骨髓是易受放射损伤的组织,骨髓中的两大细胞群MSCs和HSCs均与辐射后造血功能的恢复有关。蝎毒增殖肽BmKpp是本课题组从东亚钳蝎蝎毒中分离的一种新的多肽(发明专利已公布),BmKpp显著促进辐射后骨髓基质细胞的增殖,促进造血集落的形成,增加鹅卵石造血区(CAFC)数目,使骨髓细胞衰老数目减少,上调白细胞介素-3受体(IL-3R)的表达。BmKpp具有类细胞因子作用。本项目以骨髓MSCs为细胞模型,采用细胞荧光术检测BmKpp与细胞结合的部位;放射受体配基结合分析法观察BmKpp与细胞膜受体的相互作用;亲和层析、SDS-PAGE和质谱鉴定等方法,分析和确定BmKpp促进辐射后造血细胞增殖的作用靶标,阐明BmKpp的类细胞因子作用的机制。BmKpp具有自主知识产权,属于源头创新,BmKpp分子靶标的发现具有重大的理论和应用价值,有助于揭示蝎毒素影响细胞功能的新的分子作用机制。
scorpion venom;peptide;Ionizing radiation;hematopoiesis;cytokines
一、研究背景和主要研究内容 前期研究结果表明,蝎毒多肽具有类细胞因子作用,能够促进骨髓细胞增殖和集落形成。本项目是以骨髓MSCs 为细胞模型,探讨蝎毒多肽的作用靶标,阐明类细胞因子作用的机制。 二、本项目重要结果、关键数据及其科学意义 (一)蝎毒多肽的分离纯化①从东亚钳蝎蝎毒中分离出纯度达95%以上的蝎毒毒素多肽B5(scorpion venom peptide B5, SVPB5),进行了精确分子量和氨基酸序列测定后,认定SVPB5为一新的多肽。已申请发明专利(申请号201410706200.9);②分离纯化出另外一个新的多肽B4(SVPB4),并已申请发明专利(申请号201510415391.8)。 (二)SVPB5功能研究 1、SVPB5对正常和辐射后大鼠间充质干细胞(rBMSCs)的生长和集落形成以及衰老的影响①显著促进正常和辐射后rBMSCs的增殖;②能够促进正常和辐射后rBMSCs的集落形成,保护或恢复辐射后rBMSCs干性的作用,有利于辐射后干细胞的增殖与分化;③降低正常及辐射后rBMSCs的β-半乳糖苷染色阳性细胞率,对正常及辐射rBMSCs均具有抗衰老作用; 2、SVPB5显著降低致死量全身辐射(TBI)后小鼠的死亡率,延长辐射后小鼠的生存时间,具有显著的辐射保护作用;促进TBI后小鼠的骨髓造血细胞集落的形成,加速辐射后小鼠外周血白细胞及血小板的恢复;减少辐射后ROS的生成,减轻辐射诱导的DNA损伤,并可能通过ROS-p16 / p21通路促进辐射后骨髓的造血恢复和提高生存率。首次证明,1/40 LD50的SVPB5既能有效地保护辐射动物的骨髓造血功能。 3、SVPB5分子靶标的鉴定差异表达基因分析结果表明,SVPB5处理后有8个细胞因子基因、1个细胞因子受体基因表达上调;选择CXCL3、CXCL5进行RT-PCR验证。结果表明,SVPB5处理后CXCL3、CXCL5基因的差异表达情况与测序结果基本一致。。本项目结果进一步证实,SVPB5具有类细胞因子作用,其作用于rBMSCs后的特征表达谱是细胞因子和/或细胞因子受体基因。该结果有助于揭示蝎毒素影响细胞功能的新的分子作用机制,目前尚未见同类报道,拟申报发明专利。