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目的: 通过探讨随年龄增长小鼠胸腺内细胞增殖、凋亡的动态变化趋势,以及在此过程中Wnt4信号的变化,并研究增强Wnt4信号对体外培养的胸腺上皮细胞增殖和凋亡的影响,进而了解Wnt4信号在胸腺增龄性萎缩过程中的分子调节机制。为进一步认识胸腺与老化,提高老龄人口健康水平提供科学的理论依据。 方法 1、小鼠自然老化模型 购买时1月龄C57BL/6小鼠,按照实验设计饲养到不同月龄,每组6~8只,雌雄各半。所有小鼠均在中国医科大学附属盛京医院实验研究中心动物部SPF级室饲养。 2、分离纯化胸腺细胞和基质细胞 (1)将胸腺组织在无菌PBS中漂洗几遍,然后用含胶原酶Ⅱ,胰酶和DNaseⅠ酶的消化液37℃消化30min。 (2)细胞悬液首先与偶联有小鼠CD45抗体的磁珠(Miltenyi)进行孵育,然后经有磁性的LS柱吸附,最后用MACSbuffer洗脱。CD45为淋巴细胞特异性表达,因此阴性分选到的是胸腺基质细胞,而阳性吸附的则为胸腺细胞。 3、检测不同年龄阶段TECs和各胸腺细胞亚群的增殖和凋亡水平 (1)增殖水平的测定:C57BL/6小鼠腹腔注射Edu。24h后收集胸腺组织并制备单细胞悬液,然后进行磁珠分选。按照实验设计,胸腺细胞进行CD4和CD8抗体标记,胸腺基质细胞进行EpCAM1抗体标记。然后按照Edu检测试剂盒进行细胞增殖检测。 (2)凋亡分析:首先使用磁珠分选法分离纯化TSCs和胸腺细胞,进行细胞表面抗体标记后按照细胞凋亡检测试剂盒说明进行AnnexinⅤ-FITC荧光标记,同时PI标记用于去除死细胞。 4、检测不同年龄TSCs和胸腺细胞Wnt4信号相关基因表达水平 分离不同年龄阶段TSCs和胸腺细胞后用TRIzol试剂提取出总RNA,然后反转录合成cDNA。进行实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitate realtime-PCR),检测随年龄增长,TSCs和胸腺细胞中Wnt4、FoxN1、Bcl-xL基因表达水平的变化。 5、检测外源Wnt4信号对MTEC1细胞增殖和凋亡的影响 (1)凋亡影响:对照组(仅细胞培养液);Dex实验组;Dex+Wnt4实验组。培养48h后,AnnexinⅤ法检测各组MTEC1细胞凋亡水平。 (2)增殖影响:MTEC1细胞分别用LiCl刺激(24h)或外源重组Wnt4蛋白刺激(16h),Edu法测细胞增殖变化。 结果: 1、随年龄增长,胸腺老化的表现以及Wnt4信号的变化 随年龄增长,胸腺体积逐渐缩小;胸腺内各种细胞数量(包括胸腺总细胞数,TECs数,胸腺细胞总数以及CD4、CD8、DN、DP亚群细胞数)也随年龄增长而明显减少。同时随年龄增长,TSCs和胸腺细胞中Wnt4信号相关基因Wnt4、FoxN1和Bcl-xL表达量都有所下降。并且在胸腺中Wnt4蛋白主要是由TSCs所分泌的。 2、随年龄增长,TECs和各胸腺细胞亚群增殖及凋亡水平的变化 Edu检测结果表明随年龄增长,TECs和各胸腺细胞亚群的增殖水平持续下降。另外,细胞凋亡检测结果表明老年小鼠胸腺内各种细胞(包括TECs、CD4、CD8、DP、DN、ETP)的凋亡比例都明显增高。 3、外源性Wnt4信号对MTEC1细胞增殖和凋亡的影响 (1)相比较对照组,Dex作用下MTEC1细胞凋亡比例增加,而在同时添加Dex和外源Wnt4蛋白的培养液中,MTEC1细胞凋亡比例可维持在正常水平,说明外源性Wnt4信号能有效的减轻Dex对MTEC1细胞的凋亡诱导作用。 (2)通过体外添加LiCl和外源Wnt4蛋白的方法激活Wnt4信号,流式分析结果显示MTEC1细胞增殖比例增加约10%。可见,激活Wnt4信号能够有效的促进MTEC1细胞的增殖。 结论: 在胸腺增龄性萎缩过程中,Wnt4信号的改变是引起细胞增殖和凋亡失衡的一个原因。Wnt4信号能有效的促进细胞增殖和抑制细胞凋亡,而随年龄增长,胸腙内细胞分泌Wnt4蛋白能力下降,影响下游靶基因FoxN1和Bcl-xL的表达,引起胸腺上皮细胞和胸腺细胞的增殖能力下降,凋亡水平升高,胸腺微环境被破坏,孵育T细胞的能力下降,最终导致胸腺增龄性萎缩。