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背景骨髓间充质干细胞(bone marrow mescenchymal stem cells,BMSCs)是来源于中胚层具有自我更新、多向分化潜能的一类干细胞,因其具有可自体取材、增殖快、易体外培养、无伦理学限制等特点,骨髓间充质干细胞成为组织工程中理想的种子细胞。研究表明,骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤、脑血管疾病、颅脑损伤、帕金森病等疾病,是目前最有前景的治疗方法之一。然而,受损的中枢神经系统中移植的骨髓间充质干细胞存活率低,因此如何提高骨髓间充质干细胞移植存活率极为关键。低声压级水平次声波是指90 dB以下的次声波,其广泛存在于自然环境、交通运输、工业生产、日常生活中。关于低声压次声的生物学效应已逐渐应用于医学研究领域,越来越多的学者开始关注低声压次声对机体的治疗作用,本实验小组前期实验已经证明,低声压次声在体外作用骨髓间充质干细胞60min后可明显地促进细胞增殖,抑制细胞凋亡,但其具体的相关机制尚未见报道。Notch信号通路几乎涉及所有细胞的增殖、凋亡和分化活动,是影响细胞命运的一条重要的保守信号通路。骨髓间充质干细胞中存在Notchl-Jaggedl通路,说明Notch信号通路对体外培养的骨髓间充质干细胞有调控作用,而DAPT是一种Y-分泌酶抑制剂,可特异性地阻断Notch信号通路,本实验拟通过观察次声及DAPT对骨髓间充质干细胞的生物学活性的影响,并进一步深入探讨Notch信号通路在次声对BMSCs生物学活性影响中的作用,从而了解低声压次声促进骨髓间充质干细胞增殖的相关的分子学机制,为BMSCs联合低声压次声用于移植治疗相关疾病提供一些理论依据。实验目的探讨Notch信号通路在低声压次声对骨髓间充质干细胞生物活性影响中的作用。实验方法采用全骨髓培养法获取BMSCs,取第3代对数生长期的细胞,分为四组,分别为第1组(抑制剂+无次声组)、第2组(抑制剂+次声组)、第3组(无抑制剂+无次声组)、第4组(无抑制剂+次声组),按分组要求分别用γ-分泌酶抑制剂DAPT和低声压次声进行相应处理,利用MTT方法检测各组中骨髓间充质干细胞的增殖情况,并分别采用RT-PCR及Western bolt检测Notch1、Jagged1、Hes1 mRNA和蛋白的表达。统计方法采用SPSS 20.0版软件进行数据的处理,计量资料均用(x±s)表示,运用One-way ANOVA方法进行统计学分析,组间的两两比较采用LSD法,P<0.05为差异有统计学意义。实验结果1.低声压次声作用后的24h、48 h、72 h和96 h时,第3组(无抑制剂+无次声组)的OD值比第1组(抑制剂+无次声组)较大,第4组(无抑制剂+次声组)的OD值也大于第2组(抑制剂+次声组),比较均有统计学差异(P<0.05)。另外,低声压次声作用后24 h、48 h和72 h时,第4组的OD值显著大于第3组的OD值(P<0.05)。随着作用时间的延长,四组细胞的OD值均呈递增趋势;在次声作用后24 h、48 h、72 h、96 h时,第4组的OD值均大于其它3组(4>3>2>1)。2.通过RT-PCR及Western bolt法检测Notch信号通路相关基因及蛋白的表达,与第3组空白对照组(无抑制剂+无次声组)相比,BMSCs在仅低声压次声的干预下Jagged1、Notch1、Hes1蛋白及mRNA表达显著增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。当使用γ-分泌酶抑制剂DAPT抑制Notch信号通路后,Jagged1、Notch1和Hes1的蛋白及mRNA表达均显著降低,特别是Hes1显著减少,而当抑制Notch信号通路后,低声压次声不能显著减少或增加Jagged1、Notch1和Hes1蛋白及mRNA的表达,第1组(抑制剂+无次声组)和第2组(抑制剂+次声组)比较无统计学差异(P>0.05)。结论1.低声压次声可促进BMSCs的增殖,而当-分泌酶抑制剂DAPT抑制Notch信号通路后,会抑制低声压次声对BMSCs的增殖作用。2.低声压次声促进骨髓间充质干细胞增殖的同时有Jagged1、Notch1和Hes1蛋白及mRNA的表达增多,我们推测低声压次声促进骨髓间充质干细胞增殖的机制可能是通过激活Notch信号通路实现,为BMSCs联合低声压次声用于移植治疗疾病提供理论支持。