经典Wnt通路相关基因在大鼠骨骼肌损伤后损伤时间推断及再生修复机制的研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qianwenlong
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目的:
  通过对大鼠骨骼肌损伤再生修复过程中骨骼肌组织及卫星细胞经典Wnt通路相关基因表达影响的研究,以期为损伤时间的准确推断提供依据,并讨论经典Wnt通路参与损伤骨骼肌再生修复的机制。
  方法:
  1.动物分组及模型制备:于山西医科大学动物中心购得276只健康成年SD大鼠(200±5g)。①84只用于HE染色及组织冰冻切片免疫荧光染色。依据损伤时间不同随机分为14个组(n=6):空白对照组、损伤0h、4h、8h、12h、24h、48h、60h、3d、4d、5d、6d及7d组。②采用双酶消化法及差速贴壁法结合Percoll不连续密度梯度法分离、提取、纯化卫星细胞,并于体外环境下继续培养。③36只采用CCK-8细胞增殖实验对激活剂Wntagonist1及抑制剂LGK-974作用于卫星细胞的最适浓度进行摸索。动物进行随机分组:空白对照组、激活剂Wntagonist1组和抑制LGK-974组,每组6只(n=6)。采用不同浓度梯度的激活剂Wntagonist1及抑制剂LGK-974预处理卫星细胞1d、2d、3d及4d;对照组不进行任何干预。④156只用于卫星细胞体外干预实验中卫星细胞的细胞免疫荧光染色。动物进行随机分组:空白对照组、激活剂Wntagonist1组和抑制LGK-974组,各组再按照预处理时间不同(0 h、4 h、8 h、12 h、24 h、36 h、48 h、60 h、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d)分为13个组,每组12只(n=6)。采用改良自由落体法制备大鼠骨骼肌挫伤模型,对照组大鼠不致损伤。
  2.HE染色:将提取的组织固定于4%多聚甲醛溶液48h后,进行脱水、透明、浸蜡、包埋,切片厚5μm,经常规HE染色,二甲苯透明、中性树胶封片后,采用TissueFAXS200仪器对切片进行扫描,观察骨骼肌损伤区域的病理组织学特点。
  3.组织冰冻切片免疫荧光染色:应用Pax7、MyoD、MyoG抗体对骨骼肌组织冰冻切片进行免疫荧光染色,使用FL-StrataQuest软件对荧光结果进行分析。
  4.卫星细胞提取及纯化:使用两步酶消化法(Ⅱ型胶原酶和胰蛋白酶)以及差速贴壁法结合Percoll不连续密度梯度离心法从大鼠左后肢骨骼肌中分离提取卫星细胞。
  5.经典Wnt通路激活剂/抑制剂最佳浓度实验:采用CCK-8细胞增殖实验对激活剂Wntagonist1及抑制剂LGK-974作用于卫星细胞的最适浓度进行摸索。从挫伤大鼠骨骼肌中提取卫星细胞,将提取的适当浓度的细胞样本接种于平底96孔板中,于细胞培养箱中分别培养1d、2d、3d及4d,滴加CCK-8,采用酶标仪检测450nm波长处的吸光度值(OD450)。
  6.经典Wnt通路参与损伤骨骼肌再生修复的机制实验:应运最适浓度的激活剂Wntagonist1及抑制剂LGK-974对体外环境下培养的卫星细胞进行人为干预,采用细胞免疫荧光染色技术检测卫星细胞Pax7、β-catenin、MyoD及MyoG的表达,使用FL-StrataQuest软件对荧光结果进行分析。
  结果:
  1.HE染色结果显示:骨骼肌损伤后,肌纤维坏死及炎性细胞浸润和大量新生纤维组织修复等过程,证明本次实验造模成功,可进行后续实验。
  2.组织切片免疫荧光染色结果显示:Pax7、MyoD、MyoG蛋白的表达呈现时序性变化。单位面积内Pax7与MyoD阳性细胞的数量在损伤3d达到峰值,且与对照组相比具有统计学意义(P<0.05);单位面积内MyoG阳性细胞的数量在损伤3d后开始增加,并一直持续到损伤7d,且相比于对照组具有统计学的差异(P<0.05)。
  3.通过采用前期提取卫星细胞的方法结合Percoll不连续密度梯度离心法,可以提取到纯度更高的卫星细胞,可以用于后续的体外环境细胞干预实验。
  4.经典Wnt通路激活剂/抑制剂最佳浓度实验结果:在体外培养环境下,激活剂Wntagonist1对卫星细胞在预处理早期1d及2d有促进细胞增殖的作用;而在3d及4d时,则会促进细胞漂浮死亡;5μmol/mL作为激活剂Wntagonist1的最适作用浓度。抑制剂LGK-974在高浓度100nmol/mL及1000nmol/mL抑制细胞增殖的作用显著,但在后者抑制效果更加明显,选择1000nmol/mL作为抑制剂LGK-974的最适作用浓度。
  5.经典Wnt通路参与损伤骨骼肌再生修复的机制实验结果:①组内比较:对照组、激活剂Wntagonist1组及抑制剂LGK-974组,单个细胞Pax7、β-catenin、MyoD及MyoG平均荧光强度呈现时序性变化。②组间比较:激活剂Wntagonist1组同对照组相比:单个细胞Pax7及β-catenin平均荧光强度在8h时,荧光强度增强;而单个细胞MyoD平均荧光强度在36h时才出现增强;对于MyoG,出现荧光强度弱于对照组的情况。抑制剂LGK-974同对照组相比:单个细胞Pax7平均荧光强度在0h、8h时即有所下降,4d至7d时则更显著;而单个细胞β-catenin、MyoD及MyoG平均荧光强度表达趋势与Pax7相似,但都要低于对照组。在激活剂Wntagonist1组与抑制剂LGK-974组相比:单个细胞Pax7及β-catenin平均荧光强度在8h时,荧光强度增强;而单个细胞MyoD及MyoG平均荧光强度表达趋势则要低于抑制剂LGK-974组。
  结论:
  经典Wnt通路在成体骨骼肌损伤后再生修复过程中起重要作用,其相关基因在损伤后呈时序性变化。Wntagonist1对细胞的干预呈现双重作用,在早期促进卫星细胞增殖,而后期则使细胞漂浮死亡;LGK-974可通过减缓卫星细胞的增殖,加速卫星细胞的分化,导致卫星细胞池的耗竭,从而干扰挫伤组织的再生修复过程。
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目的:  利用傅里叶变换红外显微光谱技术结合化学计量学方法分析挫伤骨骼肌组织光谱差异性与损伤时间的关系,为损伤时间推断提供新的方法。  方法:  选健康成年雄性SD大鼠78只,随机分成正常对照组和损伤组(4h-、8h-、12h-、16h-、20h-、24h-、28h-、32h-、36h-、40h-、44h-和48h-),每组6只。损伤组经麻醉后,用500g金属锤从70cm的高度自由坠落,形成SD大