转化中的作用
作者:作者单位:
胡永亮, 刘真, 焦大凯, 马恬, 王常勇, 贾赤宇, HU Yong-liang, LIU Zhen, JIAO Da-kai, MATian, WANG Chang-yong, JIA Chi-yu
胡永亮,刘真,马恬,贾赤宇,HU Yong-liang,LIU Zhen,MA Tian,JIA Chi-yu(第309医院整形美容烧伤修复中心, 北京,100091), 焦大凯,JIAO Da-kai(航空工业中心医院整形外科), 王常勇,WANG Chang-yong(军事医学科学院基础医学研究所组织工程研究室)中华整形外科杂志
Chinese Journal of Plastic Surgery2011,27(5)
刊名:英文刊名:年,卷(期):
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