Senolytics对人牙周膜干细胞干性维持、成骨分化和复制性衰老的作用及机制初探

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实验目的:本课题旨在探究Senolytics(槲皮素联合达沙替尼)对hPDLSCs干性维持、成骨分化和复制性衰老的调控作用,遴选槲皮素(Quercetin,Q)及达沙替尼(Dasatinib,D)联合用药的最佳作用浓度及配比,并且初步研讨Senolytics调控hPDLSCs生物学特性的可能作用机制。实验方法:选用组织块贴壁法获取hPDLSCs原代细胞;体外培养hPDLSCs并进行成骨、成脂诱导,利用碱性磷酸酶、茜素红、油红O染色,鉴定其多向分化潜能;结晶紫染色鉴定克隆及增殖能力;流式细胞术检测表面间充质干细胞标志物。细胞活性及细胞毒性检测技术(CCK8)分别检测Q、D对细胞的毒性作用,通过ALP(Alkaline phosphatase)活性检测、qRT-PCR检测成骨相关基因表达,筛选槲皮素最佳作用浓度,达沙替尼最佳作用浓度区间;ALP、茜素红染色鉴定Senolytics(D+Q)最佳配比浓度。通过Western Blot对成骨相关蛋白(COL]、ALP、RUNX2)的检测及ALP活性检测、ALP染色、茜素红染色验证Senolytics对于成骨分化的影响。通过Western Blot对干性维持相关蛋白(C-MYC、NANOG、OCT-4)的检测,验证Senolytics对于hPDLSCs干性维持的影响。选择生长状态良好的hPDLSCs在体外扩增到第20代(P20-hPDLSCs),建立自然衰老模型,取第5代hPDLSCs(P5-hPDLSCs)作为对照,进行衰老相关β-半乳糖苷酶(senescence associated β-galactosidase,SA-β-Gal)染色、qRT-PCR 检测衰老相关基因 p16、p21的表达情况,验证Senolytics对于hPDLSCs自然衰老的影响。通过Western Blot检测Senolytics对于YAP/TAZ的影响;通过慢病毒转染建立特异性敲低TAZ模型,ALP活性检测、ALP染色、茜素红染色、Western Blot检测成骨相关蛋白表达验证TAZ在Senolytics促进hPDLSCs成骨中的作用。使用YAP抑制剂维替泊芬(Verteporfin)抑制hPDLSCs中YAP的表达,Western Blot检测干性相关蛋白表达,验证YAP在Senolytics促进hPDLSCs干性维持中的作用。实验结果:成功分离提取符合后续实验要求的hPDLSCs,并在体外有效扩增。一定浓度区间内的槲皮素能有效促进hPDLSCs的成骨分化,最佳单药浓度为2.5 uM;浓度≤1 nM达沙替尼对hPDLSCs成骨有促进作用,浓度>1 nM对成骨有抑制作用,最佳单药浓度为1 nM。Senolytics联合用药与单一用药相比,增强了槲皮素的促成骨作用,并改变了高浓度达沙替尼抑制成骨的现象,最终选择配比浓度D(1 nM)+Q(2.5 uM)以及D(10 nM)+Q(2.5 uM)用于后续实验。Senolytics促进相关成骨蛋白的表达,促进ALP活性、ALP染色及茜素红矿化结节的形成。Senolytics促进相关干性维持蛋白的表达。Senolytics通过清除衰老细胞,有效下调衰老相关基因表达及β-半乳糖苷酶染色阳性细胞比例。Senolytics上调了 YAP/TAZ的蛋白表达;敲低TAZ后,部分逆转了 Senolytics对于hPDLSCs的成骨促进作用;抑制YAP表达后部分逆转了 Senolytics对于hPDLSCs的干性维持的正向调控作用。实验结论:Senolytics(D+Q)对于hPDLSCs的成骨分化及干性维持有正向调控作用,并且可以一定程度抵抗hPDLSCs的复制性衰老;Hippo-YAP/TAZ参与调控Senolytics对于hPDLSCs生物学特性的影响。
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