mTORC1信号通路在张应力下对小鼠骨髓间充质细胞成骨分化的作用

目的探讨哺乳动物雷帕霉素复合物1(mammalian target of rapamycin complex 1,m TORC1)信号通路在周期性单轴牵张力作用下对小鼠骨髓间充质细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMMSCs)的成骨分化的作用。方法对体外分离培养的小鼠BMMSCs施加形变量10%的单轴动态牵张力,在牵张后0、1、2、4、8 h利用western blot检测内源性mTORC1信号通路主要分子mTOR、Raptor、核糖体蛋白S6激酶(ribosomal proteinS6kinases,S6K)的表达变化,并利用化学比色法检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的活性变化,ELISA法检测检测骨钙素(osteocalcin,OCN)表达量,RT-PCR法检测Runt相关转录因子(Runt-related transcription factor 2,Runx2)的mRNA表达变化。将BMMSCs分为抑制组、激活组及对照组,分别加入工具药PP242、MHY1485及PBS,加力2 h后用上述方法检测S6K与成骨信号相关因子的活性或表达变化。结果Western blot结果显示,mTORC1信号通路主要分子在牵张力作用后的8 h内均有表达,并在加力后2 h表达最高。与对照组相比,抑制mTORC1信号通路表达后,ALP活性、OCN表达下降,Runx2的mRNA水平上升,差异均具有统计学意义(P<0.001);激活mTORC1信号通路表达后,ALP活性、OCN表达上升,而Runx2 mRNA水平下降,差异均具有统计学意义(P<0.001)。结论 mTORC1信号通路参与了牵张力下小鼠BMMSCs成骨分化过程,激活该信号通路可以促进其成骨分化。