Nrf2/HO-1信号通路在人诱导性多能干细胞氧化应激中的作用

作者：李孟心; 张枫惠; 韩高链; 郑腾飞; 郭丽荣; 秦健; 张世强; 杜荣^*

来源：中国生物化学与分子生物学报, 2019, 35(07): 794-802.

DOI：10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.14

• 人诱导性多能干细胞
• 过氧化氢
• 氧化应激
• Nrf2/HO-1信号通路

氧化应激是诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)在培养和应用中遇到的一个关键问题,探讨其作用机制具有重要的理论和实践意义。目前有关iPSC氧化应激的研究相对较少,Nrf2/HO-1信号通路在其中的作用尚不明了。因此,本研究以不同浓度的H2O2(100、200、300、400μmol/L)处理人iPSC(hiPSC),分别在4 h和24 h于倒置显微镜下观察hiPSC及其饲养层细胞SNL氧化损伤的程度,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AP)试剂盒和超氧化物阴离子荧光探针,分别检测hiPSC多能性和细胞活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平,并通过qRT-PCR检测H2O2处理4 h后早期应激状态下Nrf2和HO-1 mRNA的表达水平,免疫细胞化学和Western印迹检测p-Nrf2和HO-1蛋白质的表达量。结果表明:hiPSC和SNL细胞的ROS水平呈H2O2剂量依赖性升高。除了100μmol/L H2O2组hiPSC的细胞形态和多能性保持较好外,其余浓度H2O2均导致hiPSC出现不同程度损伤和死亡。但与SNL细胞相比,hiPSC中ROS水平相对较低,细胞状态也相对较好。SNL细胞中Nrf2和HO-1 mRNA表达的变化幅度与H2O2浓度呈线性相关,而hiPSC中Nrf2和HO-1表达的变化幅度与H2O2浓度之间并未呈现线性相关,其中Nrf2在100μmol/L H2O2组表达量最高,而HO-1在200μmol/L H2O2组表达量最高,意味着hiPSC氧化应激调控机制的复杂性。综上结果表明,hiPSC具有较好的抗氧化能力,其相关机制与Nrf2/HO-1信号通路有关,同时也可能涉及到其它相关通路的交互作用。

• 单位
  山西农业大学; 生命科学学院; 动物科技学院