鹿胸腺素β10在鹿茸生长和再生过程中作为血管生成和软骨形成的新型因子

背景：鹿茸是唯一已知的具有血管化软骨并能完全再生的哺乳动物器官。鹿茸作为基于哺乳动物干细胞的再生模型具有真正意义，尤其与软骨形成、血管生成和再生医学领域相关。最近研究发现胸腺素β10（TMSB10）在生长中的鹿茸生长中心高表达。本研究报道了鹿TMSB10的表达、功能和分子相互作用。方法：检测了鹿茸生长中心组织和细胞中TMSB10的表达水平。评估了外源性（合成蛋白）和内源性鹿TMSB10（慢病毒过表达）对鹿茸骨膜细胞（APCs；未激活的鹿茸干细胞，无TMSB10基础表达）和人脐静脉内皮细胞（HUVECs；无TMSB10基础表达的内皮细胞）的影响，以确定TMSB10是否在软骨形成和血管生成中发挥作用。分别使用动物模型和分子动力学模拟确定了鹿和人TMSB10在血管生成和分子结构上的差异。还探讨了鹿TMSB10促进血管生成的分子机制。结果：鹿TMSB10在体外和体内被鉴定为一种新型促血管生成因子。免疫组织化学显示TMSB10在鹿茸生长中心原位广泛表达，在储备间充质、前软骨和过渡区表达最高。使用鹿细胞系的Western blot分析进一步支持了这一结果。外源性和内源性鹿TMSB10均显著降低APCs的增殖（P<0.05），同时增加HUVECs的增殖（P<0.05）。此外，鹿TMSB10增强了微团培养中的软骨形成和背根神经节模型评估的神经生长（P<0.05）。鹿TMSB10在鸡胚绒毛尿囊膜、管形成和主动脉弓实验中具有促血管生成作用。在分子水平上，内源性鹿TMSB10上调了HUVECs中血管内皮生长因子（VEGF）、VEGF-B、VEGF-C和VEGF-D，以及VEGFR2和VEGFR3的表达（P<0.05）。结论：鹿TMSB10与人TMSB10相比，被鉴定为血管生成、软骨形成和神经生长的新型刺激因子，这可以理解，因为鹿茸（可以说是哺乳动物中生长最快的组织）在快速生长和再生期间可能需要这种额外的促进。电子补充材料：本文在线版本（10.1186/s13287-018-0917-y）包含补充材料，可供授权用户使用。关键词：胸腺素β10，鹿茸，干细胞，血管生成，血管，软骨