超顺磁氧化铁标记对干细胞铁调节蛋白/铁反应元件系统的影响

维持细胞内铁稳态对于细胞正常机能活动非常关键。超顺磁氧化铁(SPIO)标记干细胞可致细胞内铁稳态失衡，因此有必要阐明被标记干细胞及经诱导分化细胞内的铁稳态情况和相关调节蛋白的动态变化及其调控机制。本研究对人干细胞进行SPIO标记和多向诱导分化，使用（1）ICP-MS定量分析细胞内铁含量；（2）RT-PCR测定铁稳态维持系统-铁调节蛋白/铁反应元件系统（IRPs/IREs）各蛋白（包括铁蛋白、转铁蛋白受体和铁调节蛋白）的基因表达水平；（3）免疫蛋白印迹法测定IRPs/IREs各蛋白量的表达水平；（4）凝胶迁移滞后实验法检测IRPs与IREs的结合活性；（5）免疫细胞化学检测多向分化潜能。旨在阐明SPIO标记干细胞和经诱导分化细胞内IRPs/IREs系统的动态变化、剂量-效应关系以及维持细胞内铁稳态的分子调控机制，为SPIO标记干细胞时细胞内铁稳态的维持提供理论依据。

维持细胞内铁稳态对于细胞正常机能活动非常关键。超顺磁氧化铁(SPIO)标记干细胞可致细胞内铁稳态失衡，因此有必要阐明被标记干细胞及经诱导分化细胞内的铁稳态情况和相关调节蛋白的动态变化及其调控机制。本研究提取大鼠脂肪干细胞并向心肌细胞、成骨细胞诱导分化，使用RT-PCR技术及western blot技术检测标记干细胞及诱导分化细胞内铁调节系统的变化情况。本研究发现，大鼠脂肪干细胞内铁蛋白主要由轻链（FTL）构成，FTL在铁的储存中起着主要的作用，而铁蛋白重链（FTH）可能仅是一种铁缓冲剂，其表达量维持在一定水平而不会出现过高表达或过低表达。当SPIO标记浓度达到50μg/ml及以上时,随着SPIO标记浓度的增加，FTL表达量增多，而FTH基因表达量维持在一定水平。本研究结果显示用25ug/ml-50ug/ml的SPIO标记细胞最佳，此时标记细胞可被MR所显像，且细胞内铁蛋白和转铁蛋白受体会相应的改变以调节细胞内铁平衡。本研究还发现，当细胞内铁超载时，铁调节蛋白(IRPs)的表达量并不发生明确改变，因而我们推测，IRPs与Fn mRNA 5’端及TfR mRNA 3’端铁反应元件的结合力的改变，才是IRPs发挥其调节铁代谢能力的关键。