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研究脂肪细胞分化的分子机制,关系到人类肥胖的防治策略。本研究主要利用细胞培养、诱导分化、流式细胞仪、荧光实时定量PCR等技术,分离培养了猪脂肪间充质干细胞(AMSCs),对其进行细胞表面抗原鉴定,然后进行成脂诱导分化,并对成脂分化过程中Krüppel样因子2(KLF2)的表达模式进行了检测,在此基础上检测分析了姜黄素对猪AMSCs增殖、诱导分化、以及KLF2表达模式的影响,获得了如下结果: 1.猪AMSCs的分离培养和鉴定 采集猪颈背部脂肪组织,经 I型胶原酶消化,再经原代和传代培养获得 AMSCs。选择 F3代细胞,用流式细胞仪检测细胞表面抗原。结果显示,间充质干细胞表面抗原CD29、CD44和CD105表达量分别为91.7%、95.1%和95.6%,而造血干细胞表面抗原CD34表达量仅为3.39%。这些结果表明,本研究所获得的AMSCs纯度较高。AMSCs的生长动力学检测显示,各代传代细胞都呈现出典型的―S‖型生长曲线,在增殖速度上无显著差异。 2.猪AMSCs的成脂诱导分化及KLF2的表达模式 取 F4代 AMSCs在成脂诱导培养基中诱导分化,用形态学和油红 O染色法鉴定AMSCs的成脂分化程度,用实时荧光定量PCR检测KLF2的表达模式,并与过氧化物酶体增殖物激活受体2(PPARγ2)的表达模式进行比较。在诱导分化2天后,个别细胞质中出现小脂滴,且含脂滴的细胞数量和脂滴量随诱导时间的延长而增加。诱导分化第18天,成脂分化率达48.2%。在诱导分化第2、8和16d,KLF2的表达量分别为1.84±0.206、1.07±0.072、0.83±0.095,而PPARγ2 mRNA的表达量分别为3.06±0.542、13.22±0.5736、15.11±1.073。这些结果表明,猪 AMSCs具有良好的成脂分化潜能,KLF2的表达量在成脂分化早期的前脂肪细胞阶段增加,成脂分化开始后逐步减少,证明KLF2是维持前脂肪阶段的重要转录因子。 3.姜黄素对猪AMSCs增殖的影响 取F5代猪AMSCs,用含1、5、10、15、20和25μM的姜黄素培养液进行培养,分别于1、3、5、7、9 d进行了MTT比色检测。结果显示,1μmol/L浓度姜黄素在细胞培养第5至9天,能够显著促进细胞增殖(P<0.05),5μmol/L浓度姜黄素在细胞培养第3天开始显著抑制细胞增殖(P<0.05),而高于10μmol/L浓度姜黄素则在细胞培养第1天就显著抑制细胞增殖(P<0.05)。这些结果表明,低浓度姜黄素具有促进AMSCs增殖作用,而高浓度姜黄素则抑制猪AMSCs的增殖。 4.姜黄素对猪AMSCs成脂分化的影响 取 F5代猪 AMSCs,当细胞汇合度达80%时,分别用含0、1、5、10、15、20和25μM的姜黄素成脂诱导液作用24 h,然后置换成脂诱导液诱导分化,在诱导第10 d用油红O染色提取法检测细胞内脂肪含量。结果显示,所用1至25μM姜黄素均能显著抑制(P<0.05)细胞的成脂分化,用1μmol/L获得5.36%的抑制率,而用25μmol/L获得68.19%的高抑制率。因此,将25μM姜黄素作为抑制脂肪细胞分化的最佳浓度。 5.姜黄素对猪AMSCs成脂分化过程中KLF2和PPARγ2表达模式的影响 取F5代细胞,用含25μM姜黄素的成脂诱导液作用24 h,然后换成成脂诱导液,在诱导第2、8和16 d,用Real-timePCR检测了姜黄素对成脂分化关键基因KLF2和PPARγ2 mRNA表达的影响。结果显示,姜黄素显著上调了各检测时间点的KLF2 mRNA的表达,上调率分别达到48.37%、20.56%和9.64%;但抑制了相应检测时间点的PPARγ2 mRNA的表达,下调率分别达到16.01%、35.93%和27.27%。这些结果表明,姜黄素能够上调KLF2 mRNA的表达,且在成脂分化的前脂肪细胞阶段作用最大,随分化时间的延长作用减弱;相反,姜黄素能够下调PPARγ2mRNA的表达,且在分化的早中晚期下调作用都非常明显,姜黄素对猪AMSCs成脂分化的抑制作用是通过上调KLF2和下调PPARγ2 mRNA的表达而实现的。