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背景和目的:蝎毒增殖多肽(Buthus martensii Karsch proliferation polypeptide,BmKpp)是从东亚钳蝎蝎毒中提取的一种新的单体多肽组分。前期的实验研究表明BmKpp具有明显的促辐射后骨髓造血功能恢复的作用,但其作用于骨髓造血系统的细胞靶标以及具体机制仍不甚明了。骨髓间充质干细胞(bone-marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)作为骨髓干细胞(bone marrow stem cells)中除造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)外的另一类干细胞群,近年来的研究表明它在支持造血和促进造血恢复中发挥着极其重要的作用。因此,本课题以大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone-marrow-derived mesenchymal stem cells,rBMSCs)为研究对象,观察了BmKpp对高剂量X射线辐射后的rBMSCs的影响,为探讨BmKpp作用的细胞靶标以及作用机制提供依据。 方法:利用全骨髓细胞贴壁培养法分离纯化rBMSCs,体外扩增传代,取P3～P8细胞为实验对象;用流式细胞术鉴定rBMSCs细胞表型分子和Nestin的表达,并用成脂诱导和成骨诱导鉴定其分化潜能;利用等中心照射技术(SAD)对贴壁的rBMSCs进行总剂量8.0Gy,标称剂量率300MU/min的X射线照射,建立辐射模型;CCK-8法检测细胞增殖情况,并用倒置显微镜观察细胞的生长形态;采用ELISA法检测细胞上清液SCF、IL-6、SDF-1a和TNF-a的分泌情况。此外,通过细胞免疫荧光法检测BmKpp与组蛋白在rBMSCs中共定位的情况。 结果: 1.rBMSCs的细胞免疫表型分子为CD29+/CD90+/CD44+/CD34-/CD45-,鼠类骨髓间充质干细胞的信号标志分子Nestin+;成脂、成骨分化诱导结果为阳性; 2.BmKpp对X射线辐射后的rBMSCs的有效浓度筛选结果显示,8μg/mlBmKpp处理组的吸光度(A值)明显高于对照组(P<0.01); 3.BmKpp对辐射后的rBMSCs的增殖有促进作用,尤其在辐射后第8d、16d、18d和20d效果最为显著,其A值与对照组相比,P值均小于0.05;但BmKpp对正常的rBMSCs的增殖作用并不明显; 4.BmKpp能够缓解辐射诱导的rBMSCs衰老的形态,如细胞皱缩、胞内颗粒物沉积、细胞空泡样变性和胞体折光性降低等; 5.辐射后第1d~4d,BmKpp处理组的细胞上清液SCF和IL-6的表达量明显高于对照组(P<0.05),并呈现出一定的时间依赖效应;BmKpp处理后,细胞基质衍生因子(SDF-1α)的浓度于辐射后第4d上升,且明显高于对照组的第3d和第4d的浓度(P<0.05);在辐射后第1d~7d,各组肿瘤坏死因子(TNF-α)的分泌均呈现出先下降后上升的趋势,但在第7d时,BmKpp处理组的浓度明显低于对照组(P<0.05); 6.BmKpp处理后,非辐射和辐射后的rBMSCs的细胞CD29+/CD90+/CD44+/CD34-/CD45-和Nestin+,成脂、成骨分化诱导结果为阳性,与对照组的相比均无明显差别; 7.BmKpp与rBMSCs的组蛋白在细胞核内共定位。 结论: 1.BmKpp能选择性地促进X射线辐射后的BMSCs的增殖,缓解其衰老,提示BMSCs可能是BmKpp促进辐射后骨髓造血功能恢复作用的细胞靶标之一; 2.BmKpp促进辐射后BMSCs的增殖以及分泌造血细胞生长因子和迁移因子增加,减少了炎症因子分泌,进而调控辐射后骨髓造血微环境,保护BMSCs和HSCs的自我更新能力及促进它们的归巢和迁移,可能是BmKpp促进辐射后造血功能恢复的机制; 3.BmKpp不影响BMSCs的分化潜能和细胞免疫表型分子、Nestin的表达;组蛋白可能是BmKpp作用于BMSCs的分子靶标之一。