脂联素对不同培养条件下成骨细胞与间充质干细胞中SDF-1/CXCR4表达影响的实验研究

目的研究不同培养条件下,脂联素对成骨细胞的基质细胞衍生因子(SDF-1)以及间充质干细胞CXCR4表达的影响。方法提取重组的脂联素蛋白,将10μg/m L脂联素作用于单独培养的MC3T3-E1以及C3H10T1/2细胞,Real-time定量PCR方法检测SDF-1/CXCR4表达变化;设计MC3T3-E1及C3H10T1/2细胞共培养体系,比较共培养对MC3T3-E1及C3H10T1/2细胞的SDF-1/CXCR4表达变化;将脂联素加入共培养体系,比较脂联素对共培养体系中MC3T3-E1及C3H10T1/2细胞SDF-1/CXCR4 mRNA表达变化。结果 Real-time定量PCR结果显示:单独培养条件下,脂联素促进了MC3T3-E1细胞SDF-1mRNA的表达;而在共培养体系中,脂联素则下调了MC3T3-E1细胞SDF-1mRNA的表达。无论单独培养还是共同培养,脂联素对C3H10T1/2细胞的CXCR4表达均起下调作用。结论脂联素对成骨细胞SDF-1的表达呈双向调节作用,而对间充质干细胞CXCR4则起下调作用。脂联素通过调节SDF-1/CXCR4影响间充质干细胞和成骨细胞的微环境。

脂联蛋白及其与成骨和骨代谢的关系

脂联蛋白(APN)是一种主要由脂肪细胞分泌的细胞因子,具有胰岛素增敏以及抗炎和抗动脉粥样硬化等多重作用。人的APN基因位于3q27点位上,约17 kb大小,在结构上与补体C1q和肿瘤坏死因子相似。总体而言,APN与骨代谢关系密切,一部分研究结果支持APN具有促进成骨、抑制破骨的功能,一部分研究则认为APN促进破骨、抑制成骨,Apn基因敲除小鼠的骨表型变化也不是十分明显。目前的研究结果说明,APN调控骨代谢的机制十分复杂,其促成骨或抑制成骨的作用可能与机体所处的状态有关,在不同的条件下,APN对骨代谢的调节可能具有多重性,然而其中的具体机制尚待进一步研究。

脂联素在MC3T3-E1细胞成骨分化过程中对信号转导通道的调控

目的探索脂联素在成骨细胞分化过程中与骨形成蛋白信号转导通道的"串话"及对转录因子的调节。方法用Western blot及实时定量聚合酶链反应检测球状脂联素对前成骨细胞系MC3T3-E1在成骨分化过程中Smad信号转导通道的激活及成骨相关转录因子的表达调控。结果球状脂联素激活了MC3T3-E1细胞的Smad1/5/8信号转导通道,且该作用可被骨形成蛋白信号阻断剂LDN-193189所阻断。在成骨分化14 d,球状脂联素上调了核心结合蛋白因子2(runt-related transcription factor-2,Runx2)、成骨细胞特异性转录因子(Osterix,OSX)、特殊富含AT序列结合蛋白2(special AT-rich binding protein-2,Satb2)的mRNA表达水平,Runx2的mRNA表达上调了(1.91±0.37)倍(t=4.197,P=0.014),OSX的mRNA表达上调了(2.91±0.80)倍(t=4.484,P=0.021),Satb2的mRNA表达上调了(2.77±0.52)倍(t=4.792,P=0.041),但在分化7 d时,尚未出现此上调作用。结论球状脂联素激活了MC3T3-E1细胞的Smad信号转导通道,并在成骨分化中期起到上调Runx2、OSX、Satb2的作用。