红景天苷诱导间充质干细胞向神经细胞分化的作用及分子机制

神经系统疾病是人类面临的重大疾病之一，利用干细胞修复损伤神经的功能是目前医学界不断追求之目标。本研究是基于传统藏药红景天具有强抗氧化性和保护神经功能的特性以及前期研究结果而提出的。利用红景天有效成分红景天苷单体诱导骨髓间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）向神经细胞定向分化，采用细胞、分子生物学技术研究分化的神经样细胞表达神经递质、神经营养因子的水平，量效关系以及细胞电生理特性；探讨红景天苷生物学信号传导的级联反应过程、信号传导途径的相互关联以及它们对MSCs定向分化产生的影响，揭示红景天苷诱导MSCs分化的分子机制，为红景天苷用于干细胞定向分化的基础研究和干细胞修复神经损伤的临床应用提供新的思路和方法奠定基础；同时，为今后进一步筛选高效中药单体作为干细胞向神经细胞定向分化的诱导剂提供科学依据。本项目具有重要的理论意义和临床应用价值。

神经系统性疾病是目前神经科学领域研究的热点，干细胞对治疗神经损伤具有巨大的应用价值。目前使用的干细胞化学诱导剂均有一定毒性，而神经相关生长因子价格昂贵，这些因素均制约其在临床的应用。传统中药在神经系统损伤治疗中有其独特的优势，红景天有效成分红景天苷具有营养神经和神经保护功能，基于以上原因，本项目利用红景天苷研究其对骨髓间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）向神经细胞定向分化的作用及分子机制。.红景天苷作为MSCs诱导剂，运用MTT法检测红景天苷对MSCs增殖的影响；细胞免疫荧光化学方法、Real time-PCR和Western blot方法分别检测红景天苷对神经元细胞标志分子NSE、MAP2、β-tubulin III表达影响的剂量-时间效应关系；ELISA方法、细胞免疫荧光化学方法、Real time-PCR和Western blot方法，探讨红景天苷对MSCs表达、分泌神经相关生长因子、多巴胺能和乙酰胆碱能神经元细胞分化的影响；运用Wnt/β-catenin信号通路、IP3k/Akt/mTOR信号通路、BMP/Smad信号通路、Notch信号通路和Ca2+/CaM信号特异性阻断剂，研究红景天苷诱导MSCs向神经元细胞定向分化的分子机制。.结果显示，红景天苷能显著上调MSCs表达NSE、MAP2和β-tubulin III的水平，且表达水平具有剂量依赖性效应；同时能诱导MSCs表达多巴胺能和乙酰胆碱能神经元细胞的标志分子多巴脱羧酶(Dopa decarboxylase, DDC)、多巴胺-β-羟化酶（Dopamine-beta-hydroxy, DBH)、酪氨酸羟化酶( Tyrosine hydroxylase , TH) 和乙酰胆碱（Acetylcholine, Ach）的表达，促进多巴胺（DA）和Ach分泌。红景天苷通过激活Wnt/β-catenin信号通路、IP3k/Akt/mTOR信号通路和BMP/Smad信号通路，抑制Notch信号通路和Ca2+/CaM信号通路，促进MSCs向神经元细胞定向。.本项目首次证明并系统研究了红景天苷能促进MSCs向神经元细胞定向分化的作用及其分化的分子机制，该结果对临床治疗神经损伤的再生修复具有潜在的应用价值，同时为进一步筛选高效的MSCs中药单体诱导剂，具有重要的指导理论意义。