丹参酮IIA和黄芪甲苷IV通过上调Cx37、Cx40和Cx43促进间充质干细胞来源的内皮样细胞的血管生成

Tanshinone IIA and Astragaloside IV promote the angiogenesis of mesenchymal stem cell-derived endothelial cell-like cells via upregulation of Cx37, Cx40 and Cx43.

作者信息Zhe Li, Sha Zhang, Liang Cao, Wei Li, Yu-Chen Ye, Zi-Xuan Shi, Zong-Ren Wang, Lian-Xu Sun, Jia-Wei Wang, Lin-Tao Jia, Wen Wang
PMID29434774
发布时间2018-02
DOI10.3892/etm.2017.5636

实验完整度

包含体外细胞实验,涉及细胞分化、增殖、管形成、基因和蛋白表达及功能检测,但缺乏体内实验和机制干预验证。

主要模型

MSC来源的内皮样细胞(大鼠)

重点核对

MSC分离自4-7天龄SD大鼠股骨和胫骨,第3代用于实验 内皮样细胞诱导:VEGF 10 ng/ml和bFGF 2 ng/ml处理14天 药物处理:Tan IIA 0.2 µg/ml,AGS-IV 0.4 µg/ml,联合处理72小时 管形成实验:EC样细胞接种于Matrigel基质,5×10^4细胞/孔,培养6小时 统计设计:每组重复三次,数据以mean±SD表示,P<0.05

摘要

丹参酮IIA(Tan IIA)和黄芪甲苷IV(AGS-IV)在中国古代被用作冠状动脉心脏病(CHDs)的治疗药物。然而,介导Tan IIA和AGS-IV在血管生成中作用的潜在机制仍不清楚。在本研究中,间充质干细胞(MSCs)在体外被诱导分化为内皮细胞(EC)样细胞,并评估了Tan IIA和/或AGS-IV对这些细胞功能的影响,包括细胞增殖和管形成。与单药组(仅Tan IIA或AGS-IV)相比,联合用药(Tan IIA和AGS-IV)处理显著增强了EC样细胞的增殖和管形成能力。此外,与单药组相比,联合用药组中连接蛋白37(Cx37)、Cx40和Cx43的表达显著增加。此外,在联合用药组中观察到增强的间隙连接细胞间通讯(GJIC),这通过划痕负载染料转移实验中染料转移的增加得以证实。总之,Tan IIA和AGS-IV可能通过上调Cx37、Cx40和Cx43的表达并增强GJIC功能来促进EC样细胞的血管生成。本研究结果可能为Tan IIA和AGS-IV作为CHDs治疗的临床应用提供实验依据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探讨丹参酮IIA和黄芪甲苷IV联合用药是否通过调控连接蛋白表达和间隙连接功能影响间充质干细胞来源的内皮样细胞血管生成
核心机制
Tan IIA和AGS-IV可能通过上调Cx37、Cx40和Cx43的表达并增强GJIC功能来促进血管生成
主要证据
体外实验显示联合用药显著增强EC样细胞增殖和管形成,并上调Cx37、Cx40和Cx43的mRNA和蛋白水平,划痕负载染料转移实验显示GJIC增强
研究意义
为传统药物联合用于细胞治疗冠心病以促进血供重建提供初步实验依据

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

MSC分离培养与鉴定

获取并确认具有间充质干细胞特性的细胞

从4-7天龄SD大鼠股骨和胫骨分离MSC,培养至第3代,通过流式细胞术检测表面标志物CD44、CD29、CD90阳性,CD34、CD45阴性

2

诱导MSC分化为内皮样细胞

建立内皮样细胞模型以模拟血管生成相关研究

将MSC在含VEGF和bFGF的培养基中诱导14天,通过形态学变化和Factor VIII免疫组化验证

3

检测药物对细胞增殖的影响

评估Tan IIA和AGS-IV单独或联合处理对内皮样细胞增殖的影响

使用MTT法和细胞周期分析检测不同药物处理后的细胞增殖能力

4

管形成实验评估血管生成能力

检测药物处理对内皮样细胞体外管形成能力的影响

将药物处理后的EC样细胞接种于Matrigel基质,观察管形成情况

5

检测Cx37、Cx40和Cx43的表达

探讨药物对间隙连接蛋白表达的影响

通过RT-qPCR和Western blot检测药物处理后Cx37、Cx40和Cx43的mRNA和蛋白水平

6

划痕负载染料转移实验

评估药物处理对GJIC功能的影响

在细胞单层上划痕,加入Lucifer yellow,检测染料扩散距离

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
丹参酮IIANational Institutes for Food and Drug Control--
黄芪甲苷IVNational Institutes for Food and Drug Control--
二甲基亚砜----
DMEM/F-12培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
胎牛血清----
DMEM培养基Hyclone; GE Healthcare Life Sciences--
血管内皮生长因子SinoBiological, Inc.--
碱性成纤维细胞生长因子SinoBiological, Inc.--
抗CD34-FITC抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.11-0341-81
抗CD44-FITC抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.11-0441-82
抗CD45-FITC抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.11-0452-82
抗CD29-FITC抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.11-0291-82
抗CD90-FITC抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.11-0900-81
IgG抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.11-4614-80
碘化丙啶----
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
过氧化氢----
Triton X-100----
山羊血清Beyotime Institute of Biotechnology--
抗Factor VIII抗体BIOSSbs-0434R
生物素化山羊抗兔IgGWuhan Boster Biological Technology, Ltd.BA1006
链霉亲和素-生物素复合物Wuhan Boster Biological Technology, Ltd.--
中性树胶Origene Technologies, Inc.--
倒置显微镜Olympus Corp.--
RNA酶Abcamab14085
碘化丙啶Abcamab14085
MTTSigma Aldrich; Merck KGaA--
酶标仪Bio-Rad Laboratories, Inc.168-1000XC
Matrigel基质胶BD Biosciences--
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
逆转录试剂盒Beijing TransGen Biotech Co., Ltd.--
SYBR Premix EX Taq试剂盒Takara Biotechnology Co., Ltd.--
CFX96实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
抗Cx37抗体Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.40-4300
抗Cx40抗体Abcamab183648
抗Cx43抗体Cell Signaling Technology3512
抗tubulin抗体HuaBioEM0103
IRDye 800山羊抗兔IgGRockland, Inc.611-132-122
Odyssey红外扫描系统LI-COR Biosciences--
荧光黄Thermo Fisher Scientific, Inc.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
MSC分离培养与鉴定
SD大鼠的周龄、性别、数量,培养条件,流式抗体稀释度和孵育时间
阅读提示:材料与方法:分离培养MSCs;图1
诱导MSC分化为内皮样细胞
VEGF和bFGF的浓度,诱导时间,换液周期
阅读提示:材料与方法:诱导EC样细胞;图1
药物处理
Tan IIA和AGS-IV的浓度,处理时间,溶剂DMSO浓度
阅读提示:材料与方法:药理试剂;图2图例
细胞增殖检测
细胞接种密度,药物处理时间,MTT浓度和孵育时间,检测波长
阅读提示:材料与方法:MTT试验;图2
管形成实验
Matrigel体积,细胞接种密度,培养时间
阅读提示:材料与方法:体外管形成实验;图2
Cx37、Cx40和Cx43表达检测
药物处理时间,RT-qPCR引物和条件,Western blot抗体稀释度
阅读提示:材料与方法:RT-qPCR和Western blot;图3
GJIC功能检测
划痕方式,Lucifer yellow浓度,孵育时间,固定方法
阅读提示:材料与方法:划痕负载染料转移实验;图4