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        Raybiotech 抗體芯片在系統性紅斑狼瘡細胞衰老研究上的應用

        發布日期:2018-01-22

        雜志名稱:ARTHRITIS & RHEUMATOLOGY


        文獻題目:Leptin and Neutrophil-Activating Peptide 2Promote Mesenchymal Stem Cell Senescence Through Activation of the Phosphatidylinositol3-Kinase/Akt Pathway in Patients With SystemicLupus Erythematosus


        第一作者:Haifeng Chen


        作者單位:The Affiliated Drum Tower Hospital of Nanjing University Medical School, Nanjing, China


        本實驗所用產品:Raybiotech人 AAH-CYT-G5 抗體芯片


        實驗樣品:血清


        研究背景:

        細胞衰老(cell aging)是指細胞在執行生命活動過程中,隨著時間的推移,細胞增殖與分化能力和生理功能逐漸發生衰退的變化過程。細胞的生命歷程都要經過未分化、分化、生長、成熟、衰老和死亡幾個階段。衰老死亡的細胞被機體的免疫系統清除,同時新生的細胞也不斷從相應的組織器官生成,以彌補衰老死亡的細胞。細胞衰老死亡與新生細胞生長的動態平衡時維持機體正常生命活動的基礎。多種類型的環境壓力可以誘導細胞發生衰老,包括氧化應激、致癌基因活化,缺乏營養或生長因子等。已有研究也表明IL-8NAP-2CXCR2可以顯著增強細胞衰老,此外研究還表明該現象與JAK/STAT,Ras/Raf/MEK/ERK, NF-kB, PI3K/Akt 信號通路有關。間充質干細胞(MSC)是具有多分化潛能的成纖維細胞樣粘附細胞以及有效的免疫調節細胞。已經研究顯示來自患有系統性紅斑狼瘡(SLE)的患者的MSC表現出功能不足,并且不能有效抑制TB淋巴細胞反應。相應地,同種異體MSC移植而不是自體狼瘡MSC的移植可以改善疾病并減少蛋白尿。而來自SLE患者的骨髓來源的MSCBM-MSC)的細胞凋亡和衰老增加,但潛在的機制仍不清楚。但根據已有的研究可知該現象與微環境有重要聯系,本研究旨在研究該潛在機制。



        1 分組

        SLS患者血清(n=5)、正常人血清(n=3)


        2 結果

        2.1  SLE患者血清能刺激MSCs衰老

        為了檢驗SLE患者中分離的MSCs的衰老狀態,檢測了SA β-gal及p53\p21表達水平。結果表明SLE患者中的SA β-gal表達量比正常對照組明顯升高。SLE患者的MSCs P53\p21的mRNA及蛋白水平都比正常對照組高,證明SLE患者的MSCs衰老水平比正常人高。臍帶分離的MSCs(UC-MSCs)在功能及表象上與正常人MSCs相似,選取其SLE患者血清微環境研究對象。用正常人血清與SLE患者血清,分別對UC-MSCs進行培養,結果表明用SLE患者血清培養的MSCs其的SA β-gal表達量、P53\p21的mRNA及蛋白水平都比正常人血清培養的對照組高,結果表明SLE血清能夠在體外促進MSCs衰老,且在SLE病人中MSCs衰老中起關鍵作用。

           

        2.2  SLE血清引起的MSCs衰老涉及到PI3K/AKT信號通路

        JAK/STAT,Ras/Raf/MEK/ERK,NF-kB以及PI3K/AKT信號通路都被匯報與細胞衰老有關,而本研究中WB結果表明STAT-1,STAT-5,Akt,MEK,ERK-1/2的磷酸化水平都在用SLE患者血清處理后表達量上升,但STAT-3,Ras以及NF-KB的磷酸化水平卻沒有改變,結果表明本研究中與細胞衰老相關的通路可能為JAK/(STAT-1 and STAT-5),MEK/ERK或PI3K/Akt。為了明確具體涉及的信號通路,接下來用MEK/ERK抑制劑PD98059,JAK/STAT抑制劑AG490,以及PI3K/AKT抑制劑LY294002在用SLE患者血清處理前分別處理細胞。結果表明LY294002處理后SA β-gal陽性表達細胞數量減少,p53/p21 mRNA及蛋白表達水平下降,而用PD98059及AG490處理的細胞則沒有明顯變化,進一步說明SLE血清引起的MSCs衰老是通過PI3K/AKT信號通路進行的。


        2.3 抗體芯片篩選血清微環境中差異蛋白

        為了研究SLE血清中引起MSCs衰老的因子,選用Raybiotech AAH-CYT-G5 檢測80個人細胞因子的抗體芯片對5個SLS患者血清以及3個正常人血清進行檢測,其中SLE血清中有12個蛋白比正常人血清表達量高且有顯著性差異,其中差異最大的是leptin和NAP-2,為了驗證該差異蛋白,選取24個SLE與12個正常血清進行ELISA驗證,驗證結果與抗體芯片結果相符。

         

        2.4  反向驗證leptinNAP-2作用

        為了驗證leptin及NAP-2蛋白在SLE患者血清中的作用,實驗中加入leptin和NAP-2的中和性抗體到SLE患者血清培養的的UC-MSCs。結果表明不管是加入leptin或者是NAP-2的中和性抗體后SLE血清引起的UC-MSCs衰老現象減少,SA β-gal陽性細胞數量及p53/p21的mRNA及蛋白表達水平都顯著下調。


        2.5   leptinNAP-2引起的MSC衰老是通過PI3KAkt信號通路進行

        阻斷leptin及NAP-2后可以減少SLE血清引起的MSCs衰老,但其具體分子機制仍為清楚,下一步進行深入研究。實驗結果表明UC-MSCs都有表達leptin受體及NAP-2受體CXCR2,但用正常人血清與SLE血清處理后的UC-MSCs表達量不同。單獨用leptin或NAP-2刺激細胞其SA β-gal陽性細胞數量及p53/p21的mRNA及蛋白表達水平都表現上調,而兩者共同刺激后這種現象更為顯著。為了確定PI3K/Akt信號通路與leptin及NAP-2有關,WB檢測Akt磷酸化水平與leptin及NAP-2有劑量效應關系,用PI3K/Akt抑制劑LY294002處理后,leptin及NAP-2引起的細胞衰老減少,p53/p21的mRNA及蛋白表達水平都表現下調。結果表明leptin、NAP-2引起的MSCs衰老現象是通過活化PI3K/AKT信號通路實現的。


        3 結論

        本研究通過SLE血清與正常人血清培養MSCs細胞,發現兩種血清培養的細胞細胞衰老情況顯著不同,其中血清中的微環境尤為重要,用Raybiotech的抗體芯片發現leptin及NAP-2兩個關鍵因子,并發現leptin及NAP-2促進MSCs衰老是通過PI3K/Akt信號通路實現的,而阻斷leptin或NAP-2能夠有助于恢復SLE患者的BM-MSC的功能,從而在SLE治療中起作用,意義重大,Raybiotech的蛋白芯片在該研究中起關鍵作用。



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