标题:
尼古丁导致的Wnt信号通路表达异常影响胚胎干细胞向心肌分化
讲者:
李晓红
单位:
广东省人民医院
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论文摘要:
目的:先天性心脏病(CHD)发病病因和机制尚未完全阐明,目前认为是胚胎期遗传因素或/和环境因素作用的结果。流行病学调查显示吸烟是导致先天性心脏病的重要环境危害因素,但其导致先心病的机制还不太清楚,而烟叶成分中起主要作用的有害物质是尼古丁(Nicotine)。本研究通过体外实验检测在胚胎干细胞(Embryonic stem cell, ESC)向心肌细胞定向分化过程中,Nicotine对胚胎干细胞的分化过程的影响,为先心病的预防或药物作用靶点提供理论基础。
方法:ESC传代后培养在matrigel基质胶处理过的培养皿中,细胞融合达到85%时,加入心肌定向诱导分化剂,实验组加入10uM的Nicotine,或IWR1抑制剂,分别于诱导分化d0,d2,d4,d8检测心肌分化的效率。免疫荧光检测NK2.5+/ISL1+双阳性的细胞,QPCR检测wnt信号通路中的关键因子表达情况,western blot检测wnt信号通路蛋白的表达改变。
结果:ESC在定向分化培养基中,在第8天有大量的跳动心肌细胞出现。Nicotine处理后,与未处理相比,跳动细胞明显减少(p<0.01),NK2.5+/ISL1+阳性细胞数量降低(87.5%±2.3% vs 52.1%±4.0%),β-catenin和wnt1的mRNA和蛋白表达水平在Nicotine处理组明显上调。抑制剂IWR1+Nicotine组与对照组相比表达无统计学差异。
结论:NK2.5+/ISL1+双阳性细胞来自于第二生心区,是流出道的主要细胞来源。Nicotine降低了ESC向心肌细胞的分化效率,减少NK2.5+/ISL1+双阳性细胞的表达,调控wnt信号通路可能是其作用机制之一。Nicotine可能是心脏发育过程中导致流出道畸形的一个环境危害因素,尚需动物实验证实及进一步的机制研究。