探讨Wnt/β－连环素(β－catenin)和细胞外调节蛋白激酶/丝裂原活化蛋白激酶(ERK/MAPK)信号通路在脑源性神经营养因子(BDNF)促进诱导多能干细胞(iPSCs)分化为神经干细胞(NSCs)中的作用及相关机制。
方法iPSCs传代培养、鉴定，BDNF和维甲酸(RA)诱导iPSCs分化为NSCs，流式细胞仪检测巢蛋白(Nestin)阳性细胞率。应用小分子RNA干扰技术(siRNA)分别沉默β－catenin及ERK1/2基因，并将iPSCs分为BDNF组(添加10 μg/L BDNF)、siRNA－ERK/BDNF组(转染siRNA－ERK并添加10 μg/L BDNF)、siRNA－β－catenin/BDNF组(转染siRNA－β－catenin并添加10 μg/L BDNF)及空白对照组分化培养，逆转录聚合酶链反应(RT－PCR)及Western blotting法检测各组Wnt/β－catenin和ERK/MAPK信号通路关键因子β－catenin、ERK1/2及下游转录因子c－fos、c－jun、c－myc的表达。组间两两比较用最小差值显著法进行分析。
结果免疫荧光染色显示iPSCs表达八聚体转录因子(Oct4)、胚胎干细胞转录蛋白(Sox2)及干细胞关键蛋白Nanog等多潜能标志物。流式细胞仪检测显示BDNF诱导iPSCs分化为NSCs的Nestin阳性细胞率为78.7%，而以RA为诱导剂的Nestin阳性细胞率为43.5%，不含诱导剂自然分化的Nestin阳性细胞率仅为7.8%。与对照组相比，BDNF组中β－catenin、ERK1/2、c－fos、c－jun及c－myc的mRNA表达明显上调(t＝2.805、2.318、2.255、1.799、1.582、1.663，均P<0.05)，蛋白表达也明显上调(t＝2.805、2.318、2.255、1.799、1.582、1.663，均P<0.05)。与BDNF组相比，siRNA－ERK/BDNF组中ERK1/2的mRNA及蛋白表达均明显下调(t＝1.917、2.042、1.673、1.540，均P<0.05)，c－fos、c－jun的mRNA及蛋白表达出现部分下调(t＝1.022、0.907、0.848、0.801，均P<0.05)，而β－catenin及c－myc的mRNA及蛋白表达无明显改变(t＝0.216、0.185、0.097、0.112，均P>0.05)；siRNA－β－catenin/BDNF组中β－catenin及c－myc的mRNA及蛋白表达明显下调(t＝3.104、2.774、2.235、1.911，均P<0.05)，而ERK1/2、c－fos及c－jun的mRNA及蛋白表达仅出现部分下调(t＝0.776～1.192，均P<0.05)。
结论BDNF通过激活Wnt/β－catenin和ERK/MAPK信号通路促进iPSCs分化为NSCs，c－fos及c－jun是两条通路共同的核内转录因子，两条通路之间可能存在交互作用。