低物质的量浓度过氧化氢预处理对小鼠骨髓间充质干细胞氧化应激性凋亡的作用及其机制

摘要：

目的:探讨低物质的量浓度过氧化氢预处理对小鼠骨髓间充质干细胞（BMSC）氧化应激性凋亡的作用及其机制。方法:采用实验研究方法。通过全骨髓培养法从2只2周龄雄性BALB/c小鼠中分离培养BMSC，鉴定后取第3~7代对数生长期细胞进行实验。将细胞按随机数字表法（分组方法下同）分为用相应终物质的量浓度过氧化氢处理的0 μmol/L过氧化氢组（即不加入过氧化氢，下同）、25 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组、100 μmol/L过氧化氢组、150 μmol/L过氧化氢组、200 μmol/L过氧化氢组、250 μmol/L过氧化氢组、300 μmol/L过氧化氢组，培养24 h后，用流式细胞术检测细胞凋亡率（样本数为4）。将细胞分为用相应终物质的量浓度过氧化氢处理的0 μmol/L过氧化氢组、25 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组、100 μmol/L过氧化氢组，培养24 h后，用蛋白质印迹法检测B淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）的蛋白表达，计算Bcl-2/Bax比值（样本数为3）。将细胞分为用相应终物质的量浓度过氧化氢处理的0 μmol/L过氧化氢组、25 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组、100 μmol/L过氧化氢组、200 μmol/L过氧化氢组、300 μmol/L过氧化氢组，培养24 h后，用蛋白质印迹法检测糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）及磷酸化GSK-3β（p-GSK-3β）的蛋白表达（样本数为3）。将细胞分为用相应终物质的量浓度过氧化氢处理的0 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组、300 μmol/L过氧化氢组，以及预先加入50 μmol/L过氧化氢刺激12 h再加入300 μmol/L过氧化氢的过氧化氢预处理组，培养24 h后，用倒置荧光显微镜（非荧光条件）和免疫荧光法观察细胞形态和生长情况，用流式细胞术检测细胞凋亡率，用蛋白质印迹法检测Bcl-2、Bax、胱天蛋白酶3（caspase-3）、caspase-9、剪切型caspase-3、剪切型caspase-9、GSK-3β及p-GSK-3β蛋白表达，计算Bcl-2/Bax比值，样本数均为3。对数据进行单因素方差分析、Bonferroni检验。结果:培养24 h后，与0 μmol/L过氧化氢组比较，25 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组、100 μmol/L过氧化氢组细胞的凋亡率均无明显变化（
P>0.05），150 μmol/L过氧化氢组、200 μmol/L过氧化氢组、250 μmol/L过氧化氢组、300 μmol/L过氧化氢组细胞凋亡率均明显上升（
P<0.01）。培养24 h后，与0 μmol/L过氧化氢组比较，25 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组细胞Bcl-2/Bax比值均明显增加（
P<0.05或
P<0.01），100 μmol/L过氧化氢组细胞Bcl-2/Bax比值显著减少（
P<0.05）。培养24 h后，与0 μmol/L过氧化氢组比较，25 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组细胞GSK-3β蛋白表达均无明显变化（
P>0.05），p-GSK-3β蛋白表达均显著增加（
P<0.01）；100 μmol/L过氧化氢组细胞GSK-3β、p-GSK-3β蛋白表达均无明显变化（
P>0.05）；200 μmol/L过氧化氢组、300 μmol/L过氧化氢组细胞GSK-3β蛋白表达均明显增加（
P<0.05），p-GSK-3β蛋白表达均显著减少（
P<0.05）。培养24 h后，0 μmol/L过氧化氢组与50 μmol/L过氧化氢组细胞形态及生长情况相近，均正常，与之相比，300 μmol/L过氧化氢组细胞变小、变圆，细胞突起变短或消失，细胞核出现空化，细胞脱落明显增多；过氧化氢预处理组大部分细胞形态正常，细胞脱落少于300 μmol/L过氧化氢组，细胞核形态正常。培养24 h后，4组间细胞caspase-9蛋白表达相近（
P>0.05）。与0 μmol/L过氧化氢组比较，50 μmol/L过氧化氢组细胞凋亡率以及剪切型caspase-9、caspase-3、剪切型caspase-3的蛋白表达均无明显变化（
P>0.05），Bcl-2/Bax比值明显增加（
P<0.05）；300 μmol/L过氧化氢组细胞凋亡率显著升高（
P<0.01），剪切型caspase-9、caspase-3、剪切型caspase-3蛋白表达均明显增加（
P<0.01），Bcl-2/Bax比值明显减少（
P<0.05）。与300 μmol/L过氧化氢组比较，过氧化氢预处理组细胞凋亡率显著下降（
P<0.01），剪切型caspase-9、caspase-3、剪切型caspase-3的蛋白表达均明显减少（
P<0.05或
P<0.01），Bcl-2/Bax比值显著增加（
P<0.01）。培养24 h后，0 μmol/L过氧化氢组、50 μmol/L过氧化氢组、300 μmol/L 过氧化氢组、过氧化氢预处理组细胞GSK-3β、p-GSK-3β蛋白表达分别为1.09±0.14、0.62±0.17、1.35±0.21、0.74±0.34，0.68±0.03、0.85±0.08、0.38±0.10、0.54±0.09。与0 μmol/L过氧化氢组比较，50 μmol/L过氧化氢组细胞p-GSK-3β蛋白表达明显增加（
P<0.05）；300 μmol/L过氧化氢组细胞GSK-3β蛋白表达明显增加（
P<0.05），p-GSK-3β蛋白表达明显减少（
P<0.01）。与300 μmol/L过氧化氢组比较，过氧化氢预处理组细胞GSK-3β蛋白表达明显减少（
P<0.01），p-GSK-3β蛋白表达明显增加（
P<0.01）。
结论:50 μmol/L可能是过氧化氢预处理小鼠BMSC的最佳物质的量浓度，50 μmol/L过氧化氢预处理通过抑制GSK-3β活性对抗线粒体途经的氧化应激性凋亡。

关键词：干细胞、过氧化氢、氧化性应激、细胞凋亡、糖原合成酶激酶类、骨髓间充质干细胞

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资助基金：国家自然科学基金面上项目81372059，81571912;重庆市院士牵头科技创新引导专项cstc2017zdcy-yszxX0002;General Program of National Natural Science Foundation of China81372059, 81571912;Foundational and Cutting-edge Research Plan of Chongqing Special Projects for Academicianscstc2017zdcy-yszxX0002

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：256-265