探讨骨髓间充质干细胞(BMSCs)在椎间盘中的迁移,以及基质细胞衍生因子-1/趋化因子受体4(SDF-1/CXCR4)信号轴对BMSCs迁移的调控。
方法分离培养兔BMSCs和髓核细胞(NPCs)并鉴定。Transwell迁移实验,A组:未处理的BMSCs;B组:过表达CXCR4的BMSCs, C组:CXCR4特异性阻断剂普乐沙福(AMD3100,5 mg/L)处理30 min后的BMSCs;其中A、B、C 3组将BMSCs与下室NPCs共培养,D组BMSCs单独培养。髓核抽吸法造模,2周后移植绿色荧光蛋白(GFP)标记的BMSCs,移植后12周取椎间盘组织,随机分成甲、乙两组,甲组用免疫荧光法标记SDF-1和GFP,乙组标记CXCR4和GFP。分别计算髓核(NP)、交界区和纤维环(AF)中SDF-1阳性细胞占椎间盘细胞的比例以及观察GFP与CXCR4共表达细胞的分布规律。
结果P3代BMSCs表面分子CD29、CD90和CD34的表达率分别为(96. 8±2. 2)%、(96. 1±1. 9)%和(1. 5± 0. 6)%,并具有三系分化能力。P1代NPCs表达Ⅱ型胶原(COL2)和聚集蛋白聚糖(ACAN)。迁移实验中A、B、C、D 4组膜下细胞数分别为(70. 30±3. 25)、(86. 70±1. 71)、(51. 30±1. 63)、(29. 70± 2. 08)个。迁移能力依次为:B> A> C> D组。免疫荧光结果显示BMSCs主要分布在NP中央区,由中央区到交界区,BMSCs数量逐渐减少,NP中央区和交界区BMSCs的CXCR4表达率分别为(41. 19±7. 20)%和(27. 68±4. 30)%。NP、交界区和AF中椎间盘细胞SDF-1表达率分别为(84. 02±3. 20)%、(71. 48±5. 90)%和(49. 31±4. 60)%。
结论BMSCs移植到椎间盘后从移植部位向退变NPCs迁移。SDF-1/CXCR4信号轴是促使BMSCs向退变NPCs迁移的重要机制之一。