探讨嘌呤受体P2X7在电磁场调节骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化中的作用及其分子机制。
方法体外分离培养4周龄雄性SD大鼠BMSCs，取第3代细胞实验。用1 mT、7.5～75.0 Hz的正弦波电磁场刺激BMSCs 1周后，使用实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹法(Western blot)检测P2X7受体表达，筛选出作用最强的电磁场参数；用筛选出的电磁场刺激含有或者不含P2X7受体拮抗剂A740003 (5 μmol/L)的成骨诱导培养基诱导的BMSCs 1周，RT-qPCR和Western blot检测Runt相关转录因子2(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)及骨桥蛋白(OPN)的表达，Western blot检测磷酸化的蛋白激酶B(Akt)、糖原合成酶激酶3β(GSK3β)及胞内β-连环蛋白(β-catenin)的表达。计量资料以均值±标准差(Mean±SD)表示，采用ANOVA方差分析。
结果1 mT、15 Hz电磁场促进P2X7受体表达作用最强，其mRNA和蛋白相对表达量分别是对照组的2.0倍和1.9倍。1 mT、15 Hz电磁场组RUNX2、ALP及OPN的mRNA相对表达量分别是对照组的2.1、5.3、3.7倍，蛋白相对表达量分别是对照组的1.3、1.6、1.5倍。含有A740003的成骨诱导培养基诱导的BMSCs受1 mT、15 Hz电磁场刺激后，RUNX2、ALP及OPN的mRNA相对表达量与单独电磁场组比较分别下降36%、42%和41%，蛋白相对表达量与单独电磁场组比较分别下降28%、30%和26%。单独使用A740003或磷酸肌醇3激酶(PI3K)/Akt通路阻滞剂LY294002(5 μmol/L)均使电磁场诱导的磷酸化Akt和GSK3β水平下降，同时使胞内β-catenin表达下降。
结论电磁场可促进大鼠BMSCs的P2X7受体表达，激活其下游的Akt/GSK3β/β-catenin信号通路，并最终促进BMSCs成骨分化。