综述:间黏素信号通路在间充质干细胞分化中的作用

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.3

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  这篇综述系统阐述了间黏素(Integrin)信号通路调控间充质干细胞(MSCs)向脂肪细胞(Adipocytes)、软骨细胞(Chondrocytes)和成骨细胞(Osteoblasts)分化的分子机制,重点解析了细胞外基质(ECM)与间黏素互作通过Wnt/β-catenin、FAK/ERK等通路影响组织稳态与修复的潜在治疗价值。

  

间黏素信号通路在MSC分化脂肪细胞中的作用

脂肪细胞分化受ECM刚度和间黏素亚基调控。研究发现,白色脂肪组织(WAT)中β1亚基通过整合胰岛素信号调控脂滴储存,而α5β3异源二聚体介导IGF-1信号促进3T3-L1前脂肪细胞分化。在肥胖模型中,胶原沉积导致ECM重构异常,激活ERK通路并引发胰岛素抵抗。值得注意的是,FAK活性抑制会加剧脂肪细胞凋亡,而Serpina3c可通过调控α5β3-IGF-1轴影响代谢平衡。

间黏素信号通路在MSC分化软骨细胞中的角色

软骨细胞通过α1β1和α5β1感知机械应力,经MAPK-ERK-p38级联反应调控炎症因子(IL-1β、TNF-α)和基质金属蛋白酶(MMP-3/13)分泌。ATDC5细胞实验显示,ANGPTL2-α5β1互作会促进骨关节炎相关炎症。TGF-β1和BMPs可诱导MSCs表达Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖(Aggrecan),而ITGBL1的阶段性高表达能抑制间黏素信号,提示其治疗软骨退行性病变的潜力。

间黏素信号在MSC分化成骨细胞中的调控机制

成骨分化依赖RUNX2启动胶原合成,但过度表达会阻碍矿化。FN-1通过Wnt/β-catenin通路促进MC3T3-E1前成骨细胞矿化,而BK通道(Big conductance calcium-activated potassium channels)作为机械传感器协助钙信号转导。αV亚基标记实验证实,整合素β1-smad1/5轴调控BMP-2依赖性骨形成,RGD肽则通过Wnt通路增强细胞迁移和分化。

结论与展望

间黏素信号通路通过ECM-细胞动态互作精确调控MSCs三系分化,但模型差异(如3T3-L1与原代脂肪细胞)导致β1功能争议。未来需优化ATDC5等体外模型,以揭示间黏素在组织工程中的治疗靶点价值。

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