低氧环境下Notch信号通路对人牙髓干细胞成牙本质向分化的影响

摘要：

目的 探讨低氧环境下通过低氧诱导因子-1α(HIF-1α)调控Notch信号通路对人牙髓干细胞(HDPSC)成牙本质向分化能力的影响.方法 组织块酶消化法培养HDPSC,给予氯化钴(CoCl2)诱导的化学性低氧环境,Western blot检测HIF-1α蛋白表达,茜素红染色检测细胞矿化结节形成能力,反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测Notch下游靶基因Hes1与成牙本质相关基因的表达;进一步加入Notch信号通路特异性阻断剂γ分泌酶抑制剂(GSI),观察以上指标的变化.报告基因方法检测HIF-1α对Notch信号通路的调控作用.采用R version 3.5.3软件进行统计分析,计量资料进行正态检验,多组间比较采用单因素方差分析(方差齐)或Kruskal-Wallis H检验(方差不齐),两两比较采用LSD-t检验(方差齐)或Mann-Whitney U检验(方差不齐).结果 (1)CoCl2诱导的低氧条件下HDPSC中的HIF-1α蛋白水平上调,Notch下游靶基因Hes1 mRNA相对表达量为1.46±0.12,相比常氧组(1.06±0.09)显著增高(t=-4.64,P=0.012);GSI处理阻断Notch信号通路后,低氧条件下HDPSC中HIF-1α蛋白水平下调,Hes1 mRNA相对表达量降低至0.82±0.14,与处理前相比差异有统计学意义(t=5.98,P=0.004);常氧条件下GSI处理后的HDPSC中HIF-1α蛋白水平也明显下调,Hes1 mRNA相对表达量(0.30±0.09)相比处理前也显著降低(t=10.08,P=0.001);(2)矿化诱导后的茜素红染色结果显示:低氧处理后,HDPSC细胞成牙本质分化能力下降;GSI处理后,成牙本质向分化能力增强.成骨/牙本质相关基因mRNA表达水平检测结果显示:低氧处理后,BSP、OCN和DSPP的mRNA相对表达量分别为0.53±0.14、0.43±0.20、0.48±0.11,相比常氧组(1.21±0.12、1.08±0.19、1.03±0.13)显著降低(tBSP=6.30,PBSP=0.003;tOCN=4.07,POCN=0.015;tDSPP=5.67,PDSPP=0.005);GSI处理后,低氧条件下BSP、OCN和DSPP mRNA相对表达量分别为0.99±0.13、1.09±0.13、0.95±0.16,与处理前相比显著增高(tBSP=-4.17,PBSP=0.014;tOCN=-4.83,POCN=0.012;tDSPP=-4.30,PDSPP=0.017),常氧条件下BSP、OCN和DSPP mRNA相对表达量分别为1.73±0.20、1.55±0.08、1.52±0.14,与处理前相比显著增高(tBSP=-3.84,PBSP=0.027;tOCN=-3.99,POCN=0.035;tDSPP=-4.43,PDSPP=0.011).(3)荧光素酶报告基因结果显示,HIF-1α可调控NICD启动子,使双荧光素酶相对表达活性为5.37±0.12,与对照组(2.09±0.15)相比显著增强(t=-28.92,P<0.001),提示HIF-1α可能使Notch信号通路激活.结论 低氧引起HDPSC中HIF-1α升高并可能通过激活Notch信号通路抑制其成牙本质向分化能力.

关键词：牙髓、干细胞、低氧、低氧诱导因子、Notch信号通路、成牙本质向分化

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资助基金：新疆维吾尔自治区自然科学基金2016D01C391

在线出版日期：2020-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：214-220