Golgin亚科5至关重要一员TGF -细胞外基质蛋白的生产β1-Induced牙周Ligament-Fibroblastic分化

文摘

人类牙周韧带干细胞可以分化成(hPDLSCs)牙周韧带——(PDL)成纤维细胞的祖细胞治疗浓度较低的转化生长因子β1 (TGF -β1)。虽然知道profibrotic TGF -的影响β1,调节的分子机制的激活成纤维细胞在牙周ligament-fibroblastic分化并不是众所周知的。我们的研究旨在探讨牙周韧带成纤维细胞的过程机制的分化hPDLSCs通过发现新奇的标记。之一通过诱饵先前建立的单克隆抗体免疫anti-LG11抗体,它认识到高尔基体亚科5 (GOLGA5)作为一个成员PDL-fibroblastic progenitor-specific抗原。GOLGA5 / LG11显著调节TGF -β1-induced PDL-fibroblastic祖细胞和齿根的PDL地区积累。GOLGA5扮演了一个角色在泡拘束和内质网和高尔基体之间的对接。siRNA-mediated损耗的内生GOLGA5调节TGF -β1-induced PDL-fibroblastic祖细胞的差别导致了对这些代表PDL-fibroblastic标记和upregulation成骨细胞的标记。当TGF -β1信号通路被阻塞或GOLGA5耗尽了核,细胞外基质(ECM)的水平蛋白质,如I型胶原、纤连蛋白减少PDL-fibroblastic祖细胞。此外,高尔基体结构在细胞核周围的地区经历了碎片在这些条件下。这些结果表明,GOLGA5 / LG11 PDL-fibroblastic标记ECM蛋白生产和分泌功能的重要性,这是PDL-fibroblastic分化的重要过程。

1。介绍

的主要同种型转化生长因子β(TGF -β)是一种多肽生长因子,在增长,关键功能开发和组织重构。TGF -β1促进纤维母细胞激活/扩散,维护apoptosis-resistant成纤维细胞,并激活epithelial-mesenchymal过渡(EMT)。因此,TGF -β1被认为是各组织和纤维化疾病的一个关键诱导物(1- - - - - -4]。例如,刺激上皮细胞的TGF -β1促进分化成α-SMA-expressing myofibroblasts,肾纤维化的一个关键特性(5]。此外,TGF -β1诱发myofibrogenic分化转移在初级跟腱在大鼠成纤维细胞(崔et al ., 2011)和调节体外人牙龈成纤维细胞(hgf)过渡到myofibroblasts (myo-hGFs)与肌动蛋白纤维应力和焦粘连的形成(6]。在肿瘤细胞中,TGF -β1会导致成纤维细胞活化的细胞外基质(ECM)增加蛋白质含量和增强收缩性的表达α-SMA-containing应力纤维(7]。在我们之前的研究中,激活的β连环蛋白TGF -β1造成hPDLSCs PDL-fibroblastic分化,TGF -的存在β1刺激确定hPDLSCs分化成PDL-fibroblastic祖细胞和成牙骨质细胞。TGF -β1治疗显著增加PDL-fibroblastic标记的表达;这一增长被抑制治疗SB431542, TGF -βI型受体抑制剂(8]。虽然知道是profibrotic TGF -的影响β1在许多组织,激活成纤维细胞的分子机制调解PDL-fibroblastic分化并不好理解。

成纤维细胞的激活和增殖TGF -β1发生与ECM的表达和分泌蛋白质,如纤连蛋白和1型胶原蛋白。类似于其他ECM蛋白质,胶原蛋白合成和修改在内质网(ER)运送到了ER-to-Golgi中间舱COPII-dependent方式(ERGIC),然后通过高尔基体小泡运出细胞网络。胶原分泌到细胞外空间,它是裂解和组装成纤维结构9- - - - - -13]。在这个典型的交易机制、高尔基氏复合体是一个主要的加工中心在合成分泌途径和对交货和生产至关重要的功能性细胞外基质,包括胶原蛋白、纤连蛋白和蛋白聚糖。Golgi-localized golgin蛋白质组成一个家庭的卷曲螺旋蛋白质(14]。羧基端固定在高尔基体膜,和他们的氨基酸延伸到细胞质中促进泡拘束(15- - - - - -18]。至少有11个golgins人类。虽然不同地区不同golgins本地化的高尔基体,能力范围不同类型的囊泡是一致的(16,19]。泡后捕获、golgins配合Rab gtpase守恒的寡聚高尔基(齿轮)复杂,可溶性N-ethylmaleimide-sensitive因素附件(陷阱)来调节膜融合蛋白受体(20.,21]。

一些golgins功能除了水泡拘束。golgin - 160,例如,调节高尔基体的形态和位置(Yadav et al ., 2012)。除了范围ER-derived囊泡(黄和Munro, 2014),高尔基体基质蛋白130 (GM130)是参与细胞迁移与蛋白激酶STK25交互和RasGRF促进微管成核在高尔基体膜(Baschieri et al ., 2014;约阿希姆et al ., 2015;Preisinger et al ., 2004;Rivero et al ., 2009)。GOLGA5,也称为golgin - 84是一种membrane-anchored高尔基体蛋白具有广泛的细胞质卷曲螺旋域。信号肽和跨膜域的存在表明GOLGA5是插入到细胞膜中。此外,高尔基体目标序列在过去51残留的蛋白质,这表明其跨膜域可能参与高尔基保留(22]。尽管击倒在培养细胞的研究表明,GOLGA5与高尔基的维护组织,它不是胚胎发育所需,产后生存,或生育在小鼠模型23]。从结构上看,GOLGA5 GOLGB1相似,其中包含一个卷曲螺旋锚的胞质域和c端跨膜域高尔基体膜。据报道,尽管GOLGB1扮演至关重要的角色在颅面骨骼发展24,25),GOLGA5不明的生理功能。

GOLGA5已被确认为PDL fibroblast-specific抗原抗体筛查完整细胞通过诱饵免疫。本研究的目的是调查的角色GOLGA5在成纤维细胞活化,hPDLSCs PDL-fibroblastic分化的一个重要过程。

2。材料和方法

2.1。细胞培养和化学治疗

主要文化人类牙周韧带的干细胞(hPDLSCs),第三臼齿获得成人患者(19岁)指导方针批准的IRB Dankook大学(DKU non2020 - 008)批准的患者去延世Wooil牙科医院和DKU牙科医院。PDL组织分离的牙齿和消化4毫克/毫升dispase (Sigma-Aldrich)和毫克/毫升胶原酶I型(微孔)的1 h在37°C。单个细胞悬液分离果肉组织孵化了αmem (Hyclone)含20%胎牛血清(Hyclone)和抗生素(Lonza) 37°C公司5%₂。分化,hPDLSCs在6-well培养板的密度 细胞每好αmem包含5%的边后卫和细胞因子或抑制剂补充说:10 ng / ml TGF -β1(嘉汉生物)和10μM SB431542 (TOCRIS)表示。

2.2。马伯反对建设完整的人类牙周Ligament-Fibroblastic祖细胞

生产马伯对完整细胞的抗原进行与修改(之前报道26,27]。动物研究协议抗体生产批准的机构Dankook大学动物保健和使用委员会。简单地说,细胞分离利用enzyme-free离解的解决方案(微孔),和 细胞在30μl PBS (pH值7.4)被注入后及其11女免疫BALB / c小鼠。产生的杂种细胞产生抗体绑定到PDL-fibroblastic祖细胞,祖细胞和hPDLSCs注入左右后脚架,分别。8次重复交替免疫后,淋巴细胞悬液从左侧腘淋巴结是FO(写明ATCC)骨髓瘤细胞融合。杂种细胞在DMEM培养补充20%的边后卫(Hyclone)和帽子组件(Sigma-Aldrich)和克隆选择是由酶联免疫吸附试验(ELISA)和流仪分析PDL-fibroblastic祖细胞和hPDLSCs。

2.3。Immunophenotyping和流式细胞术

hPDLSCs enzyme-free分离分离的解决方案(微孔)与适当的抗体或杂种细胞培养上清液在PBS含有1% BSA在冰上,紧随其后的是治疗FITC-conjugated anti-mouse免疫球蛋白g(1: 100年,圣克鲁斯)作为二级抗体。细胞的流式细胞术分析FACSCalibur™(BD生物科学)。抗体亲和力分析利用细胞的追求和WinMDI程序。

2.4。同形像抗体,抗体基因测序

确定了每个马伯的免疫球蛋白同形像老鼠免疫球蛋白同形像工具包(BD Pharmingen),根据供应商的协议。老鼠anti-mouse免疫球蛋白、IgM IgA,搞笑κ,搞笑λ用于涂料多井板,杂种细胞上清液应用到每个。参考免疫球蛋白混合物(BD生物科学)作为积极的控制。HRP-labeled鼠anti-mouse免疫球蛋白被添加到每个好,和同形像信号光密度测定的450海里。抗体基因测序,从杂种瘤细胞总RNA提取Easy-spin™总RNA提取工具包(内含子),马克西姆和互补脱氧核糖核酸合成的rt - pcr预混料箱(内含子)。抗体序列变量地区重型和轻型链,PCR引物(表合成和使用1)如前所述28]。重链序列,两变量重链引物结合一个isotype-specific恒定区反向引物。轻链序列,三个κ变量向前轻链引物结合相应的恒定区反向引物。PCR产品被克隆到pBluescript KS(+)向量,进行测序。

2.5。定量实时聚合酶链反应

互补脱氧核糖核酸定量实时PCR(存在)是合成利用ReverTra Ace™qPCR RT工具包(Toyobo)。的存在是由使用iTaq™普遍SYBR绿色Supermix (Bio-Rad)系统。使用引物在表列出2。的循环参数qPCR随访:1周期为30年代在95°C, 40周期15 s在95°C,和1分钟60°C。在PCR,解离曲线构造的范围在65到95°C。GAPDH是作为内部控制规范化目标基因表达的变化。

2.6。统计分析

学生的 - - - - - -测试申请使用GraphPad棱镜6程序统计分析。所有的实验都重复三次。对所有的图表,数据被表示为 和被认为具有统计显著性值小于0.05。

2.7。免疫印迹分析和免疫沉淀反应

细胞细胞溶解使用1% NP-40缓冲区(20 mM Tris-HCl, pH值8.0,150毫米氯化钠,EGTA 2毫米,2毫米EDTA, 1% NP-40磷酸酶/蛋白酶抑制剂)。免疫印迹分析,溶解产物在sds - page分离,转移到PVDF膜(微孔),然后探讨了合适的抗体。免疫沉淀反应,完整的细胞被标记EZ-Link Sulfo-NHSLC-Biotin(热科学)。Biotin-labeled细胞提取与抗体孵化,紧随其后的是下拉与G蛋白琼脂糖(Incospharm)。immunoprecipitants sds - page分离,转移到PVDF膜(微孔),然后探测与链霉亲和素(σ)。抗原分子被使用ECL免疫印迹检测可视化工具包(通用电气医疗集团)在电影或直接通过考马斯亮蓝染色法。

2.8。免疫组织化学和免疫细胞化学

抗原检测的组织,人类和小鼠牙固定在4%多聚甲醛在室温下为12 ~ 24小时,除去石灰质孵化解决方案(RapidCalTM, BBC生化)2天。嵌在石蜡组织块,切成5 ~ 6μ米厚的部分。内源性过氧化物酶活性被孵化抑制0.3%的H₂O₂在PBS 30分钟。的部分被孵化的1 h RT屏蔽解决方案(马血清在PBS含有0.1%渐变20 5%;0.1% PBST)和抗体治疗4°C 16 h。然后,组织洗PBST 0.1%和孵化biotin-conjugated anti-mouse免疫球蛋白(向量实验室)在RT 1 h。洗后,组织部分被孵化与VECTASTAIN ABC试剂(向量实验室)RT对30分钟和孵化与民建联衬底发展的信号。细胞核被苏木精和伊红染色检测。组织显微镜载玻片上检测到的直立FL显微镜,尼康Eclipse 80 i(尼康)。检测亚细胞定位的抗原,免疫染色的细胞表现为先前的报道(26,27]。盖玻片上,细胞治疗与10%马血清阻断然后孵化的主要抗体在4°C 16小时,接着用FITC-conjugated anti-mouse免疫球蛋白(杰克逊ImmunoResearch)。细胞核被染色检测到4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)。共焦显微镜下检测荧光信号(LSM510,蔡司)。

2.9。抗体信息

流式细胞仪分析和免疫组织化学,anti-PLAP-1抗体购自热费希尔科学。免疫印迹分析,anti-GOLGA5 anti-Integrin -β5,anti-collagen 1型α1,anti-collagen 1型α2、anti-fibronectin和anti-actin抗体购自圣克鲁斯生物技术。免疫细胞化学、anti-GM130 anti-integrin -β5、anti-calnexin和anti-vinculin抗体购自圣克鲁斯生物技术。

2.10。GOLGA5互补脱氧核糖核酸结构和异位表达

全长cdna人类GOLGA5 (NM_005113.3)获得GenScript subcloned在pcDNA3.1 (+)。糖基的ORF克隆被DYKDDDDK标记。侧翼序列的克隆站点和完整的ORF序列经序列分析。异位表达的建设、细胞转染dna使用Lipofectamine®2000(热费希尔科学)根据制造商提供的手册。分化为8 ~ 9天,DNA转染反复进行每两天。

2.11。基因沉默

小核RNA) GOLGA5是Bioneer公司。80000年设计并合成的细胞用于击倒和转染1.5μ克的核利用Lipofectamine®RNAiMAX(热费希尔科学)根据制造商提供的手册。媒体改变了孵化后siRNA分析了5小时和细胞转染24 ~ 48小时后作进一步研究。分化为8 ~ 9天,核转染反复进行每两天。

3所示。结果

3.1。TGF -β1治疗促进牙周Ligament-Fibroblastic人类牙周韧带干细胞的分化(hPDLSCs)

据报道,低浓度的TGF -β1促进成纤维细胞的分化hPDLSCs [8,29日]。当hPDLSCs处理10 ng / ml的TGF -β1 9天,可以看出细胞的形状以一种典型的薄,细长的纤维母细胞,和一个定期安排是由定向(图1(一))。

除了9天TGF -后的形态学变化β1治疗,PDL-fibroblastic标记物的表达,如牙周ligament-associated蛋白1 (PLAP-1)和scleraxis (SCX),增加相比,在控制(图1 (b)在A和B, TGF)。骨桥蛋白(OPN)、一个profibrogenic因素,也是引起TGF -β1治疗[30.)(图1 (b),在C TGF)。然而,这个增加是由SB431542治疗抑制(图1 (b)某人在a - c)。与纤维发生的标记的表达不同,骨的/ cementogenic标记物的表达,比如osterix (OSX)、骨钙素(OCN),牙骨质附着蛋白(帽)和牙骨质蛋白1 (CEMP),要么是类似于对照组或减少后TGF -β1治疗(图1 (b)在d, TGF)。治疗以TGF -βI型受体抑制剂恢复(图的表达水平来控制水平1 (b)某人在d)。因此,hPDLSCs cytodifferentiated到成纤维细胞的细胞治疗TGF -β1,用于进一步研究PDL-fibroblastic祖细胞。以来的分化状态主要hPDLSCs不接受TGF -β1会有些偏见按年龄和其他特定的功能,细胞治疗SB431542作为对照组。

3.2。小说单克隆抗体、Anti-LG11抗体识别PDL-Fibroblastic Progenitor-Specific ~ 80 kDa的抗原

以前,我们生成一组单克隆抗体的细胞表面分子成使用完整的细胞作为抗原(27]。使用一个策略类似于诱饵免疫,我们开发了一套单克隆抗体膜/ ECM PDL-fibroblastic祖细胞分子。hPDLSCs对待SB431542被用作控制。从20 IgG-type抗体,anti-LG11抗体被用来识别PDL-fibroblastic祖细胞的特异性抗原。流仪分析表明anti-LG11 cell-binding亲和力的抗体高度增加hPDLSCs对待TGF -β1(图1 (c),+ TGF)。PDL-fibroblastic祖细胞被double-positive anti-PLAP-1 anti-LG11抗体,但这两个抗体的cell-binding亲和力同时SB431542治疗后消失(图1 (c)板2和3 B)。内生LG11抗原的蛋白质含量明显增加细胞处理TGF -β1(图1 (c)巷3 C)。这些结果表明,anti-LG11抗体识别的抗原PDL-fibroblastic祖细胞可能是一个特殊的标记。

此外,我们检查了表达水平根据PDL-fibroblastic分化时间进程和BMP7-induced cementoblastic分化(8,31日]。在TGF - GOLGA5表达逐渐增加β1-induced成纤维细胞的分化。然而,这种cementoblastic细胞中蛋白质含量低于PDL-fibroblastic细胞(图S1)。

抗体cDNA序列和IMGT / V-QUEST基于数据库的抗体相似度分析定义了complementarity-determining地区(CDRs) anti-LG11抗体(32,33]。此外,氨基酸序列的变量链cdr被观察到守恒(图1 (d)的)。和段的重链被发现与Musmus分享98.61%和100.0%相似性IGHV8-1101 f和Musmus IGHJ4分别01 f。V和J的轻链被发现与Musmus分享98.92%和93.75%相似性IGKV12-4101 f和Musmus IGKJ1分别为01 f(图1 (d),B)。这些数据表明,anti-LG11抗体是一种新型抗体属于免疫球蛋白₁和搞笑κ轻链的v12子组。

3.3。专门Anti-LG11抗体识别Golgin亚科一员5 (GOLGA5)

检测anti-LG11抗体识别的抗原,我们进行免疫沉淀反应使用提取物biotin-labeled PDL-fibroblastic祖。蛋白质乐队在75年和100年之间kDa强烈anti-LG11中发现免疫沉淀反应使用streptavidin-HRP-conjugated二级抗体(图2(一个)巷2中箭头)。串联质谱鉴定GOLGA5 46%的蛋白质序列覆盖率(图2(一个),B)。

人类GOLGA5的全长cDNA构建克隆成哺乳动物表达载体和ectopically海拉细胞中表达。Ectopically表示GOLGA5可以检测到anti-FLAG抗体,因为这种构造是标记的国旗图案(图c端结束3 (c)巷2)。anti-FLAG抗体的免疫沉淀反应强烈认识到商业anti-GOLGA5 anti-LG11抗体和抗体(圣克鲁斯,提高氨基酸343 - 625)(图2 (b)在上、下面板,巷2 B)。有趣的是,几乎没有内生GOLGA5蛋白质在海拉细胞被发现(图2 (b)在上、下面板,巷3 B),表明这种蛋白质很少是海拉细胞中表达。除了异位GOLGA5, crossreactivity anti-LG11抗体与anti-GOLGA5 hPDLSCs观察抗体。anti-LG11抗体的免疫沉淀反应强烈认可anti-GOLGA5抗体,反之亦然(图2 (b)C)。这些结果表明,GOLGA5 LG11抗原是相同的。

免疫组织化学显示anti-LG11抗体识别的抗原之间自由人民党地区丰富的牙质/牙骨质和牙槽骨在人类和老鼠的牙齿(图3(一个))。正如所料,GOLGA5 / LG11中检测出的膜分数hPDLSCs(图3 (b)巷3)和与GM130,高尔基体标记(图代表4(c), GM130),表明这种蛋白质存在于高尔基体膜。除了高尔基,GOLGA5 ER(图中发现3 (c)calnexin)和细胞膜;然而,后者的位置不是一模一样的整合素β5,ITG -β5(图3 (c)ITG -β5)。有趣的是,作为hPDLSCs PDL-fibroblastic祖细胞分化,一些GOLGA5 / LG11蛋白质不正是colocalize GM130。这些蛋白质逐渐走向的终端部分长外延PDL-fibroblastic祖细胞(图的区域3 (d)在A和B,箭头)。这些结果表明,GOLGA5 / LG11并不局限于细胞核周围的区域,cis-Golgi矩阵区域但可能迁移到外和终端部分的细胞在TGF -β1-induced PDL-fibroblastic分化。

3.4。损耗的内生GOLGA5 / LG11抑制牙周Ligament-Fibroblastic分化hPDLSCs的潜力

内生GOLGA5 / LG11未分化细胞和PDL-fibroblastic祖细胞耗尽使用核构造(图4(一),通道2和4),没有具体的形态变化或细胞缺陷损耗(图后被检测到4(一)B)。有趣的是,细胞显示没有转录水平的增加代表TGF -成纤维细胞的标记β1治疗后GOLGA5 / LG11损耗(图4 (b)A和B)。OSX和OCN表达适度增加,虽然cementoblastic标记,如CEMP和帽,保持不变(图4 (b)、氟)。数据表明,在高尔基体,GOLGA5 / LG11 TGF -中扮演一个重要的角色β1-induced成纤维细胞的分化。

3.5。GOLGA5 / LG11参与ECM牙周Ligament-Fibroblastic分化过程中蛋白质的生产

检查在高尔基体结构变化成纤维细胞的分化,我们发现内生高尔基蛋白hPDLSCs对待TGF -β1或SB431542使用anti-GM130和anti-LG11抗体。高尔基体的结构开发显然在细胞核周围的地区当GOLGA5 / LG11 TGF -蛋白质含量增加β1治疗(图5(一个)在A和B + TGF)。然而,高尔基体结构分散,缺乏组织当GOLGA5 / LG11蛋白质含量下降在SB431542治疗(图5(一个),某人在A和B)。

ECM蛋白质的生产,如胶原蛋白、纤粘连蛋白,对成纤维细胞的分化至关重要。在先前的研究中,富含血小板血浆包含TGF -β1发现刺激成纤维细胞的细胞增殖和移植胶原蛋白合成hPDLSCs [34]。胶原蛋白合成发生在急诊室,紧随其后的是运输到高尔基体,然后到细胞外空间,成熟的蛋白质组装。因为各种修改酶和监护人参与这个过程,通过高尔基逆行运输、回收逆行运输途径中的任何突变会导致胶原蛋白的生产缺陷(35,36]。我们调查的相关性GOLGA5 / LG11 ECM蛋白质生物合成,作为ECM通常分泌通过经典的方法运输从内质网到高尔基体的质膜,然后。当hPDLSCs PDL-fibroblastic祖细胞分化,GOLGA5 / LG11和胶原蛋白1型的表达α1,α2显著增加(图5 (b)巷3巷1 B)。除了胶原蛋白水平,纤连蛋白(FNT)水平在成纤维细胞的细胞(图也显著增加5 (b),α在A和B -FNT)。当内生GOLGA5 /小干扰rna和SB431542 LG11表达减少,这些基质蛋白的表达也显著下降(图5 (b)巷4巷2 B)。PDL-fibroblastic祖细胞的胶原蛋白合成验证了采用免疫分析。细胞内胶原蛋白的水平,增加了TGF -β1治疗,减少损耗的GOLGA5蛋白质使用核和SB431542(图5 (b)、TGF核,某人在C)。这些数据表明,GOLGA5 / LG11积累后的高尔基体TGF -β1刺激,促进ECM的合成和分泌蛋白质,从而创建一个基本环境PDL-fibroblastic hPDLSCs分化。

3.6。超表达GOLGA5 / LG11诱发凋亡细胞死亡

我们没有观察到细胞生长良好,死当GOLGA5全长cDNA在hPDLSCs(图6(一)OE)。此外,膜联蛋白的比例V-positive或者π-膜联蛋白V double-positive细胞约23倍,从3.46%上升到79.95%(图6 (b))。代表凋亡标记,如PARP和半胱天冬酶3,被激活的GOLGA5超表达(图6 (c)巷2中箭头)。这些数据表明,过度的长篇GOLGA5诱导细胞凋亡。

4所示。讨论

胶原蛋白是脊椎动物中最丰富的蛋白质,占大约90%的有机组成部分,骨骼,肌腱和韧带。胶原蛋白在组织中扮演着重要角色的形成为组织提供结构支撑。改变胶原蛋白生物合成和运输都与成骨不全症等疾病,纤维化,软骨发育异常(37,38]。从两个I型I型胶原蛋白组装α一种我1链在一起α2链,形成三聚物的胶原在ER。胶原蛋白前体被运送到了高尔基体在管状结构称为中间小管。proalpha链圈成一个三重螺旋沿着cis-side小囊内高尔基堆栈。形式包产生的胶原因此引起气缸积累的trans-side高尔基堆栈。然后运送到ECM形成胶原纤维。迁移的机制反式一边的高尔基堆栈ECM显然尚未阐明。虽然存在着大量信息关于分泌,处理,和组装的胶原蛋白,胶原蛋白形成的调控机制在分化和组织重构并不理解。

我们最初执行这项研究确定小说膜/ PDL-fibroblastic祖细胞通过细胞表面标记诱饵免疫。我们确定了GOLGA5作为小说anti-LG11抗体识别的抗原。GOLGA5, Golgin家族蛋白质,提出了作为一个跨膜蛋白参与intra-Golgi泡逆行运输过程中捕获在高尔基钢圈。之前GOLGA5然后回收池内intra-Golgi运输囊泡(17,19]。

在组织重构,成纤维细胞发挥关键作用在维护组织形态,导致沉积增加ECM组件,例如I型胶原、纤粘连蛋白(39]。顺行运输的规定在高尔基体分泌这些ECM蛋白是至关重要的。然而,我们发现GOLGA5是一种特定PDL-fibroblastic标记可以解释机制ECM的分泌蛋白在成纤维细胞从一个不同的视角。

转译后的修改原骨胶原的ER对胶原成熟很重要,取决于多个修改酶和说法40]。因此,可以说,逆行蛋白质运输促进酶的回收和说法所需胶原蛋白的形成。以前的报告表明,突变KDEL-coupled受体ER函数返回货物蛋白质,导致collagen-deficient成骨不全症。因此,逆行运输中扮演一个重要的角色在胶原合成和分泌41]。事实上,1型胶原的合成和在细胞纤连蛋白显著减少损耗的内生GOLGA5或抑制TGF -β1-induced成纤维细胞的分化(图5 (b))。成纤维细胞激活后TGF -β1,增加ECM的合成蛋白质,增加顺行运输紧随其后。同时,逆行运输也积极收益,从而增加GOLGA5蛋白质的需求。

的胞内定位GOLGA5 / LG11类似于cis-Golgi基质蛋白GM130无差别hPDLSCs(图3 (c))。然而,在TGF -β1-induced成纤维细胞的分化,一些GOLGA5 / LG11对细长的成纤维细胞的迁移。这些细胞的数量增加了9天(图作为差异化发展3 (d)),这表明GOLGA5可能发挥作用在顺行运输货物直接在PDL-fibroblastic祖细胞分泌。

高尔基体发生形态变化在正常细胞过程以及癌症等疾病的病理状态。高尔基的这些形态变化导致分裂和破坏的带状网络。在细胞分裂过程中,高尔基体分裂促进平等分配的高尔基体产生的子细胞(42]。然而,不可逆转的碎片的高尔基体在病理情况下发生。在这种情况下,高尔基还存在结构性蛋白质裂解活性在细胞凋亡(43]。高尔基体碎片也发生在囊泡分泌贩运是摄动(44- - - - - -46]。这些报告表明高尔基碎片会损害许多的胞内贩卖蛋白质生物功能的必要条件。

GOLGA5是有丝分裂的目标起着关键作用的高尔基带状结构的组装和维护在哺乳动物细胞(47,48]。GOLGA5损耗导致分裂的带状结构,减少正常的高尔基体的体积。高尔基体的运输效率低于正常的高尔基体。老鼠缺乏GOLGA5通常是可行的和成长;然而,胚胎发育需要GOLGA5 [23]。在我们的研究中,ECM蛋白质合成受到GOLGA5损耗在hPDLSCs(图的影响5)。此外,抑制胶原合成由于有缺陷的高尔基体抑制TGF -β1-induced成纤维细胞的分化(图4)。除了GOLGA5 GM130,研究最多的一个golgins,维持高尔基体带形态,其缺陷与高尔基体碎片和异常定位(49]。

在我们的研究中,细胞生长不受GOLGA5损耗影响,但抑制成纤维细胞的分化(数字4和5)。相比之下,GOLGA5过度诱导细胞通过细胞凋亡(图的缺陷6)。在先前的研究中,GOLGA5导致严重的过度分散高尔基的丝带(47,48],GM130造成细胞病理学的超表达溶酶体储存疾病和细胞缺陷的模型由于缺乏或故障所需的溶酶体酶分解葡糖氨基葡聚糖(笑话)50]。

总之,功能的得失GOLGA5显著影响PDLSC增长和成纤维细胞的分化。我们相信GOLGA5 PDL-fibroblastic祖细胞可能是一个有前途的标志。

5。结论

人类牙周韧带干细胞可以分化成PDL-fibroblastic祖细胞(hPDLSCs)治疗浓度较低的TGF -β1。虽然知道是profibrotic TGF -的影响β1,激活成纤维细胞的分子机制调解PDL-fibroblastic分化并不好理解。GOLGA5已被确认为PDL fibroblast-specific抗原抗体筛查完整细胞通过诱饵免疫。本研究的目的是调查的角色GOLGA5在成纤维细胞活化,hPDLSCs PDL-fibroblastic分化的一个重要过程。当TGF -β1信号通路被阻塞或GOLGA5被siRNA耗尽,成纤维细胞的标记代表表达下调,蛋白质和细胞外基质(ECM)的水平,如I型胶原、纤连蛋白减少PDL-fibroblastic祖细胞。此外,高尔基体结构在细胞核周围的地区经历了碎片在这些条件下。这些结果表明GOLGA5 ligament-fibroblastic标记ECM蛋白生产和分泌功能的重要性,这是PDL-fibroblastic分化的重要过程。

数据可用性

的数据支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Hyun-Jin金导致的收集和/或装配数据和数据分析。圣民金导致数据的收集和/或装配。Min-Jeong崔导致数据的收集和/或装配。Young-Joo张成泽的概念和设计,金融支持,收集和/或装配的数据,数据分析和解释,手稿写作。

确认

我们要感谢英国宇航系统公司,工程学系。的技术支持本研究的早期阶段。这项工作是支持的职业研究员计划(nrf - 2019 r1a2c1084524)和医疗研究中心项目(nrf - 2021 r1a5a2022318)。

补充材料

补充图1:表达水平的GOLGA5 hPDLSCs分化的不同阶段。我们检查了表达水平根据PDL-fibroblastic分化时间进程(a)和BMP7-induced cementoblastic分化(b), hPDLSCs收获TGF -每2天β1治疗和GOLGA5水平进行了分析。cementoblastic分化,100 ng / ml BMP7被细胞中每隔两天共计9天。因此,GOLGA5 TGF -表达逐渐增加β1-induced成纤维细胞的分化。正如所料,这在成牙骨质细胞蛋白质含量低于PDL-fibroblastic细胞。(补充材料)

引用

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