生物电场诱导表皮干细胞定向迁移的机制.pdfVIP

生物电场对人内皮祖细胞生物学行为的调控及其机制 李力1李文飞2 BrianReid2赵志强2 HaoDo2赵 敏 2蒋建新1 1第三军医大学第三附属医院野战外科研究所创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室 2美国加州大学戴维 斯分校再生医学中心 内皮祖细胞迁移在血管损伤修复及血管新生中发挥着重要作用。对内皮祖细胞生物学行为进行调控 可能对于促进血管损伤修复具有重要意义。生物电场能够诱导成熟内皮细胞及鼠内皮细胞系定向迁移， 然而人原代内皮祖细胞对生物电场的反应如何尚未见报道。基于人原代内皮祖细胞的临床重要性，我们 研究了生物电场对人内皮祖细胞生物学行为的影响。在取自小鼠、大鼠及猴子的主动脉内面损伤处可检 测到显著的内源性电场。自外周血分离而来的人内皮祖细胞表达CD34和KDR，能够结合凝集素，摄取 低密度脂蛋白，并具有克隆形成能力，向VEGF趋化的能力和粘附于纤维连接蛋白的能力。人内皮祖细 胞在生物电场作用下朝阳极一侧定向迁移，其细胞形态沿长轴方向伸长并与电场方向呈平行排列。抑制 VEGFR-2及Src的活性可以显著减弱电场作用下内皮祖细胞定向迁移的能力。上述结果提示生物电场是 调控人内皮祖细胞生物学行为的重要因素。生物电场可能被开发为一种新的治疗手段，通过对内皮祖细 胞生物学行为的调控进而促进血管损伤修复和血管新生。 生物电场诱导表皮干细胞定向迁移的机制 李力顾 玮杜 娟 邓先见 宗兆文王 海 燕 杨策 曾灵 王正国，蒋建新 第三军医大学第三附属医院野战外科研究所创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室 慢性、难愈性创面和溃疡是现代医学面临的一个重要难题，尤其是老年患者和糖尿病患者，其创面 愈合更加困难。成体干细胞具有自我更新能力和分化能力，在维持组织稳态、促进创面修复和组织再生 方面发挥着重要作用。皮肤创面修复需要表皮干细胞向创面中心定向迁移。指导表皮干细胞向创面中心 迁移可能为促进皮肤创面愈合提供新的方法。皮肤创面存在内源性生物电场，其中心为负极。但是，创 面生物电场能否调节表皮干细胞生物学行为目前尚不明确。我们首先观察了调节内源性生物电场的强度 对皮肤创面愈合速度的影响，随后分离、培养、鉴定了表皮干细胞并观察了其趋电性。我们发现大鼠皮 肤创面存在显著的外向性电流，且增强该电流可促进创面愈合的速度；体外培养的表皮干细胞具有显著 的趋电性，而细胞骨架蛋白F-actin在胞内的不对称分布发挥着重要作用；表皮干细胞表面的表皮生长 因子受体是细胞感受电刺激的重要分子；细胞外调节激酶(ERK1/2)信号通路及磷脂酰肌醇3激酶/蛋 白激酶B（PI3K/AKT）信号通路是表皮干细胞趋电反应的重要机制。生物电场可能被开发为一种新的 促进皮肤创面愈合的治疗手段。