廣州健康院揭示靜磁場調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞增殖的信號傳導(dǎo)機(jī)制

　　中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉晶研究員課題組通過在140mT的靜磁場環(huán)境下培養(yǎng)人臍帶來源間充質(zhì)干細(xì)胞（hUCMSCs），發(fā)現(xiàn)靜磁場通過調(diào)控MAPK信號通路中的ERK和JNK蛋白磷酸化介導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞增殖，且T型鈣離子通道是響應(yīng)磁場信號的重要感應(yīng)器。相關(guān)工作近日在科學(xué)期刊Cells上以Static Magnetic Fields Regulate T-Type Calcium Ion Channels and Mediate Mesenchymal Stem Cells Proliferation為題發(fā)表。

　　磁場被廣泛應(yīng)用于物理療法，如輔助治療骨疾病、高血壓、糖尿病等。在細(xì)胞層面，靜磁場被報道可以影響細(xì)胞形態(tài)、增殖、凋亡等行為和功能，其具體生物學(xué)效應(yīng)受磁場強(qiáng)度、曝磁時間、細(xì)胞類型和細(xì)胞密度等實(shí)驗(yàn)條件的影響，然而靜磁場作用于間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)及其相關(guān)機(jī)制還鮮有研究。

　　劉晶課題組通過在140mT的靜磁場環(huán)境培養(yǎng)hUCMSCs，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞的增殖速率隨磁場強(qiáng)度和磁暴時間的增加而提升的表型。課題組深入探究其信號傳導(dǎo)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)靜磁場通過調(diào)控MAPK信號通路介導(dǎo)細(xì)胞增殖，且MAPK信號通路中ERK和JNK的磷酸化表達(dá)隨磁場時間變化呈現(xiàn)周期性震蕩。通過電致變色染料檢測實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，30分鐘140mT的靜磁場刺激導(dǎo)致hUCMSCs去極化（即膜電勢差降低），證明去極化在增殖過程中起到關(guān)鍵作用。課題組進(jìn)一步通過抑制T型鈣離子通道，發(fā)現(xiàn)磁場失去了調(diào)控hUCMSCs增殖的能力，證實(shí)T型鈣離子通道是hUCMSCs響應(yīng)靜磁場信號的重要感應(yīng)器。本研究為揭示靜磁場的臨床應(yīng)用提供了重要的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)。

　　本項(xiàng)研究的合作單位為廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院。廣州健康院博士吳昊凱鋒和博士研究生李闖為該研究論文的共同第一作者。廣州健康院劉晶研究員和廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院秦大江研究員為共同通訊作者。該研究獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃基金、國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、廣州市科技計劃和生物島前沿研究項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)支持。

　　靜磁場調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞增殖信號傳導(dǎo)模式圖

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