高迁移率族蛋白B1调控Janus激酶2/信号转导与转录激活子3信号促进骨髓间充质干细胞成骨分化

目的:探讨高迁移率族蛋白B1(HMBG1)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响,分析可能的基础机制。方法:根据成骨培养基含HMGB1浓度的不同,分组处理BMSCs,使用蛋白质印迹法(Western blot)、QPCR和碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色等方法检测其信号激活、成骨标志蛋白表达和成骨分化矿化情况。使用含Janus激酶2/信号转导与转录激活子3(JAK2/STAT3)通路抑制剂和含HMGB1的成骨培养基处理BMSCs,通过Western blot验证JAK2/STAT3通路与HMGB1成骨分化能力的相关性。选用C57BL/6小鼠构建股骨骨折模型,使用HMGB1腹腔注射骨折模型小鼠,μCT扫描统计两组BV/TV值,以上实验使用t检验用于两组间比较。结果:在BMSCs中HMGB1能刺激关键转录因子JAK2和STAT3蛋白磷酸化,对照组成骨标志蛋白与基因的表达水平低于50 ng/ml HMGB1组(1.035±0.280比11.560±0.317,t=49.420,P<0.001;1.000±0.078比12.910±2.115,t=11.280,P<0.001),ALP染色及茜素红染色结果证明,HMGB1促进了BMSCs的成骨分化与矿化。使用JAK2/STAT3通路抑制剂后,HMGB1组成骨标志物的表达高于Stattic组和AG490组(0.670±0.036比0.171±0.031,t=18.140,P<0.001;0.670±0.036比0.138±0.019,t=22.630,P<0.001。1.025±0.038比0.482±0.046,t=15.770,P<0.001,1.025±0.038比0.539±0.038,t=6.124,P<0.01),骨折模型小鼠对照组的BV/TV值低于HMGB1组(0.442±0.044比0.605±0.015,P<0.05)也验证了其促骨折愈合的作用。结论:HMGB1在体外可以通过JAK2/STAT3通路促进BMSCs的成骨分化,由此推测HMGB1可能是在PMOP的骨循环中起复杂作用的重要靶点。