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以往的实验证据表明,骨髓间充质干细胞(MSCs)具有多向分化潜能,在一定条件下可定向分化为成骨细胞和脂肪细胞,此已分化的成骨细胞、脂肪细胞可以去分化再分化,并且二者之间存在“此消彼长”的关系。研究发现,在各种类型的骨质疏松病人中,其骨髓基质中脂肪细胞的增多并伴随松质骨骨量低下。成骨生长肽(OGP)可促进骨形成、刺激骨折愈合、增加小梁骨骨密度;过度表达OGP基因的转基因小鼠,尤其是雌性鼠,因其骨形成增加而有着较高的骨量峰值;在成骨性细胞及起源于人及其它哺乳动物的骨髓基质细胞培养中,OGP调节细胞的增殖、碱性磷酸酶活性及基质矿化。正常生理状态下,在啮齿类动物和人类血液中80~90%的OGP是以与成骨生长肽结合蛋白(OGPBP)相结合的形式存在的。OGP从OGP-OGPBP复合物中分离出来后,在蛋白水解酶作用下,产生OGP的C末端五肽——OGP(10-14)。OGP(10-14)是具有OGP全部生物活性的最小片段,它通过激活靶细胞内Gi蛋白-促有丝分裂素激动蛋白(MAP)激酶信号途径发挥其生物学作用。以上实验结果促使我们对OGP(10-14)预防和治疗骨质疏松的机理进行探讨。OGP(10-14)是否通过调节MSCs的成骨、成脂分化来影响骨的形成尚未可知。在本研究中,OGP(10-14)采用Boc策略和Fmoc策略的固相多肽合成法手工合成,经分析型HPLC鉴定纯度>95%,质谱鉴定分子量与理论值相符。生物活性鉴定结果显示,OGP(10-14)对NIH3T3细胞具有促增殖作用,剂量反应曲线呈一“近似钟形”,发挥最大生物活性的浓度为10-10M。用贴壁筛选法分离MSCs,传3代后再进行成脂、成骨诱导,通过相差显微镜下观察细胞生长形态学变化,并行油红O染色、碱性磷酸酶(ALP)染色、Von Kossa钙染色、细胞内甘油三酯(TG)和ALP活性的测定,半定量RT-PCR分析成脂相关性基因PPARγ2,、LPL,、aP2、C/EBP及成骨相关性基因cbfal、ALP、OC的表达情况,进而观察OGP(10-14)在大鼠MSCs成骨、成脂分化中的作用。本实验结果显示,不管是对rMSCs用10-10M OGP(10-14)预处理后再成脂诱导还是在成脂诱导培养体系中直接加入10-10M OGP(10-14),其成脂分化与对照组相比明显受抑,表现为所形成的脂肪细胞数量减少、细胞内甘油三酯水平降低。同样,对rMSCs用10-10M OGP(10-14)预处理后再成骨诱导或在成骨诱导培养体系中直接加入10-10MOGP(10-14),均可促进其成骨分化,ALP阳性细胞及所形成的骨样小结明显增多,细胞内ALP活性也明显高,且OGP(10-14)促进rMSCs成骨分化可不依赖于地塞米松的存在,但地塞米松(10-8M)与OGP(10-14)(10-10M)联合作用时,其效应大于单一因素的作用,呈现出显著的协同作用。不管是OGP(10-14)处理组还是对照组,均可探及cbfal和PPARγ2基因的表达;至于ALP,OC,LPL,aP2和C/EBP,其表达水平非常低或未探及表达;与对照组比较,对rMSCs用10-10M OGP(10-14)预处理7天可显著提高cbfal基因的表达水平,同时抑制PPARγ2基因的表达。本实验证实成骨细胞与脂肪细胞均可由MSCs分化而来;OGP(10-14)可以通过抑制MSCs向脂肪细胞的分化并促进其分化为更多的成骨细胞,从而有效地促进骨形成;OGP(10-14)对rMSCs成脂、成骨分化的影响可能在细胞定向分化阶段而非细胞成熟阶段;OGP(10-14)具有预防和治疗骨质疏松的潜在临床应用价值。