来源于多能干细胞的视网膜色素上皮(RPE)细胞移植治疗年龄相关性黄斑变性(AMD)和视网膜色素变性(RP)是近年研究热点，但RPE体外分化诱导效率低下、成本高等一直是难以克服的障碍。研究表明，姜黄素(curcumin)可促进人胚胎干细胞(ESCs)的定向诱导分化，但其对人ESCs向RPE样细胞的定向分化的作用机制尚不清楚。
目的研究体外培养的人ESCs向视网膜色素上皮(RPE)样细胞的诱导分化过程，探讨curcumin对人ESCs向RPE细胞定向诱导效率的影响及其机制。
方法将人ESCs株进行体外培养，将处于对数生长期的ESCs传代至基质膜(Matrigel)包被的6孔板中，以mTeSR™1培养基培养至过渡融合状态后更换为含质量分数87% KnockOut™DMEM、质量分数10%血清替代物(SR)、质量分数1%非必需氨基酸和质量分数1%谷氨酰胺及青链霉素双抗的分化诱导体系，同时加入终浓度为1 μmol/L的curcumin处理24 h，对照组培养基中未加入curcumin。分别于诱导培养3周及5周时提取细胞RNA及蛋白，采用荧光定量逆转录PCR(RT-PCR)法检测诱导RPE(iRPE)细胞中干细胞标志物、RPE相关标志物及Wnt/β-catenin信号通路相关因子mRNA的相对表达水平；采用Western blot法及免疫荧光染色检测人ESCs、iRPE细胞及人RPE细胞中相关标志物蛋白的表达水平；通过细胞吞噬实验检测iRPE细胞的吞噬功能。
结果Curcumin组诱导后3周时即可见iRPE细胞色素化，随着时间延长色素化程度更高，而对照组细胞在诱导后5周时开始出现细胞色素化。RT-PCR结果显示，curcumin诱导后3周及5周，curcumin组iRPE细胞中ESCs标志物NANOG mRNA的相对表达水平明显低于对照组，差异均有统计学意义(t＝13. 086，P＝0. 022；t＝34. 186，P＝0. 004)，而RPE标志物Pax6、RX、CRALBP及RPE65 mRNA的相对表达量明显高于对照组，差异均有统计学意义(均P<0. 01)。Western blot检测显示，CRALBP、RPE65和MITF蛋白在iRPE细胞中表达，表达强度与人RPE细胞相近，而人ESCs不表达上述蛋白。免疫荧光染色显示，iRPE细胞中Pax6、MITF和ZO-1蛋白表达阳性，分别定位于细胞质和细胞膜，可见curcumin组得到的细胞为iRPE细胞，纯化效率达到100%，体外细胞吞噬实验显示，iRPE细胞的细胞质内呈现的聚苯乙烯荧光微球接近阳性对照组，而阴性对照组iRPE细胞中未见到聚苯乙烯荧光微球。诱导培养后第3周和第5周时，curcumin组细胞中Wnt信号通路下游靶因子Lef1、MYC和TCF7，Wnt受体FZD3及Wnt配体Wnt2B和Wnt7B的mRNA相对表达水平明显高于对照组，差异均有统计学意义(均P<0. 01)。
结论Curcumin能提高人ESCs向RPE样细胞的定向诱导效率，其主要机制可能是通过促进Wnt/β-catenin信号通路的活性，从而促进iRPE细胞的分化和成熟。