小鼠骨髓间充质干细胞通过JAK2/STAT3信号通路对成纤维细胞增殖和胶原表达水平的影响

doi:10.13481/j.1671-587X.20250206

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨骨髓间充质干细胞（BMSCs）对L929细胞增殖和其胶原表达水平的影响，阐明其相关作用机制。方法提取4周龄C57BL/6小鼠的BMSCs。采用免疫荧光染色鉴定BMSCs的表型。将L929细胞分为对照组（L929细胞）、共培养组（L929细胞与BMSCs）、Janus激酶（JAK）抑制剂WP1066组（WP1066处理L929细胞与BMSCs）和二甲基亚砜（DMSO）组（DMSO处理L929细胞与BMSCs）。细胞计数试剂盒8（CCK-8）法检测不同时间点各组L929细胞增殖活性，Western blotting法检测各组L929细胞中Ⅰ型胶原蛋白（ColⅠ）和Ⅲ型胶原蛋白（ColⅢ）表达水平，免疫荧光染色法检测各组L929细胞中ColⅠ和ColⅢ蛋白表达。结果 BMSCs表面抗原（SA）荧光检测，BMSCs表达表面标志物CD29+、CD45-、CD90+和CD105+。CCK-8法检测，与对照组比较，共培养组L929细胞增殖活性明显升高（P<0.01），DMSO组L929细胞增殖活性明显升高（P<0.01）；与共培养组比较，WP1066组L929细胞增殖活性明显降低（P<0.01）。Western blotting法检测，与对照组比较，共培养组和DMSO组L929细胞中ColⅠ及ColⅢ蛋白表达水平明显升高（P<0.01）；与共培养组比较，WP1066组L929细胞中ColⅠ和ColⅢ蛋白表达水平明显降低（P<0.01）；与DMSO组比较，WP1066组L929细胞中ColⅠ和ColⅢ蛋白表达水平明显降低（P<0.01）。免疫荧光染色法检测，与对照组比较，共培养组和DMSO组L929细胞中ColⅠ及ColⅢ荧光强度明显升高（P<0.01）；与共培养组比较，WP1066组L929细胞中ColⅠ和ColⅢ荧光强度明显降低（P<0.01）；与DMSO组比较，WP1066组L929细胞中ColⅠ和ColⅢ荧光强度明显降低（P<0.01）。结论间充质干细胞可通过JAK2/信号转导和转录激活子3（STAT3）信号通路促进小鼠L929细胞增殖及胶原生成。

关键词: 盆底功能障碍性疾病, 骨髓间充质干细胞, 成纤维细胞, Ⅰ型胶原蛋白, Ⅲ型胶原蛋白, Janus激酶2, 信号转导和转录激活子3

Abstract:

Objective To investigate the effect of bone marrow mesenchymal stem cells （BMSCs） on the proliferation and collagen expression levels of L929 cells， and to clarify its related mechanism. Methods The BMSCs were extracted from the 4-week-old C57BL/6 mice. The phenotypes of BMSCs were identified by immunofluorescence staining. The L929 cells were divided into control group （L929 cells）， co-culture group （L929 cells and BMSCs）， inhibitor of Janus kinase（JAK） WP1066 group （WP1066-treated L929 cells and BMSCs）， and dimethyl sulfoxide （DMSO） group （DMSO-treated L929 cells and BMSCs）. Cell counting kit-8 （CCK-8） assay was used to detect the proliferation activities of the L929 cells in various groups at different time points； Western blotting method was used to detect the expression levels of type Ⅰ collagen （ColⅠ） and type Ⅲ collagen （ColⅢ） in the L929 cells in various groups； immunofluorescence staining was used to detect the expressions of ColⅠ and ColⅢ proteins in the L929 cells in various groups. Results The fluorescence assay results of surface antigen（SA） showed that the surface markers CD29+， CD45-， CD90+ and CD105+ were found in the BMSCs. The CCK-8 assay results showed that compared with control group， the proliferation activities of the L929 cells in co-culture group and DMSO group were significantly increased（P<0.01）； compared with co-culture group， the proliferation activity of the L929 cells in WP1066 group was significantly decreased （P<0.01）. The Western blotting method results showed that compared with control group， the expression levels of ColⅠ and ColⅢ proteins in the L929 cells in co-culture group and DMSO group were significantly increased （P<0.01）； compared with co-culture group， the expression levels of ColⅠ and ColⅢ proteins in the L929 cells in WP1066 group were significantly decreased （P<0.01）； compared with DMSO group， the expression levels of ColⅠ and ColⅢ proteins in the L929 cells in WP1066 group were significantly decreased （P<0.01）. The immunofluorescence staining results showed that compared with control group， the fluorescence intensities of ColⅠ and ColⅢ proteins in the L929 cells in co-culture group and DMSO group were significantly increased（P<0.01）； compared with co-culture group， the fluorescence intensities of ColⅠ and ColⅢ in the L929 cells in WP1066 group were significantly decreased（P<0.01）； compared with DMSO group， the fluorescence intensities of ColⅠ and ColⅢ in the L929 cells in WP1066 group were significantly decreased （P<0.01）. Conclusion MSCs can promote the proliferation and collagen production of the L929 cells of the mice through the JAK2/signal transducer and activator of transcription 3（STAT3） signaling pathway.

Key words: Pelvic floor dysfunction, Bone marrow mesenchymal stem cell, Fibroblast, Type Ⅰ collagen, Type Ⅲ collagen, Janus kinase 2, Signal transducer and activator of transcription 3

中图分类号:

R711

黎涵玥,阳莲,刘剑锋,张舒飞,洪莉. 小鼠骨髓间充质干细胞通过JAK2/STAT3信号通路对成纤维细胞增殖和胶原表达水平的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(2): 325-332.

Hanyue LI,Lian YANG,Jianfeng LIU,Shufei ZHANG,Li HONG. Effect of bone marrow mesenchymal stem cells of mice on proliferation and collagen expression levels of fibroblasts through JAK2/STAT3 signaling pathway[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2025, 51(2): 325-332.

图/表 5

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参考文献 22

1	DIETER A A， WILKINS M F， WU J M. Epidemiological trends and future care needs for pelvic floor disorders［J］. Curr Opin Obstet Gynecol， 2015， 27（5）： 380-384.
2	JIA Y Y， ZHOU J Y， CHANG Y， et al. Effect of optimized concentrations of basic fibroblast growth factor and epidermal growth factor on proliferation of fibroblasts and expression of collagen： related to pelvic floor tissue regeneration［J］. Chin Med J（Engl）， 2018， 131（17）：2089-2096.
3	LIU X C， LI T T， ZHANG J， et al. Mesenchymal stem cell-based therapy for female stress urinary incontinence［J］. Front Cell Dev Biol， 2023， 11： 1007703.
4	高洋，秦合伟，刘丹丹. 间充质干细胞调控免疫反应治疗创伤性脑损伤的作用机制研究进展［J］. 解放军医学杂志， 2024， 49（11）： 1327-1335.
5	YANG L， XIE F， LI Y， et al. Chitin-based hydrogel loaded with bFGF and SDF-1 for inducing endogenous mesenchymal stem cells homing to improve stress urinary incontinence［J］. Carbohydr Polym， 2023， 319： 121144.
6	刘剑锋，汤剑明，阳莲，等. C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞的体外分离培养、分化及两种不同品牌血清对其增殖的影响［J］. 中国计划生育和妇产科， 2022， 14（12）： 96-100.
7	JIANG M H， LIU J H， LIU W L， et al. Bone marrow stem cells secretome accelerates simulated birth trauma-induced stress urinary incontinence recovery in rats［J］. Aging （Albany NY）， 2021， 13（7）： 10517-10534.
8	BATISTA N C， BORTOLINI M A T， SILVA R S P， et al. Collagen Ⅰ and collagen Ⅲ polymorphisms in women with pelvic organ prolapse［J］. Neurourol Urodyn， 2020， 39（7）： 1977-1984.
9	PRAVEEN K L， KANDOI S， MISRA R， et al. The mesenchymal stem cell secretome： a new paradigm towards cell-free therapeutic mode in regenerative medicine［J］. Cytokine Growth Factor Rev， 2019， 46： 1-9.
10	张舒飞，汤剑明，洪莉. 间充质干细胞治疗盆底功能障碍性疾病的作用机制及临床进展［J］. 医学研究杂志， 2023， 52（1）： 172-174，178.
11	SADEGHI Z， KENYON J D， RICHARDSON B， et al. Transcriptomic analysis of human mesenchymal stem cell therapy in incontinent rat injured urethra［J］. Tissue Eng Part A， 2020， 26（13/14）： 792-810.
12	PETERS K M， DMOCHOWSKI R R， CARR L K， et al. Autologous muscle derived cells for treatment of stress urinary incontinence in women［J］. J Urol， 2014， 192（2）： 469-476.
13	STANGEL-WOJCIKIEWICZ K， JAROCHA D， PIWOWAR M， et al. Autologous muscle-derived cells for the treatment of female stress urinary incontinence： a 2-year follow-up of a Polish investigation［J］. Neurourol Urodyn， 2014， 33（3）： 324-330.
14	WANG X X， ZHANG L， LU Y. Advances in the molecular pathogenesis and cell therapy of stress urinary incontinence［J］. Front Cell Dev Biol， 2023， 11： 1090386.
15	YUAN J， HONG H Q， ZHANG Y H， et al. Chrysophanol attenuated isoproterenol-induced cardiac hypertrophy by inhibiting Janus kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3 signaling pathway［J］. Cell Biol Int， 2019， 43（6）： 695-705.
16	HUANG B， LANG X L， LI X H. The role of IL-6/JAK2/STAT3 signaling pathway in cancers［J］. Front Oncol， 2022， 12： 1023177.
17	YANG Z L， LIANG Z Y， RAO J， et al. Hypoxic-preconditioned mesenchymal stem cell-derived small extracellular vesicles promote the recovery of spinal cord injury by affecting the phenotype of astrocytes through the miR-21/JAK2/STAT3 pathway［J］. CNS Neurosci Ther， 2024， 30（3）： e14428.
18	GAO M Y， GE M L， HUO J L， et al. Leptin-mediated proinflammatory bone marrow environment in acquired aplastic anemia［J］. Cytokine， 2022，152： 155829.
19	LU J L， DONG Q M， ZHANG S L， et al. Acute myeloid leukemia （AML）-derived mesenchymal stem cells induce chemoresistance and epithelial-mesenchymal transition-like program in AML through IL-6/JAK2/STAT3 signaling［J］. Cancer Sci， 2023， 114（8）： 3287-3300.
20	ZHU T Y， ZHANG Y， ZHANG X H， et al. Piceatannol-mediated JAK2/STAT3 signaling pathway inhibition contributes to the alleviation of oxidative injury and collagen synthesis during pulmonary fibrosis［J］. Int Immunopharmacol， 2022， 111： 109107.
21	KOCH D W， SCHNABEL L V， ELLIS I M， et al. TGF-β2 enhances expression of equine bone marrow-derived mesenchymal stem cell paracrine factors with known associations to tendon healing［J］. Stem Cell Res Ther， 2022， 13（1）： 477.
22	LI M， YU H B. Identification of WP1066， an inhibitor of JAK2 and STAT3， as a K（V） 1.3 potassium channel blocker［J］. Br J Pharmacol， 2021， 178（13）： 2617-2631.

[1]	石剑虹,田原野,陈楷,孙高,吴国民. 浓缩生长因子联合骨髓间充质干细胞膜片的生物学性能及其在骨缺损修复中的作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(6): 1535-1546.
[2]	魏俊萍,符达佳,孟庆雯,林道飞,林燕仔. 骨髓间充质干细胞来源外泌体对异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌纤维化的影响及其作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1348-1357.
[3]	陈华,沙娜,刘宁,李阳,胡海军. 人骨髓间充质干细胞通过YAP影响人脂肪肉瘤SW872细胞的生物学行为[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 1000-1008.
[4]	李晓沛,王鑫,王婵,郑有宁,罗雷,程亚颖. 小于胎龄儿生后血清Klotho和成纤维细胞生长因子23水平变化及其与生长发育的关系[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 804-811.
[5]	王晓妮,郭涛,罗启云,关立锋. 松萝酸对增生性瘢痕成纤维细胞生物学行为及JNK/MAPK信号通路的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1445-1451.
[6]	惠文婷,宋潼潼,黄敏,陈霞. 水凝胶递送碱性成纤维细胞生长因子对氧糖剥夺后NIH3T3细胞功能的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1484-1490.
[7]	何小双,徐丽娜,崔梅,辛雯艳. 过表达FOXO1的BMSCs对哮喘模型小鼠肺嗜酸性粒细胞浸润和气道重构的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(5): 1192-1201.
[8]	张好,王翠竹,皇甫慧敏,张新威,张一迪,周延民. 20（S）-原人参二醇对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(4): 867-874.
[9]	李红英,王晨燕,郭世超,赵友为,董彦博,黄建成. 下调miR-320a表达对缺氧/复氧诱导的心肌细胞增殖和凋亡的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(4): 958-967.
[10]	乔树伟,李保胜,李效宇,王子璇,李碧榕,董博,孟维艳. 炎症状态下人牙周膜成纤维细胞中SLC7A11和GPX4的表达水平及其意义[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(4): 922-928.
[11]	汪文涛,米旭光,周阳,蒲文星,高佳旭,景猛,孟繁凯. 骨髓间充质干细胞来源外泌体诱导自噬对MPP⁺抑制SH-SY5Y细胞存活的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 606-614.
[12]	刘春旭,孙红霞,胡波,姜恩平. 北五味子乙素对大鼠心脏成纤维细胞增殖的抑制作用及其PI3K/Akt/P27kip1信号通路机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(1): 52-58.
[13]	刘轩辰,帖晓瑛,刘玉林,王宁. 何首乌提取物对失重小鼠骨质疏松和骨髓间充质干细胞成骨分化的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(6): 1386-1396.
[14]	徐宠俊,何荷蕃,林群,章涛. 人肝细胞生长因子基因慢病毒载体的构建及其在骨髓间充质干细胞中的表达[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 16-24.
[15]	隋欣, 徐岩, 周佳, 王伟楠, 张明天, 韩冬, 李娜, 杨擎, 曲晓波, 黄晓巍. 鹿茸Ⅰ型胶原对骨髓间充质干细胞增殖的影响及其与Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖表达的关系[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(05): 992-997.