基于Wnt/β-连环蛋白通路探究金天格对肿瘤坏死因子-α诱导的小鼠MC3T3E1细胞生物学功能的影响实验研究

目的:探讨金天格通过调节Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)通路对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的小鼠成骨细胞(MC3T3E1)细胞生物学功能的影响。方法:体外培养MC3T3E1细胞,分为对照组、TNF-α组(50 ng/ml TNF-α)、L-金天格组(50 ng/ml TNF-α+10^(-6) g/L金天格)、M-金天格组(50 ng/ml TNF-α+10-5 g/L金天格)、H-金天格组(50 ng/ml TNF-α+10^(-4) g/L金天格)、Dickkopf-1(DKK-1)组(50 ng/ml TNF-α+10 ng/ml Wnt/β-catenin通路抑制剂DKK-1)、H-金天格+LiCl组(50 ng/ml TNF-α+10^(-4) g/L金天格+20μmol/L Wnt/β-catenin通路激活剂LiCl)。用CCK-8试剂盒对细胞活性进行检测,用流式细胞仪对细胞凋亡情况进行检测,用酶联免疫吸附试验对细胞白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-6水平进行检测,用Western blot对细胞凋亡相关蛋白及Wnt/β-catenin信号通路蛋白表达情况进行检测。结果:与对照组比较,TNF-α组细胞活性、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、细胞程序性死亡配体-1(PD-L1)蛋白表达降低,细胞凋亡率、IL-1β、IL-6水平以及B细胞淋巴瘤(Bax)、β-catenin、转录因子7样2(TCF7L2)、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)蛋白表达升高(均P<0.05)。与TNF-α组比较,L-金天格组、M-金天格组、H-金天格组、DKK-1组细胞活性及Bcl-2、PD-L1蛋白表达升高,细胞凋亡率、IL-1β、IL-6水平以及Bax、β-catenin、TCF7L2、Cyclin D1蛋白表达降低(均P<0.05)。与H-金天格组比较,H-金天格+LiCl组细胞活性及Bcl-2、PD-L1蛋白表达降低,细胞凋亡率、IL-1β、IL-6水平以及Bax、β-catenin、TCF7L2、Cyclin D1蛋白表达升高(均P<0.05)。结论:金天格可能通过抑制Wnt/β-catenin通路减轻TNF-α诱导的MC3T3E1细胞损伤。

L-NMMA对过量氟暴露引起的小鼠MC3T3E1成骨细胞中NO/iNOS表达的影响

目的探讨L-单甲基-精氨酸(L-NMMA)与过量氟化钠(NaF)共培养对小鼠颅顶前成骨(MC3T3E1)细胞中一氧化氮(NO)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达的影响。方法将MC3T3E1成骨细胞分为空白组(只含培养基)、NaF染毒组(0、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mmol/L)及L-NMMA染毒组(0、5、10、20、40、80 mol/L),采用细胞增殖-毒性检测试剂盒(CCK8)检测细胞存活率,并筛选最佳染氟浓度和最佳L-NMMA用药浓度;再将MC3T3E1成骨细胞分为对照组(0.0 mmol/L NaF)、低氟组(1.0 mmol/L NaF)、高氟组(4.0 mmol/L NaF)、低氟+L-NMMA组(1.0 mmol/L NaF+20μmol/L L-NMMA)、高氟+L-NMMA组(4.0 mmol/L NaF+20μmol/L L-NMMA)、L-NMMA组(20μmol/L L-NMMA),处理24 h,采用硝酸还原酶法检测细胞中NO含量,蛋白免疫印迹法及实时荧光定量PCR法分别检测iNOS蛋白及mRNA表达水平。结果与对照组相比,1.0、2.0、4.0、8.0 mmol/L NaF染毒组及80μmol/L L-NMMA染毒组MC3T3E1成骨细胞存活率降低(P<0.05),选择1.0 mmol/L和4.0 mmol/LNaF为染氟浓度、20μmol/LL-NMMA用药浓度进行后续实验;与对照组比较,低氟组、高氟组MC3T3E1成骨细胞中NO含量增加(P<0.05),低氟+L-NMMA组中NO含量低于低氟组(P<0.05),高氟+L-NMMA组细胞中NO含量低于高氟组(P<0.05);与对照组相比,高氟组MC3T3E1成骨细胞中iNOS蛋白及mRNA表达水平升高(P<0.05);与高氟组比较,高氟+L-NMMA组细胞中iNOS蛋白及mRNA表达水平降低(P<0.05)。结论过量氟可致MC3T3E1成骨细胞损伤、iNOS蛋白和mRNA表达增强、细胞中NO含量增加,L-NMMA与氟共培养后可减弱这一效应,提示L-NMMA对过量氟所致MC3T3E1成骨细胞损伤有一定的保护作用。

紫草素对MC3T3-E1细胞增殖、分化、矿化及成骨相关基因表达的影响

目的探究紫草素对小鼠成骨前体细胞(MC3T3⁃E1 cells)增殖、成骨分化的影响及OPG/RANKL信号轴在其中的作用。方法MC3T3⁃E1细胞体外培养,实验分为对照组和不同浓度(0.0625、0.125、0.25、0.5、1、2μmol/L)紫草素实验组,给药24、48、72 h后CCK⁃8法检测细胞增殖抑制率;使用碱性磷酸酶(ALP)活性试剂盒检测MC3T3⁃E1细胞ALP活性水平;运用NBT/BCIP试剂盒进行ALP染色鉴定;采用实时荧光定量PCR(RT⁃PCR)检测骨保护素(OPG)、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、Ⅰ型胶原(COL⁃I)基因表达水平;茜素红染色观察矿化结节的形成。结果0.0625、0.125、0.25、0.5μmol/L的紫草素组较对照组显著促进MC3T3⁃E1细胞增殖(P<0.05),高于0.5μmol/L的紫草素组显著抑制MC3T3⁃E1细胞生长(P<0.05);安全浓度下的紫草素组呈浓度依赖性促进成骨细胞增殖、分化和矿化;RT⁃PCR结果显示与对照组相比,安全浓度下的紫草素组显著促进OPG、RUNX2、COL⁃I表达,抑制RANKL表达(P<0.05)。结论紫草素能促进MC3T3⁃E1细胞增殖、分化及矿化,可能是通过调节OPG/RANKL信号轴及成骨相关基因实现的。

Osterix和核结合因子在成骨样细胞系分化过程中的表达

目的观察小鼠前成骨细胞MC3T3E1的诱导成骨过程中,Osterix(OSX)和核结合因子(Cbfa1)及其两种亚型Cbfa1/P56、Cbfa1/P57表达的变化,了解OSX和Cbfa1表达与成骨细胞分化的关系,探求与OSX变化趋势一致的Cbfa1亚型。方法在小鼠前成骨细胞MC3T3E1培养的不同时间(0、4、10、14、18、22 d),用半定量RT-PCR法检测OSX、Cbfa1、Cbfa1/P56、Cbfa1/P57 mRNA的表达;用Western-blot法检测Cbfa1蛋白的表达;Van Gie-Son苦味酸酸性复红染色法染色细胞Ⅰ型胶原;茜素红染色观察矿化结节形成。结果MC3T3E1在诱导成骨的培养条件下,从培养第18天开始出现矿化,第22天观察到明显的矿化结节形成。OSX mRNA、Cbfa1 mRNA和Cbfa1蛋白的表达量随MC3T3E1的成熟矿化逐渐增高,而Cbfa1/P56 mRNA表达量无变化,但Cbfa1/P57 mRNA在培养第18天和第22天的表达量明显增高。结论在MC3T3E1分化过程中,OSX和Cbfa1的表达量随成骨细胞的成熟逐渐增高。在Cb-fa1的亚型中,Cbfa1/P57的表达与OSX表达趋势一致。

圣草素促进成骨细胞自噬减轻糖皮质激素诱导的细胞凋亡

背景:糖皮质激素诱导的骨质疏松症是系统性糖皮质激素治疗的常见并发症,主要表现为对成骨细胞的抑制作用。圣草素可抑制破骨细胞分化和卵巢切除术引起的骨质疏松,然而,圣草素是否调节糖皮质激素诱导的成骨细胞凋亡尚不清楚。目的:探究圣草素是否在地塞米松诱导的成骨细胞凋亡中发挥作用,及其潜在的作用机制。方法:采用不同浓度(0,0.5,1,2.5,5,10μmol/L)的圣草素或自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(5μmol/L)处理地塞米松预处理的成骨细胞MC3T3‐E1,然后用血红素加氧酶1的过表达载体(pcDNA-HMOX1)和空载体(pcDNA vector)转染MC3T3‐E1细胞。分别采用CCK-8和流式细胞术检测细胞活力和凋亡;采用ELISA检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性;采用Western blotting检测自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、p62、Atg5和Atg12表达,凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2的表达,以及AMP蛋白激活激酶(AMPK)和p-AMPK蛋白表达。结果与结论:①低浓度的圣草素对MC3T3-E1细胞无毒性,且促进细胞增殖,并以剂量依赖性的方式促进自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、p62、Atg5和Atg12表达,降低半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性,抑制Bax蛋白表达,促进Bcl-2蛋白表达,减少地塞米松诱导的MC3T3-E1细胞凋亡;②此外圣草素可显著促进成骨细胞中血红素加氧酶1的表达;过表达血红素加氧酶1促进AMPK磷酸化,激活自噬,抑制地塞米松诱导的成骨细胞凋亡;③而3-甲基腺嘌呤处理抵消了血红素加氧酶1过表达对MC3T3-E1细胞的影响;④提示低浓度圣草素对成骨细胞无毒性,可以通过上调血红素加氧酶1的表达激活AMPK信号通路,从而促进自噬,抑制地塞米松诱导的成骨细胞凋亡;圣草素具有治疗糖皮质激素诱导骨质疏松症的巨大潜力。

肿瘤坏死因子α干预小鼠成骨细胞cbfa1/runx2基因的表达

背景:肿瘤坏死因子α可降低牙周膜纤维细胞碱性磷酸酶的活性,抑制牙周膜纤维细胞向成骨细胞的功能转化。目的:观察肿瘤坏死因子α对小鼠成骨细胞生长及cbfa1/runx2基因表达的影响。方法:取生长良好的小鼠成骨细胞系MC3T3/E1细胞,分别以20,40,60,80μg/L的肿瘤坏死因子α进行干预,以正常培养的细胞作为对照。采用RT-PCR法检测MC3T3/E1细胞cbfa 1/runx2mRNA的表达;PNPP法测定碱性磷酸酶活性;MTT法检测细胞活力。结果与结论:正常培养的MC3T3/E1细胞cbfa1/runx2 mRNA呈阳性表达,随着肿瘤坏死因子α浓度的增高,其表达水平逐渐下降。同时MC3T3/E1细胞活力和碱性磷酸酶活性也随肿瘤坏死因子α浓度的增高而下降。提示肿瘤坏死因子α可抑制MC3T3/E1细胞生长,而cbfa1/runx2可能参与了成骨细胞的分化过程。