HIF-1α/apelin/APJ通路在缺氧预处理促进心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化中的作用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.33.024

中国组织工程研究 ›› 2017, Vol. 21 ›› Issue (33): 5400-5406.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.33.024

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HIF-1α/apelin/APJ通路在缺氧预处理促进心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化中的作用

汪蕾，侯婧瑛，龙会宝，吴浩，周长青，郭天柱，伍权华，钟婷婷，陈旭翔，王彤

中山大学孙逸仙纪念医院急诊科，广东省广州市 510120

修回日期:2017-08-08 出版日期:2017-11-28 发布日期:2017-12-01
通讯作者: 侯婧瑛，硕士，主治医师，中山大学孙逸仙纪念医院急诊科，广东省广州市 510120
作者简介:汪蕾，女，1991年生，安徽省安庆市人，汉族，中山大学孙逸仙纪念医院在读硕士，主要从事干细胞与心血管疾病方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(81700242) “lncRNA-H19/miR-199a-5p/VEGF通路在apelin促进MSCs生存和血管再生改善心梗后心衰中的作用及机制研究”；广东省科技计划项目(2017A020215176) “Apelin激活PI3K/AKT经lncRNA-H19/miR-199a-5p/VEGF途径促进MSCs生存和血管再生改善心肌梗死后心力衰竭机制研究”；广东省医学科研基金(A2016264)“心肌干细胞经由HIF-1α/Apelin/APJ/ACE2通路下调ANGII改善心肌梗死大鼠心电生理学稳定性的机制研究”；广东省医学科研基金(A2017001)“Apelin 经PI3K/AKT/miR-199a-5p/VEGF通路促进骨髓间充质干细胞生存和血管再生改善心肌梗死后心力衰竭机制研究”

The role of hypoxia induced factor-1alpha/apelin/APJ pathway in cardiac stem cell proliferation and cardiogenic differentiation after hypoxia preconditioning

Wang Lei, Hou Jing-ying, Long Hui-bao, Wu Hao, Zhou Chang-qing, Guo Tian-zhu, Wu Quan-hua, Zhong Ting-ting, Chen Xu-xiang, Wang Tong

Department of Emergency Sun Yat-Sen Memorial Hospital, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China

Revised:2017-08-08 Online:2017-11-28 Published:2017-12-01
Contact: Hou Jing-ying, Master, Attending physician, Department of Emergency, Sun Yat-Sen Memorial Hospital, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China
About author:Wang Lei, Studying for master’s degree, Department of Emergency, Sun Yat-Sen Memorial Hospital, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81700242; the Science and Technology Plan of Guangdong Province, No. 2017A020215176; the Medical Research Foundation of Guangdong Province, No. A2016264, A2017001

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
缺氧诱导因子1α：是细胞对缺氧产生应答和适应的关键转录因子，由α和β亚基发生相互作用而被激活，其中α和β亚基均有不同的亚型。目前对缺氧诱导因子1α的研究最为广泛，由缺氧介导的生物学效应主要与缺氧诱导因子1α的活性相关。缺氧诱导因子1α与缺氧诱导因子1β形成异源二聚体后被活化并且稳定性增加，同时由辅助激活因子协同其向核内转位，继而通过与相应的缺氧反应原件结合，进一步调控与细胞扩增、凋亡以及血管生成等多种生物学作用相关的靶基因的表达。
Apelin/APJ：血管紧张素受体AT1相关的受体蛋白(putative receptor protein related to the angiotensin receptor AT1, APJ)是G蛋白耦联大家族中的一种跨膜蛋白，其结构与AT1相似。Apelin是APJ的内源性配体，与APJ构成apelin/APJ系统。Apelin及APJ在不同组织血管的内皮细胞中均有表达，在血管平滑肌细胞和心肌细胞中也有一定的表达，在参与心血管功能的调节，尤其是在心脏活动和血压调节方面具有重要作用。Apelin/APJ信号被证实与干细胞生存及心肌分化密切相关，其能够在心肌分化过程中呈持续性表达。

摘要
背景：课题组前期研究显示心肌干细胞移植能够改善大鼠心肌梗死后心功能，但心肌干细胞在局部心肌梗死组织中的生存及心肌分化效率低下。
目的：体外实验观察缺氧预处理对心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化的影响并探讨HIF-1α/apelin/APJ通路在其中的作用。
方法：体外培养的心肌干细胞分为缺氧组(体积分数为1% O₂)和常氧组(体积分数为20% O₂)，培养24 h后，MTS 法检测两组细胞的增殖情况，Western blot检测缺氧诱导因子1α、apelin、APJ的表达；两组细胞用5-氮杂胞苷诱导分化24 h，再进行正常培养2周，Western blot检测缺氧诱导因子1α、apelin、APJ以及cTnT的表达；免疫荧光染色观察cTnT阳性的心肌样细胞的比例。
结果与结论：①与常氧组比较，缺氧组在培养24 h后的增殖率和A₄₉₀值均显著增高(P < 0.01)；②与常氧组比较，缺氧组在培养24 h和诱导分化2周后缺氧诱导因子1α、apelin和APJ的蛋白表达量均明显增高(P < 0.01)；③与常氧组比较，缺氧组诱导分化2周后cTnT阳性的心肌样细胞的比例显著增加(P < 0.01)，cTnT蛋白表达量明显增高(P < 0.01)；④结果表明，缺氧预处理能够促进心肌干细胞的增殖和向心肌样细胞发生分化，此效应可能与缺氧诱导因子1α/apelin/APJ通路的激活相关。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
ORCID: 0000-0003-0492-2216(侯婧瑛)

关键词: 干细胞, 分化, 缺氧预处理, 心肌干细胞, 缺氧诱导因子1α, 血管紧张素受体AT1相关的受体蛋白内源性配体, 血管紧张素受体AT1相关的受体蛋白, 增殖, 心肌样细胞, 分化, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Our previous studies demonstrated that cardiac stem cells (CSCs) transplantation could improve cardiac function in rats with myocardial infarction (MI). However, the overall survival and cardiac differentiation of CSCs were low.
OBJECTIVE: To investigate the effect of hypoxia preconditioning on CSCs proliferation and cardiogenic differentiation and the role of hypoxia induced factor-1alpha (HIF-1α)/apelin/putative receptor protein related to the angiotensin receptor AT1 (APJ) pathway in the procedure.
METHODS: Cells cultured in vitro experienced exposure to hypoxia (1% O₂) for 24 hours. Cardiogenic differentiation was induced by using 5-azacytidine for another 24 hours. Then, cells were cultured in normal condition for 2 weeks. Normoxia (20% O₂) was used as a negative control during the whole process. Cell proliferation was detected using MTS method and expressions of HIF-1α, apelin, cTnT and APJ were detected using western blot assay after 24 hours of preconditioning and 2 weeks after the induction of differentiation; the percentage of cTnT-positive cardiomyocyte-like cells was observed by immunofluorescence staining.
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the normoxia group, the hypoxia group presented a higher proliferation rate and a higher absorbance value at 490 nm (P < 0.01); the protein expressions of HIF-1α, apelin and APJ were all enhanced after hypoxia exposure for 24 hours and 2 weeks after the induction of differentiation (P < 0.01); the percentage of cTnT-positive cells was greatly increased in the hypoxia group (P < 0.01), and the expression of cTnT was also significantly intensified (P < 0.01). To conclude, hypoxia preconditioning could promote the proliferation and cardiogenic differentiation of CSCs, and the activation of HIF-1α/Apelin/APJ pathway might be involved in this process.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

Key words: Myocytes, Cardiac, Cell Hypoxia, Hypoxia-Inducible Factor 1, alpha Subunit, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

汪蕾，侯婧瑛，龙会宝，吴浩，周长青，郭天柱，伍权华，钟婷婷，陈旭翔，王彤. HIF-1α/apelin/APJ通路在缺氧预处理促进心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(33): 5400-5406.

Wang Lei, Hou Jing-ying, Long Hui-bao, Wu Hao, Zhou Chang-qing, Guo Tian-zhu, Wu Quan-hua, Zhong Ting-ting, Chen Xu-xiang, Wang Tong. The role of hypoxia induced factor-1alpha/apelin/APJ pathway in cardiac stem cell proliferation and cardiogenic differentiation after hypoxia preconditioning[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(33): 5400-5406.

图/表（结果） 1

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引言

心肌干细胞的发现证实了哺乳动物的心脏对损伤具有一定的自我修复能力，说明哺乳动物的心脏具有再生潜能^[1]。心肌干细胞是一种心脏自身的多能干细胞，能够特异性分化为心肌组织，它在体内外特定环境的诱导下可以直接向心血管谱系进行定向分化^[2]。多项动物实验和临床研究均证实了心肌干细胞移植治疗心肌梗死能够促进心血管再生、缩小梗死面积、延缓心室重构，进而改善心功能^[2-4]，从而为心肌梗死后心力衰竭的治疗提供了全新的可供选择的方案，并使受损心脏的修复在理论上成为可能。然而，心肌干细胞在局部梗死微环境中的生存效率低下，向心肌细胞分化的比例较少，这在一定程度上影响了其移植效应的发挥。

近年来的研究发现，缺氧预处理能够提高干细胞的生存率和移植治疗的效率^[5]，同时缺氧亦能够促进干细胞进行心肌分化^[6]。缺氧介导的效应主要由缺氧诱导因子1α (hypoxia induced factor-1α，HIF-1α)所调控。目前已有报道通过缺氧预处理上调HIF-1α能够提高胚胎干细胞和骨髓间充质干细胞的生存力及其向心肌分化的能力^[7-8]，然而缺氧预处理对心肌干细胞向心肌样细胞分化的影响及具体机制如何到目前为止仍未有研究报道。

血管紧张素受体AT1相关的受体蛋白(putative receptor protein related to the angiotensin receptor AT1，APJ)是G蛋白耦联大家族中的一种跨膜蛋白，其结构与AT1相似。Apelin是APJ的内源性配体，与APJ构成apelin/APJ系统。Apelin及APJ在不同组织血管的内皮细胞中均有表达，在血管平滑肌细胞和心肌细胞中也有一定的表达，在参与心血管功能的调节，尤其是在心脏活动和血压调节方面具有重要作用^[9]。Apelin/APJ信号被证实与干细胞生存及心肌分化密切相关，其能够在心肌分化过程中呈持续性表达^[10]。缺氧是apelin/APJ信号启动的关键步骤，现已证实在缺氧条件下，HIF-1α能够在多种组织细胞中诱导apelin/APJ的表达^[11-12]，可见缺氧条件下apelin/APJ能够作为HIF-1α的重要下游因子发挥生物学作用。

本研究拟通过体外实验观察缺氧预处理对心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化的影响，并探讨HIF-1α/apelin/ APJ通路在其中所起的作用。

材料方法

1.1 设计 细胞学体外观察实验。

1.2 时间及地点 于2016年7月至2017年2月在中山大学孙逸仙纪念医院完成。

1.3 材料

1.3.1 实验动物 出生后3 d的SPF级雄性SD大鼠10只，体质量约25 g，由中山大学实验动物中心提供，许可证号SCXK(粤) 2016-0029，用于心肌干细胞的体外分离、培养、传代、鉴定和标记。

1.3.2 主要仪器及试剂 超净工作台、恒温CO₂培养箱、酶标仪(Thermo，美国)；台式常温高速离心机、微量移液器(Eppendorff，德国)；电热恒温水槽(上海深信实验仪器有限公司)；高温灭菌器(樱花牌NSS-20，日本)；倒置荧光显微镜(Leica，德国)；定量PCR用SYBR、定量PCR仪ABI PRISM® 7500(Invitrogen，美国)；紫外分光光度计(HP，美国)；巴氏吸管(美国JET BIOFIL公司)；普通培养箱(HERACELL150i)(美国Thermo Scientific公司)；缺氧培养箱(Eppendorf/Galaxy®48 R)(美国Eppendorf/Galaxy公司)；胎牛血清、DMEM培养基、双抗、胰蛋白酶、PBS(Hyclone公司)；HIF-1α兔多克隆抗体(Genetax，美国)；apelin兔多克隆抗体(Abcam，英国)；APJ 兔多克隆抗体(LifeSpan，美国)；cTnT兔多克隆抗体(Abcam，英国)；一抗及二抗稀释液(北京中衫金桥生物技术有限公司)；辣根过氧化物酶连接的二抗(Southern Biotech，美国)；发光液(Millpore，美国)；cellTiter96AQ单溶液细胞增殖检测试剂盒(Promega，美国)；BCA法蛋白含量检测试剂盒(Abcam，英国)；TRIZOL RNA提取试剂盒(Santa cruz，美国)；5-氮杂胞苷(Sigma，美国)。

1.4 实验方法

1.4.1 心肌干细胞的分离培养 课题组已形成成熟的培养方法^[3-4^，^13]，取新生后第3天的雄性SD大鼠心脏，采用组织培养法分离培养心肌干细胞，详见课题组已发表文献^[3-4^，^13-17]，取第3代细胞用于后续实验。

1.4.2 细胞分组和缺氧培养 上述心肌干细胞分为常氧组和缺氧组，分别于常氧(体积分数为20% O₂)条件下与缺氧(体积分数为1%O₂)条件下培养24 h，然后收集细胞备用。缺氧处理：缺氧前1 d对细胞株进行传代，接种第3代细胞于25 cm²培养瓶培养至90%-95%融合后，当天更换培养基，置于体积分数为1% O₂、5% CO₂、94% N₂ Galaxy® 48R培养箱中缺氧培养24 h，然后收集细胞及培养上清以备后续实验用^[18]。

1.4.3 MTS检测细胞增殖 两组细胞培养24 h，消化细胞后吹打散细胞，计数，调整细胞浓度为1×10⁸ L^-1，接种到96孔板，每孔100 μL，即每孔细胞为1×10⁴个，待细胞贴壁后，再收集细胞加入cellTiter96AQ单溶液细胞增殖检测试剂，比例为10︰1，即100 μL培养液加入10 μL检测液。孵育4 h后，multi-scan MK3酶标仪读板，读取A₄₉₀值^[18]。

1.4.4 心肌干细胞的诱导分化 两组细胞培养24 h，均以10⁴-10⁵个/孔细胞密度接种于6孔培养板内，置于正常条件下培养，24 h后每孔加入含10 μmol/L 5-氮杂胞苷的诱导培养液20 μL进行诱导分化，然后继续按正常培养条件培养2周后观察cTnT的表达情况。

1.4.5 免疫荧光染色 诱导分化2周后检测两组细胞心肌分化标记物cTnT的表达。两组细胞室温处于半干状态后，40 g/L多聚甲醛固定15 min；抗原修复以充分暴露抗原，提高抗原的检测率；滴加体积分数为10%正常山羊血清室温下封闭30 min，用于吸附组织中的非特异性位点，以免造成后续结果的假阳性。滴加一抗(cTnT 1︰100) 4 ℃孵育过夜；PBS洗涤3次，每次5 min；滴加荧光标记二抗(1︰1 000)室温湿盒避光孵育1 h；PBS洗涤3次，每次5 min；DAPI染色，室温下湿盒避光孵育5 min；PBS洗1次，5 min；滴加抗荧光淬灭剂封固；荧光显微镜下观察表达情况并拍照^[19]。

1.4.6 Western blot检测 缺氧预处理24 h和诱导分化2周后检测两组细胞HIF-1α/apelin/APJ通路因子的表达。诱导分化2周后检测两组细胞心肌分化标记物cTnT的表达。按1 mL裂解液加入10 μL PMSF(100 mmol/L)和10 μL Cocktail，摇匀置于冰上，每管细胞加100 μL含PMSF和Cocktail的裂解液，于冰上裂解30 min，裂解后 4 ℃下14 000 r/min离心10 min，提取上清液中总蛋白。采用BCA法测定各样品蛋白浓度，常规SDS-PAGE电泳及蛋白电转，转膜后的PVDF膜，用5%脱脂奶粉溶液室温封闭1 h或4 ℃过夜；TBST洗膜5 min，3次；滴加相应的一抗稀释液4 ℃过夜或37 ℃孵育2 h；TBST洗膜5 min，3次；滴加相应二抗稀释液37 ℃孵育1 h；TBST洗膜5 min，3次；蒸馏水漂洗膜2 min，弃去液体，共洗3次；将总体积为0.125 mL/cm²膜面积的发光液均匀加到膜的表面，室温孵育5 min，小心吸去膜表面多余的发光液，放至暗盒后显影。

1.5 主要观察指标 缺氧预处理后心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化情况及相关通路因子的表达变化。

1.6 统计学分析 统计学处理由独立的与实验无关的统计人员实施。数据用x(_)±s表示，采用SPSS 17.0 for windows软件处理，计量资料以x(_)±s表示，两组之间的差异比较采用两独立样本t 检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

心肌干细胞具有和其他干细胞一样的生物学特征，即能够进行自我扩增和多向分化。它能够以对称分裂和不对称分裂两种方式进行增殖从而保持干细胞池数量的稳定及维持心脏稳态。心肌干细胞在应用方面的一个独特的优越性表现在其能够明确向心血管谱系发生分化，参与心脏稳态的维持及心脏损伤的修复^[1^，^20]，从而消除了其他种类干细胞因具有多向分化潜能而存在的风险，并且心肌干细胞分化的心肌细胞被证实具有稳定的电生理特性，能与宿主细胞形成电-机械耦联而使心律失常的发生率明显降低^[3-4]。因此，心肌干细胞被认为是目前治疗心肌梗死最为理想的干细胞类型^[2-4]。课题组的前期研究亦表明心肌干细胞移植能显著改善心肌梗死大鼠的心功能、心电生理学稳定性和提高室颤阈值，且心肌干细胞能在梗死区分化为心肌细胞并表达缝隙连接蛋白^[3-4]。然而，心脏本身的心肌干细胞取材困难，并且与其他干细胞一样，面临着移植后存活率低，在梗死微环境下增殖及分化能力受限、迁移困难等问题，以上均限制了其大规模的临床应用。目前有研究通过增强旁分泌、基因修饰、组织工程、联合移植等方法优化心肌干细胞移植治疗的效果，但仍旧达不到理想水平^[21]，因此，迫切需要寻找新的干预策略来提高心肌干细胞在缺血缺氧局部梗死微环境中的生存力和分化能力以进一步改善细胞移植疗效。

近年来的研究表明缺氧预处理能够增加移植细胞如骨髓间充质干细胞、心肌干细胞等在心肌梗死组织局部微环境中的生存力及促进其分化进而提高细胞移植的治疗效果^[5^，⁸^，^22]，但具体机制未完全阐明。缺氧是胚胎发育中心血管系统发生分化和功能维持的关键调控因素之一，而低氧含量是维持心肌干/祖细胞群特性的重要调节信号^[23]。缺氧介导的效应主要由HIF-1α所调节。HIF-1α的稳定性对于缺氧环境下干细胞特性的维持和功能调控具有重要作用。最新研究表明HIF-1α的表达是缺氧环境下处于自我更新中的心肌祖细胞群的一个重要标志物^[24]。HIF-1α提高心肌干细胞在氧化应激条件下的生存力^[25]，并且其表达上调可以促进内源性c-kit(+)心肌祖细胞的动员和血管形成并改善心肌梗死后的心功能^[26-27]。本研究在体外对心肌干细胞进行缺氧预处理并检测其增殖能力，结果显示缺氧预处理24 h后心肌干细胞的增殖率及A₄₉₀值较常氧条件显著增加，表明缺氧预处理能够显著增强心肌干细胞的增殖能力，而对HIF-1α进行的检测结果表明缺氧预处理后HIF-1α出现明显上调，以上提示缺氧预处理后HIF-1α表达增高对心肌干细胞具有保护效应，促进了其生存。

由缺氧诱导的干细胞的心肌分化与HIF-1α密切相关。研究表明缺氧条件下胚胎干细胞可由HIF-1α介导向心肌细胞进行分化^[6-7]。HIF-1α的缺失导致由胚胎干细胞衍生而来的胚体不能够进行心肌分化，而HIF-1α的不稳定会阻断胚胎干细胞的心肌分化^[28]。现有报道即使在缺乏缺氧因素刺激的情况下，HIF-1α过表达仍能够通过模拟缺氧环境下的作用机制而发挥生物学效应。腺病毒介导的HIF-1α双突变因子通过上调TGF-β1、Smad4、Nkx2.5、GATA4、SMA和cTnT等靶基因的表达促进骨髓间充质干细胞和成纤维细胞在常氧条件下向心肌分化^[29-30]。综合以上可以看出，HIF-1α的表达上调有利于促进干细胞向心肌分化。本研究中，通过对心肌干细胞进行缺氧预处理后观察到HIF-1α的表达出现显著增加，而经缺氧预处理的心肌干细胞在诱导分化2周后，其HIF-1α的表达仍然是增高的，由其分化而来的cTnT阳性的心肌样细胞的比例亦显著增高，并且cTnT蛋白表达出现明显增加，以上说明缺氧预处理后HIF-1α的表达上调对于心肌干细胞向心肌样细胞发生分化具有一定促进作用。

近年来的研究发现apelin与干细胞在缺氧环境中的增殖和分化密切相关^[31]。Apelin通过抑制线粒体去极化、细胞色素C释放及caspase级联反应来减少细胞凋亡进而在无血清条件下促进骨髓间充质干细胞的生存^[18^，^32]，而在体内其通过作用于PI3K/AKT和MAPK/ERK1/2来发挥抗凋亡作用从而提高经缺氧预处理的骨髓间充质干细胞移植治疗的疗效^[18^，^33]。缺氧情况下apelin产生保护性自噬效应提高骨髓间充质干细胞生存，而同时其又减少复氧过程中由自噬诱导的细胞死亡^[12]。最新的研究发现apelin能够动员内源性心肌干细胞并促进其扩增和生存^[34]。由此可见，apelin/APJ激活对于促进干细胞生存有重要作用。Apelin/APJ亦被证实与干细胞分化密切相关。Apelin促进鼠和人类的胚胎干细胞向心肌分化与其上调心脏特异性基因和心肌表面标记物相关^[35]。Wang等^[10]研究发现骨髓间充质干细胞在体内外向心肌分化过程中均出现apelin的表达上调和心肌特异蛋白的表达增高，进一步研究表明apelin通过激活ERK1/2和ERK5上调心脏特异性基因的表达进而促进骨髓间充质干细胞的心肌分化，以上表明apelin/APJ信号激活可能是骨髓间充质干细胞移植后进行心肌再生和功能修复的一个重要机制。目前apelin在心肌干细胞向心肌分化中发挥怎样的作用还尚未见有相关研究报道。本研究以心肌干细胞为研究对象，发现缺氧预处理后apelin和APJ的表达均明显增加，在这种情况下，心肌干细胞的增殖能力显著增加，而在心肌干细胞诱导分化2周后，apelin和APJ的表达仍然是显著增加的，cTnT阳性的心肌样细胞的比例亦出现显著增高，同时cTnT蛋白表达出现明显增加，以上说明缺氧预处理后apelin/APJ的持续激活有利于心肌干细胞增殖和向心肌样细胞发生分化。

多项研究表明HIF-1α调节apelin/APJ的表达^[11-12]。HIF-1α与位于apelin第一个内含子区域内的缺氧反应元件(HER)的结合促进了apelin的表达^[36]。研究表明，HIF-1α通过诱导apelin和APJ的表达进而抑制新生的心肌细胞发生凋亡^[36]。目前国内已有一些针对HIF-1α调节apelin/APJ的相关研究。有学者发现缺氧能够呈时间依赖性的增强间充质干细胞的生存力与HIF-1α介导的apelin/APJ信号激活紧密相关^[12]；另发现在缺氧条件下HIF-α通过作用于apelin/APJ信号促进血管内皮祖细胞的增殖^[37]。以上均表明apelin/APJ能够作为HIF-1α的下游分子，在缺氧情况下对HIF-1α效应的发挥产生重要作用。本实验对心肌干细胞进行缺氧预处理后，检测HIF-1α、apelin以及APJ的表达，结果显示，无论是缺氧预处理后还是诱导分化后2周，与常氧组相比较，缺氧组HIF-1α、apelin以及APJ的表达均出现同步增高，以上提示HIF-1α/apelin/APJ通路的激活可能在缺氧预处理促进心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化中具有重要作用。

综上所述，缺氧预处理能促进心肌干细胞的增殖并向心肌样细胞发生分化，此效应可能与HIF-1α/apelin/APJ通路的激活相关，以HIF-1α/apelin/APJ通路为突破口，将有望为进一步增强心肌干细胞移植治疗的疗效提供新思路。

HIF-1α/apelin/APJ通路在缺氧预处理促进心肌干细胞增殖和向心肌样细胞分化中的作用

The role of hypoxia induced factor-1alpha/apelin/APJ pathway in cardiac stem cell proliferation and cardiogenic differentiation after hypoxia preconditioning

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