红景天苷促进MC3T3-E1细胞成骨分化能力的体外实验

背景:骨缺损可直接影响牙齿种植的成功率及种植体的长期稳定性。研究显示红景天苷可促进成骨细胞增殖、分化,但对于其成骨分化相关通路具体研究不多。目的:体外细胞实验研究红景天苷对MC3T3-E1细胞增殖和分化的影响,并探究其对相关基因和蛋白表达的影响。方法:采用CCK-8实验和碱性磷酸酶实验筛选红景天苷(0.5,1,5,10,50μmol/L)促进MC3T3-E1细胞增殖和分化的最佳浓度。实验分为4组:对照组、红景天苷组、红景天苷+LY294002组、LY294002组,分别用成骨诱导液、含10μmol/L红景天苷、10μmol/L红景天苷+10μmol/L LY294002、10μmol/L LY294002的成骨诱导液进行培养,观察红景天苷及PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002对成骨相关基因和蛋白表达的影响。结果与结论:①CCK-8实验和碱性磷酸酶实验显示:红景天苷促进MC3T3-E1细胞增殖的作用在10μmol/L时最显著;②与对照组相比,红景天苷可以促进矿化、促进细胞黏附、减少细胞死亡,提高Runx-2、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达(P<0.01),提高Runx-2和p-Akt蛋白表达(P<0.01);而添加PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002则可逆转以上结果;③结果表明,红景天苷能促进MC3T3-E1细胞矿化,并能促进成骨相关基因、蛋白的表达,这可能与PI3K/Akt信号通路的激活有关。

黄芪甲苷可缓解MC3T3-E1细胞氧化应激损伤并促进成骨

背景:氧化应激是导致骨质疏松症的主要原因之一,减少氧化应激水平与增加抗氧化防御是治疗骨质疏松症的重要研究方向。研究证实黄芪甲苷具有抗骨质疏松作用,但其作用机制尚不明确。目的:探讨黄芪甲苷对氧化应激条件下MC3T3-E1细胞成骨的作用。方法:将MC3T3-E1细胞分4组培养:对照组加入完全培养基,模型组加入含过氧化氢的完全培养基干预24 h后更换为完全培养基,黄芪甲苷组加入含过氧化氢、黄芪甲苷的完全培养基干预24 h后更换为含黄芪甲苷的完全培养基,抑制剂组加入含过氧化氢、黄芪甲苷、细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERK)抑制剂的完全培养基干预24 h后更换为含黄芪甲苷、ERK抑制剂的完全培养基。过氧化氢干预48 h后,通过丙二醛含量检测黄芪甲苷对MC3T3-E1细胞氧化应激的缓解作用;过氧化氢干预48 h后进行成骨诱导培养,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色验证MC3T3-E1细胞成骨及矿化能力,通过RT-qPCR检测成骨相关基因的表达,Western blot检测成骨相关蛋白及ERK/腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)信号通路蛋白的表达。结果与结论:(1)模型组细胞内碱性磷酸酶含量与矿化结节形成均少于对照组(P<0.05),黄芪甲苷组细胞内碱性磷酸酶含量与矿化结节形成均多于模型组(P<0.05)。(2)与对照组比较,模型组细胞内丙二醛含量增加(P<0.05),骨钙素、RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA与蛋白表达均降低(P<0.05),AMPK mRNA与p-AMPK蛋白表达升高(P<0.05);与模型组比较,黄芪甲苷组细胞内丙二醛含量减少(P<0.05),骨钙素、RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05),ERK1/2、AMPK mRNA表达升高(P<0.05),p-AMPK、p-ERK1/2蛋白表达均升高(P<0.05);ERK抑制剂可部分抑制黄芪甲苷的上述作用。(3)结果表明,黄芪甲苷可通过激活ERK/AMPK信号通路促进氧化应激条件下MC3T3-E1细胞的成骨分化。

初级纤毛介导成骨前体细胞系MC3T3-E1传代衰老减低成骨分化能力

背景:在大段骨缺损修复中,由于种子细胞传代等多种因素可引起成骨类细胞衰老,造成组织工程骨植入体内后成骨分化活性降低。近年来,初级纤毛介导细胞衰老的机制已被广泛研究,但“传代衰老-成骨活性减低”的初级纤毛相关机制尚未完全明了。目的:探讨初级纤毛调控成骨性MC3T3-E1细胞传代衰老的可能机制。方法:成骨前体细胞系MC3T3-E1细胞传代至第10代(早期传代)及第40代(晚期传代),同时使用siRNA沉默IFT88阻碍初级纤毛生成,即将细胞分为第10代组、第40代组、第10代+siRNA IFT88-组、第40代+siRNA IFT88-组。各组细胞成骨诱导3 d,采用RT-PCR和Western blot检测衰老标志物CDKN2A(P16)的表达、成骨活性标志物骨形态发生蛋白2和碱性磷酸酶的表达、Hedgehog通路IHH的表达;茜素红染色和初级纤毛免疫荧光染色分析初级纤毛形态;对初级纤毛阳性率与IHH、骨形态发生蛋白2的表达进行Spearman相关性分析。结果与结论:①成骨诱导3 d,第40代组MC3T3-E1细胞的CDKN2A(P16)表达显著高于第10代组,而在siRNA IFT88-干预后差异消失;②第10代组的初级纤毛细胞阳性率高于第40代组,siRNA IFT88-则显著性抑制第10代与第40代细胞的初级纤毛表达;③第10代组MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶及骨形态发生蛋白2的转录活性和蛋白表达均高于第40代组,通过siRNA抑制初级纤毛表达后,上述差异减低或者消失;④初级纤毛细胞阳性率与IHH蛋白表达及骨形态发生蛋白2蛋白表达呈正相关。结果表明:初级纤毛介导了成骨性MC3T3-E1细胞的传代衰老,可调控成骨分化能力。

龙血素B通过P38MAPK信号通路调控MC3T3-E1成骨分化和骨形成的机制

目的:探究龙血素B对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1细胞)成骨分化和骨形成的影响以及其通过P38MAPK信号通路调控成骨分化和骨形成的机制。方法:培养MC3T3-E1细胞,加入不同浓度(0、15、30、60、90、120μmol/L)龙血素B,采用CCK8法和流式细胞术(FCM)检测不同时间(24h、48h、72h)MC3T3-E1细胞增殖能力和凋亡情况,确定龙血素B促MC3T3-E1细胞成骨最佳的药物浓度及作用时间。培养MC3T3-E1细胞并分为空白组(不作干预),龙血素B组(加入龙血素B共培养),龙血素B+阻断剂组(加入龙血素B和P38抑制剂SB203580共培养),进行干预实验;采用碱性磷酸酶(ALP)活性检测试剂盒测定各组细胞ALP活性,qRT-PCR法检测各组细胞骨桥蛋白(OPN)基因、骨钙素(OCN)基因、骨唾液蛋白(BSP)基因表达水平,茜素红染色法观察各组细胞骨形成能力。结果:龙血素B可促进MC3T3-E1细胞增殖并抑制其凋亡,效果与浓度和干预时间相关,在90μmol/L浓度下干预48h促MC3T3-E1细胞生长作用最强;干预结束后第1、3、5天,龙血素B组细胞ALP活性较空白组升高,龙血素B+阻断剂组细胞ALP活性较龙血素B组降低(P<0.05);龙血素B组细胞OPN、OCN、BSP基因表达水平较空白组升高,龙血素B+阻断剂组细胞OPN、OCN、BSP基因表达水平较龙血素B组降低(P<0.05);干预结束后第21天,龙血素B组细胞钙化结节区域面积较空白组增大,龙血素B+阻断剂组细胞钙化结节区域面积较龙血素B组减小(P<0.05)。结论:龙血素B可提高MC3T3-E1细胞增殖活性,并通过激活P38MAPK信号通路促进MC3T3-E1细胞成骨分化和骨形成。

淫羊藿苷在炎症环境下对MC3T3-E1细胞增殖分化的影响

背景:研究表明慢性根尖周炎是常见的炎症性骨破坏疾病之一,淫羊藿苷可以促进成骨分化、抑制骨吸收,可能对慢性根尖周炎引起的骨破坏起到保护作用。目的:探讨在脂多糖刺激的炎症环境下淫羊藿苷对MC3T3-E1细胞增殖分化的影响。方法:应用脂多糖刺激MC3T3-E1细胞建立体外炎症环境,采用CCK-8检测脂多糖最佳作用质量浓度及作用时间;CCK-8检测在1μg/mL脂多糖刺激下淫羊藿苷的最佳作用质量浓度;碱性磷酸酶染色、Real-time PCR及Western blot检测炎症环境下淫羊藿苷对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响;Real-time PCR及Western blot检测炎症环境下淫羊藿苷对MC3T3-E1细胞炎症相关因子白细胞介素1β、白细胞介素6表达的影响。结果与结论:①CCK-8结果显示,淫羊藿苷的最佳作用质量浓度为0.1μg/mL;②在炎症环境下,淫羊藿苷增强了碱性磷酸酶的表达,促进了成骨细胞分化;③与脂多糖组相比,脂多糖+淫羊藿苷组成骨相关因子碱性磷酸酶、Runx2表达升高;④与脂多糖组相比,脂多糖+淫羊藿苷组炎症相关因子白细胞介素1β、白细胞介素6表达水平下降;⑤结果提示,脂多糖能导致MC3T3-E1细胞成骨分化能力减弱并加重炎症反应,淫羊藿苷对其具有保护作用。

辅酶Q10对MC3T3-E1细胞氧化应激损伤的保护作用研究

辅酶Q10(CoQ10)作为一种抗氧化剂,在保护细胞免受氧化应激损伤中发挥重要作用。本探究旨在探讨CoQ10对氧化应激状态下的MC3T3-E1的保护作用。方法 将MC3T3-E1随机分为对照组、H2O2模型组(200μmol/L的H2O2作用4h)、CoQ10治疗组(100μmol/L的CoQ10预处理48H后,200μmol/L的H2O2作用4h)和CoQ10组(100μmol/L)。检测各组细胞活性氧(ROS)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)等关键生物标志物的含量。结果 H2O2组细胞的ROS和MDA水平较对照组均显著增高(P<0.05)、LDH释放量显著增大(P<0.05);CoQ10治疗组细胞以上三项指标较H2O2组均显著下降(P<0.05)。H2O2模型组SOD活性较对照组显著降低(P<0.05),在CoQ10干预治疗组中SOD活性明显高于H2O2模型组(P<0.05)。结论 辅酶Q10能够起到显著的保护氧化应激损伤的MC3T3-E1细胞的作用。

双膦酸盐修饰生长分化因子5促进MC3T3-E1细胞的成骨分化

背景:生长分化因子5作为骨形态发生蛋白的一员在软骨及骨组织修复领域表现出良好的应用潜力,增强生长分化因子5与骨组织的亲和力是提高蛋白使用效率的关键,因而开发具有骨靶向性的生长分化因子5蛋白具有重要意义。目的:利用双膦酸盐修饰生长分化因子5并探讨改性后蛋白对小鼠成骨前体细胞生长分化的影响。方法:采用化学交联法将生长分化因子5与帕米膦酸钠偶联,得到偶联帕米膦酸钠的生长分化因子5,采用傅里叶变换红外光谱、圆二色谱对其基团及结构进行表征,利用ELISA试剂盒测定生长分化因子5与磷酸钙的结合量以及生长分化因子5的体外释放量,用于表征其体外骨靶向性。将生长分化因子5(对照组)、偶联帕米膦酸钠的生长分化因子5(实验组)分别与成骨前体细胞MC3T3-E1共培养,以单独培养的细胞为空白对照,评价复合物对细胞增殖及分化等的影响。结果与结论:①红外光谱及圆二色谱结果表明,实验成功制备了双膦酸盐/生长分化因子5复合物且蛋白二级结构无显著变化;体外磷酸钙吸附结果表明,偶联帕米膦酸钠后,生长分化因子5与磷酸钙的吸附率增加了约1倍;在半胱氨酸存在条件下,偶联帕米膦酸钠的生长分化因子5的蛋白可释放出来;②CCK-8实验结果显示,实验组培养4,7 d的吸光度值高于对照组、空白对照组(P<0.0001);培养7 d后,实验组碱性磷酸酶表达明显高于对照组、空白对照组(P<0.0001);培养13 d后,实验组钙结节含量明显高于对照组、空白对照组(P<0.0001);qRT-PCR结果检测结果显示,培养7 d后,实验组碱性磷酸酶、骨钙素及Runx2的mRNA表达高于对照组、空白对照组(P<0.01,P<0.001,P<0.0001);③结果表明,双膦酸盐修饰有利于增强生长分化因子5与磷酸钙的结合能力,同时有利于增强其生物活性。

高糖环境下药桑提取物脱氧野尻霉素对MC3T3-E1细胞的影响

目的研究药桑提取物脱氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin,DNJ)在高糖环境下对MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化的作用。方法取P4代MC3T3-E1细胞,在50 mmol/L的高糖环境下通过细胞毒性检测试剂盒(Cell dountingkit-8,CCK-8)检测不同浓度的DNJ(10 mmol/L、1 mmol/L、100μmol/L、10μmol/L、1μmol/L、100 nmol/L、10 nmol/L、1 nmol/L)干预对MC3T3-E1细胞增殖的影响,筛选出后续实验研究的DNJ浓度。取培养至对数生长期的MC3T3-E1细胞,按不同干预方式分为:空白组(完全培养基)、高糖组(50 mmol/L糖浓度的完全培养基)、实验组[50 mmol/L糖浓度的完全培养基+不同浓度DNJ(100、10、1μmol/L)溶液]。使用流式细胞技术检测细胞的凋亡和活性氧,采用ELISA试剂盒检测细胞上清液中AGEs和IL-1β、IL-6、TNF-α的含量,通过碱性磷酸酶染色及活性检测MC3T3-E1细胞的早期成骨能力的影响,通过茜素红染色和定量检测MC3T3-E1细胞的晚期成骨能力,采用RT-PCR检测IL-1β、IL-6、TNF-α、Bax、Bcl-2、IGF-1、ALP、OCN、OSX、Col-1和Runx2的mRNA表达情况。结果高糖环境下,100、10、1μmol/L的DNJ可以促进MC3T3-E1细胞增殖。与高糖组相比,实验组凋亡率、活性氧含量、细胞上清液中AGEs、IL-1β、IL-6和TNF-α含量降低,差异有统计学意义(P<0.05)。RT-PCR结果表明,与高糖组相比,实验组Bax、IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA表达降低,Bcl-2、IGF-1、ALP、OCN、OSX、Col-1和Runx2的mRNA表达升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在高糖环境下,一定浓度范围内DNJ能够抑制MC3T3-E1细胞的凋亡和炎症因子的产生,促进成骨细胞的分化。

温度对过氧化氢抑制前成骨细胞MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化的影响

目的探讨温度对过氧化氢(H_(2)O_(2))抑制前成骨细胞增殖和成骨分化的影响。方法取对数生长期MC3T3-E1细胞,随机分为0、450、500、550、600、650μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组,分别给予0、450、500、550、600、650μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)溶液干预2 h。另取对数生长期MC3T3-E1细胞,随机分为对照组、模型组、低温组和高温组。对照组细胞置于37℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h;模型组细胞置于37℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h,并给予H_(2)O_(2)刺激2 h;低温组细胞置于32℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h,并给予H_(2)O_(2)刺激2 h;高温组细胞置于40℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h,并给予H_(2)O_(2)刺激2 h。采用细胞计数试剂盒-8检测各组细胞增殖能力,实时荧光定量聚合酶链反应法检测细胞中Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OC)mRNA表达水平,Western blot法检测MC3T3-E1细胞中RUNX2、OPN和OC蛋白表达水平。结果0、450、500μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组细胞增殖率比较差异无统计学意义(P>0.05);550、600、650μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组细胞增殖率显著低于0、450、500μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组,且随H_(2)O_(2)浓度增加细胞增殖率显著降低(P<0.05)。为保证后续实验有足够的细胞,选择H_(2)O_(2)的干预浓度为550μmol·L^(-1)。模型组和低温组细胞增殖率显著低于对照组和高温组,低温组细胞增殖率显著低于模型组(P<0.05);对照组与高温组细胞增殖率比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组和高温组细胞中RUNX2 mRNA相对表达量显著高于对照组和低温组,低温组细胞中RUNX2 mRNA相对表达量显著低于对照组(P<0.05);模型组与高温组细胞中RUNX2 mRNA相对表达量比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组、低温组和高温组细胞中OPN mRNA相对表达量显著高于对照组,低温组和高温组细胞中OPN mRNA相对表达量显著高于模型组,低温组细胞中OPN mRNA相对表达量显著高于高温组(P<0.05)。模型组、低温组和高温组细胞中OC mRNA相对表达量显著高于对照组,低温组和高温组细胞中OC mRNA相对表达量显著高于模型组(P<0.05);低温组与高温组细胞中OC mRNA相对表达量比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组、低温组和高温组细胞中RUNX2、OPN和OC蛋白相对表达量显著低于对照组(P<0.05)。低温组细胞中RUNX2、OPN蛋白相对表达量显著低于模型组和高温组,OC蛋白相对表达量显著低于高温组(P<0.05);低温组与模型组细胞中OC蛋白相对表达量比差异无统计学意义(P>0.05)。高温组细胞中RUNX2、OPN和OC蛋白相对表达量显著高于模型组(P<0.05)。结论H_(2)O_(2)可抑制MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化,低温可增强H_(2)O_(2)对MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化的抑制作用,高温可缓解H_(2)O_(2)对细胞增殖和成骨分化的抑制作用。RUNX2、OPN和OC蛋白可能在温度调控细胞增殖和成骨分化的过程中发挥重要作用。

不同成骨诱导体系对MC3T3-E1成骨分化的影响

目的:明确前成骨细胞MC3T3-E1最佳体外成骨诱导体系。方法:构建不同成骨诱导体系,分别为A组地塞米松0.1μmol/L、抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;B组地塞米松0.01μmol/L、抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;C组地塞米松1μmol/L、抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;D组抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;E组抗坏血酸100μg/mL及β-甘油磷酸钠5 mmol/L。对MC3T3-E1进行为期7 d、14 d的体外成骨诱导,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色对在不同成骨诱导体系作用下MC3T3-E1成骨分化的影响进行分析,通过RT-qPCR检测成骨分化相关基因ALP、Runx2、COL-1、OCN、OPN表达水平,比较不同成骨诱导体系的诱导性能。结果:B、D和E组茜素红定量最优,差异具有统计学意义(P<0.05),诱导7 d的RT-qPCR结果显示C组ALP、Runx2、COL-1的基因表达量最高(P<0.05)。诱导14 d的RT-qPCR结果显示:OCND组表达最高(P<0.05)。结论:地塞米松和抗坏血酸的浓度均对MC3T3-E1的成骨分化产生影响,C组1μmol/L地塞米松、50μg/mL抗坏血酸与10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠早期成骨更佳,选择其作为早期成骨验证,D组50μg/mL抗坏血酸与10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠晚期成骨更佳,但综合考虑,建议B组0.01μmol/L地塞米松、50μg/mL抗坏血酸与10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠成骨诱导体系用于MC3T3-E1体外晚期成骨研究。

祛湿健骨方对MC3T3-E1细胞成骨分化能力的促进作用研究

目的探讨祛湿健骨方对MC3T3-E1细胞的作用机理。方法将祛湿健骨方配成不同浓度溶液(0.005、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4 mg/mL),用不同浓度祛湿健骨方对细胞进行干预,干预48 h后,采用CCK-8法检测细胞增殖率,筛选最佳药物浓度。将MC3T3-E1细胞制成细胞悬液,随机分为对照组、地塞米松组、低剂量组、中剂量组、高剂量组,接种至六孔板。待细胞贴壁达到80%后进行造模(对照组不添加药物;地塞米松组使用地塞米松干预;低剂量组、中剂量组、高剂量组分别用相应浓度的祛湿健骨方+地塞米松进行干预)48 h后更换为成骨诱导培养基进行培养。诱导15 d后,测定各组细胞的碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)含量和Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,RUNX2)、骨细胞特异性转录因子(Osterix,OSX)蛋白的表达量。结果经CCK-8实验结果对比,药物筛选前3位存活率浓度为0.1 mg/mL(低浓度)、0.2 mg/mL(中浓度)、0.4 mg/mL(高浓度)。与对照组相比,地塞米松组、低剂量组、中剂量组、高剂量组细胞ALP活性均降低差异有统计学意义(P<0.05);与地塞米松组相比,低剂量组、中剂量组差异无统计学意义(P>0.05),高剂量组细胞ALP活性升高,差异有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,中剂量组、低剂量组、地塞米松组细胞的RUNX2、OSX蛋白表达均降低,差异有统计学意义(P<0.05),高剂量组细胞OSX和RUNX2蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05);与地塞米松组比较,高剂量组OSX和RUNX2蛋白表达差异均有统计学意义(P<0.05)。结论祛湿健骨方能够促进MC3T3-E1细胞的成骨分化能力,其可能是通过调节RUNX2、OSX等骨形成相关蛋白,以此纠正骨形成与骨吸收的平衡,达到治疗骨质疏松症的作用。

骨碎补提取物促小鼠成骨细胞株MC3T3-E1细胞增殖、分化和钙化作用的研究

目的 :探讨中药骨碎补有无促进成骨细胞增殖、分化和钙化的作用。方法 :制备骨碎补的水、醇提取液。小鼠成骨细胞株MC3T3 E1作为药物筛选的细胞模型 ;用MTT法和流式细胞术测定不同浓度的骨碎补水、醇提取液的促细胞增殖作用 ;采用ALP活性和骨钙素定量检测分别观察上述药物提取液的促细胞分化作用 ;以Vonkossa钙化染色法了解上述药物提取液的促细胞钙化作用。结果 :0 .0 1,1mg·L-1骨碎补水提液能促进MC3T3 E1细胞数量增加 (P <0 .0 5 ) ;0 .0 1,1mg·L-1骨碎补水提液和醇提液能使S期细胞百分率升高、G1期细胞百分率减少 ;1,10 0mg·L-1骨碎补醇提液能使细胞ALP的活性升高 (P <0 .0 5 ) ;10 0mg·L-1骨碎补醇提液能明显促进细胞骨钙素合成和分泌 (P <0 .0 0 1) ;1mg·L-1骨碎补水提液及 0 .0 1mg·L-1骨碎补醇提液均可促进细胞钙化 (P <0 .0 5 )。结论 :骨碎补水相和醇相提取物中分别存在有较高活性的促成骨细胞增殖、分化和钙化的物质。

骨碎补总黄酮联合纳米骨材料促进MC3T3-E1细胞的增殖分化

背景:前期研究发现,骨碎补总黄酮可促进纳米骨材料表面MC3T3-E1细胞的成骨分化,其作用机制有待进一步研究。目的:探究骨碎补总黄酮联合纳米骨材料对MC3T3-E1细胞发挥作用的机制。方法:将MC3T3-E1细胞与纳米骨材料共培养,选取100mg/L和250mg/L骨碎补总黄酮进行药物干预,以10μg/L转化生长因子β刺激为阳性对照组。分组如下:①正常组;②DKK1组:Wnt通路抑制剂DKK1(0.1mg/L)阻断Wnt/β-catenin信号通路;③DKK1+转化生长因子β组;④DKK1+100mg/L骨碎补总黄酮组;⑤DKK1+250mg/L骨碎补总黄酮组;⑥DKK1+纳米骨+转化生长因子β组;⑦DKK1+纳米骨+100mg/L骨碎补总黄酮组;⑧DKK1+纳米骨+250mg/L骨碎补总黄酮组。在干预24,48 h后收获细胞,免疫荧光双染法观察Wnt/β-catenin通路中Wnt与LRP结合情况,Real-time PCR和Western blot检测β-catenin、LRP5、Gsk-3β、Cyclin D1、RUNX2的表达。结果与结论:①激光共聚焦扫描显微镜下显示DKK1+转化生长因子β组、DKK1+250mg/L骨碎补总黄酮组、DKK1+纳米骨+转化生长因子β组、DKK1+纳米骨+250mg/L骨碎补总黄酮组棕黄色染色较明显,表明Wnt与LRP结合较其他组更好;②Real-time PCR和Western blot结果显示,骨碎补总黄酮可促进β-catenin、LRP5、RUNX2的表达,下调GSK-3β的表达,说明骨碎补总黄酮通过激活经典Wnt/β-catenin信号通路促进成骨细胞增殖分化,且骨碎补总黄酮诱导的基因活化呈剂量依赖性。

薯蓣皂苷通过上调Lrp5、β-catenin表达促进成骨细胞MC3T3-E1增殖、分化

目的探讨薯蓣皂苷对体外培养的成骨细胞MC3T3-E1增殖、分化的影响,并初步探讨薯蓣皂苷预防与治疗骨质疏松的作用机制。方法①体外培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1,分别加入含不同浓度的薯蓣皂苷(0.3、0.6、1.2μmol·L-1)进行培养,以洛伐他汀(0.04μmol·L-1)作为阳性对照。采用MTT法检测细胞增殖情况;用ALP试剂盒检测细胞内ALP的活性;采用RT-PCR检测Lrp5、β-catenin、OPG/RANKL mRNA表达情况;Von Kossa染色法检测细胞矿化能力。②通过RNAi技术将Lrp5基因沉默,检测薯蓣皂苷是否依赖于Lrp5来调节OPG/RANKL的比值。结果①薯蓣皂苷可以剂量依赖的促进MC3T3-E1细胞的增殖;②薯蓣皂苷可以剂量依赖的增加MC3T3-E1细胞ALP的活性;③薯蓣皂苷可以剂量依赖的上调MC3T3-E1细胞Lrp5、β-catenin、OPG/RANKL mRNA表达水平;④薯蓣皂苷可以使MC3T3-E1细胞产生的矿化结节数增加;⑤薯蓣皂苷依赖于Lrp5来调节MC3T3-E1的OPG/RANKL比值。结论①适量浓度的薯蓣皂苷可以促进MC3T3-E1细胞的增殖与分化;②薯蓣皂苷可以调节Lrp5等与骨代谢相关的基因的表达以产生抗骨质疏松作用。

鲫鱼卵唾液酸糖蛋白化学结构分析及对前成骨细胞MC3T3-E1增殖分化的影响

目的:成熟的鲫鱼卵经提取、分离纯化得到唾液酸糖蛋白(sialyglycoproteins of Carassius auratus eggs,CA-SGP),分析其化学结构,及对前成骨细胞MC3T3-E1增殖分化的影响。方法:采用水提法从成熟鲫鱼卵中提取水溶性蛋白,经阴离子交换色谱、凝胶过滤色谱分离纯化鲫鱼卵水溶性蛋白得到CA-SGP,测定其基本组成,采用高效凝胶液相色谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳测定其分子质量和纯度,PMP柱前衍生高效液相色谱法测定其单糖组成;采用噻唑蓝法测定MC3T3-E1细胞的增殖率,酶联免疫法测定Ⅰ型胶原蛋白(collagen typeⅠ,COLⅠ)和骨钙素(osteocalcin,OCN)的分泌量及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的活性,茜素红染色法测定矿化结节的数量。结果:得到单一的组分CA-SGP,在高效凝胶过滤色谱色谱图上呈现单一的糖和蛋白的检测重叠峰,在凝胶电泳图上呈现单一弥散性条带,其蛋白质含量为14.33%,己糖含量为62.81%,N-乙酰神经氨酸(N-acetylneurainic acid,Neu5Ac)含量为19.72%。单糖组成测定结果显示:CA-SGP主要由甘露糖、葡萄糖胺、半乳糖胺组成,其物质的量比为7.61∶6.70∶1.00;MC3T3-E1细胞与CA-SGP共同孵育后,其增殖率显著增加,COLⅠ和OCN的分泌量分别增加了39.28%和83.06%,ALP活性提高了285.08%,矿化结节的数量增加了96.41%,说明CA-SGP显著促进MC3T3-E1细胞增殖、分化和矿化。结论:CA-SGP为富含Neu5Ac的糖蛋白,具有显著促进MC3T3-E1细胞增殖、分化和矿化的作用,对开发抗骨质疏松功能性食品具有重要意义。

续苓健骨汤含药血清对MC3T3-E1细胞分化及增殖的影响

目的 探讨续苓健骨汤含药血清对MC3T3-E1成骨细胞分化及增殖的影响。 方法 制备续苓健骨汤含药血清,实验分为空白对照组、含药血清低剂量组、中剂量组和高剂量组。采用CCK-8法和流式细胞术检测续苓健骨汤含药血清对MC3T3-E1细胞增殖和细胞周期的影响;碱性磷酸酶(ALP)活性测定MC3T3-E1细胞的成骨分化能力;茜素红染色检测MC3T3-E1细胞的矿化能力;实时荧光定量PCR检测成骨分化基因Runx2、OC、Bmp2、Col1a1mRNA水平。 结果 与空白对照组比较,中、高剂量续苓健骨汤含药血清能促进 MC3T3-E1 细胞增殖、S期细胞比率和细胞增殖指数,并且呈现一定的剂量依赖性;同时中高剂量续苓健骨汤含药血清组能明显提高 MC3T3-E1 细胞ALP活性( P <0.01)和钙化能力( P <0.01),促进 Runx2、OC、Bmp2、Col1a1 mRNA的表达( P <0.05)。 结论 续苓健骨汤含药血清能促进成骨细胞MC3T3-E1的增殖,并通过上调骨形成相关基因Runx2、OC、BMP2、Col1a1的表达水平,提高MC3T3-E1细胞的成骨能力。

左归丸含药血清通过ERK/TGF-β/Smads信号级联调控MC3T3-E1细胞增殖与分化

目的:研究细胞外信号调节激酶(ERK)/转化生长因子β(TGF-β)/Sma和Mad相关蛋白(Smads)信号级联在左归丸含药血清干预成骨前体细胞系MC3T3-E1细胞增殖与分化中的作用。方法:以倍美力为阳性对照药,对Sprague-Dawley(SD)雌性大鼠灌服高、中、低剂量的左归丸混悬液,7 d后腹主动脉取血分离含药血清。采用噻唑蓝(MTT)法检测左归丸含药血清对MC3T3-E1细胞的增殖作用,采用改良钙钴染色法检测碱性磷酸酶(ALP)表达,采用茜素红染色法检测钙化结节,采用Western blotting法检测核结合因子α1(Cbfα1)和Ⅰ型胶原(ColⅠ)蛋白表达,采用real-time RT-PCR法检测TGF-β1、Smad4和Smad2 mRNA表达。结果:左归丸含药血清对MC3T3-E1细胞的促增殖作用呈剂量和时间相关性,其中以低剂量且体积分数为15%作用48 h后对MC3T3-E1的促增殖作用最大;左归丸含药血清能促进MC3T3-E1细胞ALP表达,增强细胞基质钙化,提高Cbfα1和ColⅠ蛋白分泌,上调TGF-β1、Smad4和Smad2 mRNA表达;加入ERK1/2信号通路特异性阻滞剂PD98059后,MC3T3-E1细胞增殖降低,ALP表达下降,细胞基质钙化减弱,Cbfα1和ColⅠ蛋白分泌降低,Smad4和Smad2 mRNA表达下调,TGF-β1mRNA表达进一步上调。结论:左归丸可能通过干预ERK/TGF-β/Smads信号级联而调控成骨细胞的增殖和分化,这可能是其防治骨质疏松症的机制之一。

xy9902对MC3T3-E1细胞的增殖和分化作用

目的研究化合物xy9902对成骨细胞MC3T3-E1的增殖和分化的影响,并初步探讨其机制。方法采用MTT比色法测定化合物对成骨细胞MC3T3-E1的增殖作用;通过硝基苯磷酸盐法测定细胞内碱性磷酸酶(A lkaline phosphatase,ALP)活性的变化,观察化合物对细胞分化的影响;用放射性配体结合法考察化合物与雌激素受体(Estrogen ic recep-tor,ER)的亲和力。结果化合物xy9902对成骨细胞有促增殖和促分化作用,这一作用可被tamoxifen阻断;xy9902与ER有亲和力,对ERα和ERβ的IC50分别为8.45×10-6mol.L-1和1.66×10-6mol.L-1。结论化合物xy9902对成骨细胞有促增殖和促分化作用,其作用机制可能与ER激动有关。

巴戟天多糖的理化性质及其对成骨细胞MC3T3-E1增殖的影响

以巴戟天为原料,通过酶辅助浸提法提取多糖,采用化学和仪器分析法研究多糖的pH、相对黏度、溶解性、光谱特征、空间构像等理化性质,采用噻唑蓝法测定MC3T3-E1细胞增殖率,酶联免疫法测定Ⅰ型胶原蛋白(collagen typeⅠ,COLⅠ)和骨钙素(osteocalcin,OCN)分泌量及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,评价多糖提取物对成骨细胞增殖的影响。结果表明,巴戟天多糖属于酸性多糖,pH为6.15±0.13,相对黏度为1.26±0.12,具有糖的特性和三股螺旋结构,溶解性较好,不含蛋白质或多肽;巴戟天多糖提取物浓度为50μg/m L时,MC3T3-E1细胞增殖率极显著增加(P <0.01),达149.67%,COLⅠ和OCN的分泌量极显著增加(P <0.01),分别增加44.98%和85.01%,ALP活性极显著提高(P <0.01),提高了258.95%。表明巴戟天多糖提取物能显著促进MC3T3-E1细胞增殖与分化。

葛根素对MC3T3-E1细胞增殖、分化和矿化及TRPM3 mRNA表达的影响

目的观察葛根素对小鼠成骨细胞MC3T3-E1细胞增殖、分化和矿化及TRPM3 mRNA表达的影响。方法分别采用CCK-8法、碱性磷酸酶(ALP)活性、茜素红染色测定葛根素对MC3T3-E1细胞增殖、成骨分化、矿化作用的影响。流式细胞术检测葛根素对MC3T3-E1细胞周期及细胞内钙离子浓度的影响。RT-PCR检测葛根素对TRPM3基因m RNA表达的影响。结果 0.1、1、10μmol·L^(-1)葛根素能明显促进MC3T3-E1细胞增殖,使G1期细胞比例减少,G_2+S期细胞比例增加,其中0.1μmol·L^(-1)浓度效果最为明显;与正常对照组相比较,0.1μmol·L^(-1)葛根素组细胞的ALP活性和矿化结节面积均明显提高;0.1μmol·L^(-1)葛根素组细胞的TRPM3 m RNA表达水平和细胞内钙离子浓度明显降低。结论葛根素可促进MC3T3-E1细胞的增殖、分化和矿化,可降低TRPM3 mRNA表达水平和细胞内钙离子浓度。