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目的观察辛伐他汀体外刺激大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化中的作用,及Hedgehog信号通路功能活性变化,并结合Hedgehog通路阻断剂环杷明(Cyclopamine,Cpn)的应用,进一步探讨Hedgehog信号通路是否参与辛伐他汀诱导的BMSCs的成骨分化作用。方法4周龄SPF级雌性SD大鼠8只,颈椎脱臼法处死SD大鼠,无菌条件下分离出双侧的股骨和胫骨并去除干骺端,应用全骨髓贴壁培养法原代及传代培养。选取生长状态好的第2代细胞随机分成4组,对照组(Control medium group,CM):用诱导培养基(含有10mmol/Lβ-甘油磷酸钠、50μg/mL抗坏血酸的DMEM完全培养基)培养,作为阴性对照;辛伐他汀组(Simvastatin group,SIM):用含有10-7mol/L浓度辛伐他汀的诱导培养基培养;辛伐他汀+阻断剂组(Simvastatin+Cpn,SIM+Cpn):用含5μmol/L Cpn预先阻断2h后与SIM组同时加入10-7mol/L浓度的辛伐他汀的诱导培养基培养;阻断剂组(Cpn group,Cpn):用含有5μmol/L Cpn的诱导培养基培养。于给药第7天行碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)染色;免疫荧光染色法(Immunofluorescence,IF)检测Gli1、Ⅰ型胶原(Collagen typeⅠ,ColⅠ)、骨钙素(Osteocalcin,OCN)的表达;给药第7天用Real-time PCR检测各组ALP、Ⅰ型胶原A1链(Collagen typeⅠ,alpha1,COL1A1)、Ihh、Ptc1、Gli1、Runx2、Smo mRNA的表达,于给药第14天检测OCN、COL1A1、Ihh、Ptc1、Gli1、Smo mRNA的表达;应用Western blot检测各组第7天、14天ColⅠ、OCN、Ihh、Gli1蛋白的表达;于给药第28天行茜素红钙染色并用分光光度计测定各组在570nm吸光度值。结果1 ALP染色:ALP阳染细胞胞浆着蓝色,SIM组较CM组比阳性着色细胞多,SIM+Cpn组较SIM组阳性着色细胞少,但较Cpn组阳性着色细胞多染色深,Cpn组较CM组阳性着色细胞少,染色浅。2免疫荧光染色:IF检测Gli1、ColⅠ荧光在SIM组平均荧光强度显著高于CM组(P<0.05),SIM+Cpn组平均荧光强度显著低于SIM组(P<0.05),并显著高于Cpn组(P<0.05),Cpn组平均荧光强度显著低于CM组(P<0.05)。Gli1在胞核中平均荧光强度在SIM+Cpn组显著低于SIM组(P<0.05)并显著高于Cpn组(P<0.05),Cpn组Gli1平均荧光强度显著低于CM组(P<0.05)。OCN平均荧光强度在SIM+Cpn组显著高于Cpn组(P<0.05);Cpn组显著低于CM组(P<0.05)。3 Real-time PCR检测:辛伐他汀在加药第7天可促进成骨标志物ALP、COL1A1 mRNA的表达,并显著上调Hedgehog信号关键分子Ihh、Gli1 mRNA的表达(P<0.05),并且该作用不能被Hedgehog信号通路阻断剂Cpn完全阻断;在加药第14天,辛伐他汀可显著上调Hedgehog信号关键分子Ihh、Gli1 mRNA的表达(P<0.05)及成骨标志物COL1A1 mRNA的表达(P<0.05),并且该作用不能被Hedgehog信号通路阻断剂Cpn完全阻断。4 Western blot:1)辛伐他汀在加药第7天可显著增加Gli1的表达(P<0.05),并且Hedgheog信号阻断剂Cpn不能完全阻断Gli1的上调,Gli1在加药第14天在SIM组、SIM+Cpn组及CM组显著高于同组第7天水平(P<0.05)。2)加入Hedgheog信号阻断剂Cpn后可显著降低Ihh的表达,并且SIM+Cpn组在第7天及14天表达显著高于Cpn组(P<0.05)。3)辛伐他汀在加药第7天可显著增加ColΙ的表达(P<0.05),并且Hedgheog信号阻断剂Cpn不能完全阻断ColΙ的上调,ColΙ在加药第14天在SIM组、SIM+Cpn组及CM组显著高于同组第7天水平(P<0.05)。4)加入Hedgheog信号阻断剂Cpn后可显著降低OCN的表达(P<0.05),OCN在加药第14天在各组表达显著高于同组第7天水平(P<0.05)。5茜素红染色及定量:加药第28天行茜素红钙染色,结果显示钙结节在CM组及SIM组较SIM+Cpn组及Cpn组形成较多,染色较深,分光光度计检测在570nm的OD值显示,SIM组OD值显著高于CM组(P<0.05),SIM+Cpn组OD值显著低于SIM组,且显著高于Cpn组(P<0.05),Cpn组OD值显著低于CM组(P<0.05),结果表明CM组及SIM组成骨分化能力较强,钙沉积较多,SIM+Cpn组及Cpn组钙结节形成较少。结论辛伐他汀可通过增强成骨分化标志物ColΙ和OCN蛋白表达BMSCs的成骨分化,并可在一定程度通过Hedgehog信号上调Ihh、Gli1表达,但该作用并不能被其阻断剂完全阻断,辛伐他汀对BMSCs成骨分化的作用机制中可能涉及Hedgehog信号通路与其他信号通路和关键分子的相互作用与调节,但具体机制有待进一步研究。