低強(qiáng)度激光(LLL)對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的生物學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、光生物調(diào)節(jié)(PBM)通過(guò)光線影響內(nèi)源光感受器的活性，激活線粒體逆行信號(hào)傳導(dǎo)途徑改變細(xì)胞增殖和代謝。低水平激光(LLL）是用于光生物調(diào)節(jié)的常見(jiàn)光源。光譜中這個(gè)區(qū)域中的光可以穿透組織且不具有致癌性質(zhì)。低水平激光(LLL)已作為非侵入性物理治療應(yīng)用于臨床，例如骨質(zhì)疏松癥，通過(guò)改變骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的狀態(tài)來(lái)發(fā)揮作用。由于光療法廣泛用于醫(yī)學(xué)，干細(xì)胞療法和光療法的組合似乎是一個(gè)更加明智的選擇。LLL對(duì)人脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(hADSCs)的效應(yīng)機(jī)制仍有待

2、研究。一種可能的機(jī)制是線粒體呼吸鏈中的細(xì)胞色素C氧化酶參與光子吸收。微陣列技術(shù)發(fā)現(xiàn)輻照后涉及能量產(chǎn)生和細(xì)胞抗氧化保護(hù)途徑的基因表達(dá)顯著上調(diào)。
　　在本文的第一部分，評(píng)估了LLL對(duì)細(xì)胞活力，遷移，抗凋亡能力的影響以及探討了相關(guān)機(jī)制。使用MTS測(cè)量細(xì)胞增殖，并通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)(Flow Cytometry,FCM)檢測(cè)細(xì)胞周期。通過(guò)TEM、FCM、QRT-PCR和免疫熒光評(píng)價(jià)LLL對(duì)線粒體生物發(fā)生（分裂和融合）和功能(ATP，ROS，N

3、O)的影響。使用transwell、免疫熒光、ELISA和Westernblot評(píng)估細(xì)胞遷移和細(xì)胞骨架改變（肌動(dòng)蛋白和微管蛋白）。使用流式細(xì)胞術(shù)、免疫熒光和Westernblot評(píng)估細(xì)胞凋亡。研究了低水平激光(LLL)LLL照射1小時(shí)后繼續(xù)培養(yǎng)6小時(shí)或24小時(shí)后MSCs上述各項(xiàng)指標(biāo)的變化。作用機(jī)制包括增殖速率增加介導(dǎo)的S期比例上調(diào);通過(guò)融合（Mfn1，Mfn2和Opa-1）和分裂（Fis1，Drp-1和MTP18）相關(guān)蛋白介導(dǎo)的線粒體生

4、物發(fā)生，以及NRF1，TFAM，PGC-1a表達(dá)上調(diào)和細(xì)胞內(nèi)ROS和NO濃度變化介導(dǎo)的線粒體功能改變;通過(guò)ERK1/2和FAK途徑以及生長(zhǎng)因子如HGF和PDGF的上調(diào)引起細(xì)胞遷移加速;通過(guò)增加Bcl-2和降低Bax蛋白表達(dá)量，或者LLL處理的MSC與5-氟尿嘧啶誘導(dǎo)凋亡的MSC之間形成隧道納米管(TNT)來(lái)抵抗凋亡。
　　MSCs在動(dòng)物模型和臨床上獲得了良好治療效果，對(duì)于MSCs和基于它的產(chǎn)品在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用將會(huì)被持續(xù)探討。MS

5、Cs促進(jìn)組織救援/治療的機(jī)制包括:(1)涉及到蛋白/多肽以及激素分泌的旁分泌作用;(2)通過(guò)隧道納米管或者微囊泡轉(zhuǎn)移線粒體;(3)通過(guò)外泌體exosomes轉(zhuǎn)移RNA等分子。MSC被募集到應(yīng)激或炎癥部位以實(shí)現(xiàn)其修復(fù)功能。MSCs的免疫調(diào)節(jié)不是自發(fā)的，需要“授權(quán)”或激活來(lái)發(fā)揮其免疫抑制作用。MSCs表面表達(dá)Toll樣受體(TLR)，TLR信號(hào)傳導(dǎo)參與MSCs的許可。MSC表面表達(dá)的TLR3和TLR4可分別被雙鏈RNA如polyI∶C和脂多

6、糖LPS所激活。活化TLR4信號(hào)后MSCs會(huì)釋放增強(qiáng)炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子（IL-6，IL-8和TGF-b等）從而極化成MSC1型促炎細(xì)胞，MSC1型細(xì)胞能活化T細(xì)胞;相反，激活TLR3信號(hào)后，MSCs會(huì)產(chǎn)生抑制炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子（IDO，PGE-2，IL-4和IL-1RA）極化成MSC2抑炎細(xì)胞，MSC2型細(xì)胞具有抑制淋巴細(xì)胞增殖的能力。
　　在本文的第二部分，探討了LLL對(duì)TLR4誘導(dǎo)因子LPS介導(dǎo)的MSCs炎癥反應(yīng)的抑制作用。通

7、過(guò)ELISA試劑盒和QRT-PCR評(píng)價(jià)炎性因子表達(dá)和分泌，用CM-H2DCFDA和DAF-FM試劑盒測(cè)量細(xì)胞內(nèi)ROS和NO含量變化，發(fā)現(xiàn)LLL降低LPS誘導(dǎo)MSC中IL-1β，IL-6，IL-8，ROS和NO的分泌。免疫熒光檢測(cè)NF-κB在LLL照射的MSC中核易位相對(duì)于LPS誘導(dǎo)組顯著下降。Western blot分析表明，LLL通過(guò)調(diào)節(jié)p65和IκBα的磷酸化抑制NF-κB的活化。將純化的外周血單核細(xì)胞(PBMC)通過(guò)植物凝集素(P