小小細(xì)胞神通大-間充質(zhì)干細(xì)胞

作為一種多能干細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)具有自我更新和多向分化的能力，臨床應(yīng)用廣泛。今天，小編就和大家分享一篇發(fā)表在The Journal of Clinical Investigation的文章，見識下小小細(xì)胞的神通。

思維路線：

結(jié)果：
1. 來自于肌腱末端病的 AS （強(qiáng)直性脊柱炎）MSCs表現(xiàn)出獨立于Runt相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子2的礦化加速作用
MSC具有自我更新并分化為多個間充質(zhì)譜系包括成骨細(xì)胞，脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的能力。建立來自3名有肌腱末端病的AS患者M(jìn)SC細(xì)胞（AS MSC）的離體培養(yǎng)模型，鈣沉積和磷酸鹽染色結(jié)果顯示有增加的礦化率。Wnt 和BMP通路均未加速礦化，盡管Runx2表達(dá)在AS和對照組MSC之間無差別。敲低Runx2不影響礦化。成骨誘導(dǎo)后，Runx2下游成骨細(xì)胞標(biāo)志物C在AS MS的表達(dá)不高。獨立于Runx2的礦化加速作用可能有助于AS的病理表型。

2.TNAP的表達(dá)增強(qiáng)對于AS MSC中異常礦化至關(guān)重要
分析成骨誘導(dǎo)第0、3和7天時兩組的基因表達(dá)，建立骨生成途徑中的基因網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)組織非特異性堿性磷酸酶（TNAP）表達(dá)和堿性磷酸酶（ALP）活性的升高與AS MSC中加速的礦化密切相關(guān)。TNAP抑制劑可有效阻斷AS MSC中加速的礦化，當(dāng)TNAP的表達(dá)被沉默時觀察到現(xiàn)象，TNAP過表達(dá)增強(qiáng)礦化。

3. 阻滯TNAP抑制了NOD-SCID小鼠中AS MSC所誘導(dǎo)的新骨形成
建立了一個基于AS MSC的體內(nèi)疾病模型模仿病理性骨質(zhì)形成，用于檢測TNAP抑制劑的治療潛力。NOD-SCID小鼠植入AS MSC有新骨形成，間充質(zhì)干細(xì)胞與宿主骨形成骨樣橋接，TNAP沉默時這種效應(yīng)被阻斷，口服TNAP抑制劑也有此現(xiàn)象。

4. AS患者BMSC和血清中的TNAP明顯升高，血清骨特異性TNAP水平與AS患者的放射學(xué)嚴(yán)重程度相關(guān)
AS患者的BMSC中TNAP表達(dá)增加，大多數(shù)TNAP陽性細(xì)胞是單核細(xì)胞（CD68 +）或骨髓（髓過氧化物酶陽性）譜系，或是MSCs（CD44 +）。AS患者的血清骨特異性TNAP（BAP）高于健康對照組，BAP水平和放射嚴(yán)重程度存在正相關(guān)。血清BAP水平可能是預(yù)后的生物標(biāo)志物

5.轉(zhuǎn)錄因子RARB的上調(diào)促進(jìn)了AS MSC中TNAP的表達(dá)
分析上調(diào)MSC中TNAP的調(diào)控機(jī)制，使用轉(zhuǎn)錄類別分析了微陣列數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)36個差異表達(dá)基因，只有（RARB）在成骨誘導(dǎo)下AS MSCs中的表達(dá)增加。在MSCs中敲除RARB后，TNAP表達(dá)和ALP活性降低。RARB敲除可抑制AS MSCs中增強(qiáng)的礦化作用。

6.HLA-B27介導(dǎo)AS MSC中 RARB / TNAP軸的上調(diào)
敲除AS MSC中的HLA-B抑制增強(qiáng)的礦化，伴隨著RARB和TNAP的表達(dá)減少。HLA-B27過表達(dá)誘導(dǎo)礦化作用增強(qiáng)，增加RARB和TNAP水平。

7.HLA-B27介導(dǎo)的p-IRE1 / sXBP1途徑的激活上調(diào)AS MSC中的RARB / TNAP軸
檢測HLA-B27錯折疊和UPR途徑是否參與AS MSC中RARB / TNAP軸的上調(diào)。AS MSC中有二硫鍵連接的HLA-B27 HC二聚體（錯折疊）和HLA-B27 HC單體（未折疊）。HC10反應(yīng)性與UPR相關(guān)，在AS MSC中觀察到升高的ATF4和sXBP1表達(dá)。由于ATF4是PERK的下游目標(biāo)，AS MSCs的礦化作用增強(qiáng)不受PERK抑制劑的影響。磷酸化的IRE1（p-IRE1）催化從未剪接的XBP1（uXBP1）mRNA中去除內(nèi)含子，從而在XBP1編碼序列中移碼為更具轉(zhuǎn)錄活性的sXBP1。與對照組相比，AS MSC中p-IRE1 / sXBP1的表達(dá)升高，在HLA-B敲低后表達(dá)降低，HLA-B27過表達(dá)則增強(qiáng)表達(dá)。這些數(shù)據(jù)表明，p-IRE1 / sXBP1軸是HLA-B27的下游靶點。ChIP分析進(jìn)一步揭示XBP1與RARB啟動子結(jié)合，敲除XBP1降低了RARB / TNAP的表達(dá)，廢除了AS MSC的礦化作用。

總結(jié)：AS MSC中的p-IRE1 / sXBP1 / RARB /TNAP途徑的激活在脊柱強(qiáng)直中發(fā)揮重要作用。