1. Caveolin-1調控人類骨髓間葉幹細胞分化之影響
Regulation of human bone marrow-derived mesenchymal
stem cell differentiation by caveolin-1
長榮大學生物科技學系 姜嵐馨
實習單位:成功大學醫學院骨骼關節研究中心
指導教授：賴國安 教授∕王仰高 博士
Introduction Results
幹細胞為原始、尚未分化且未成熟的細胞，具有自我更
1)成骨分化與脂肪分化之基因表現
新與分化的能力，可分化為構成組織與器官之各種不同細胞類
型。在適當的誘導條件下，幹細胞可發展成具特定型態與功能
的成熟細胞，因此，與幹細胞相關的研究為組織工程及再生醫
學提供了莫大的願景。雖然胚胎幹細胞具有多能的能力，但受
限於道德爭議，使成體幹細胞成了另一種廣受重視的替代方法，
而其中備受廣泛研究之成體幹細胞即為骨髓間葉幹細胞。
外在因素可影響幹細胞之分化方向：
1) 物理性刺激：電磁刺激、流體應力與不同基質軟硬程度等。
2) 化學因子刺激：血小板衍生生長因子、表皮生長因子、鹼
性纖維母細胞生長因子與類胰島素生長因子1等。
3) 微環境中可能造成分化之條件
而細胞在受到刺激後，可由訊息傳遞因子將訊息整合完成
並傳遞至細胞內以進行反應，目前發現有兩種訊息傳遞因子， 圖(一) 跑膠出來之結果與量化後之圖表
FAK與caveolin-1。
2)Caveolin-1於成脂分化中有較高之表現量且位於細胞核附近
於脂肪分化過程中，細胞膜上形成脂筏 ，其脂筏聚集了許
多的caveolae與許多訊號傳遞分子與接受器，如：protein kinase
C、G protein與 receptor tyrosine kinase 等分子。Caveolin-1為
caveolae上之主體蛋白，可被外在微環境、物理性或化學因子
刺激進而影響其於體內之調控。
Aim
Caveolin-1對於成骨分化與脂肪分化有著重大的調控關係存
在著，為了探討其Caveolin-1於成骨及脂肪誘導下，其表現有何 圖(二) Caveolin-1於成骨及成脂分化中之表現量與位置
不同，將做一系列之實驗：
3)以siRNA抑制caveolin-1後有抑制成骨及成脂基因之表現
1) Caveolin-1於成骨分化及脂肪分化之表現
2) Caveolin-1於 RNA及蛋白質上之表現是否一致
3) 抑制 Caveolin-1後，其成骨分化及脂肪分化表現有何不同
4) 抑制 Caveolin-1後，做成骨及脂肪誘導，檢測細胞將於何種
分化邁進
Materials and Methods
LD: 5 x 103 hBMSCs/cm2 HD: 2 x 104 hBMSCs/cm2
↙ ↘
RNA extraction Immunofluoroscence
↓
RT-PCR
↓
Electrophoresis 圖(三) siCAV 對於成骨及成脂分化中各基因之表現
Discussion
Transfer siCAV to knock down caveolin-1
caveolin-1是個膜蛋白，但若一個膜蛋白被製造出來後沒能
↓
送到細胞膜表面以執行其功能，最終仍可能被 degraded，所以
RNA extraction 造成 caveolin-1於蛋白質的表現上，成脂分化中較成骨分化中高，
↓ 但因為沒送到膜上，因此有可能是沒有功能的。
RT-PCR 雖然 caveolin-1 在不同的分化過程中表現量有差異，但是
↓ 若是將 caveolin-1 以 siRNA 降低表現後，會造成對成骨及成脂
Electrophoresis 分化的抑制，顯示caveolin-1在不同的分化過程都扮演重要的角
色