小鼠胚胎成骨细胞的应用

背景^[1-3]

小鼠胚胎成骨细胞(MC3T3-E1)能够特异性表达成骨相关转录因子Runx-2和碱性磷酸酶等早期成骨分化表型标志物,已经被广泛应用于成骨分化的研究中。成骨细胞的来源主要有骨、骨膜、骨髓及骨外组织。及人的胚胎颅骨或新生动物的颅骨为成骨细胞的常用来源。

采用胶原酶处理松质骨骨块以除去结缔组织和骨髓造血组织，再将处理过的骨块进行培养来获得更纯净的成骨细胞。将人胚胎颅骨中所获得的成纤维样细胞通过加入β-甘油磷酸钠诱导分化后培养3周，可见细胞基质钙化，表明所得细胞为具有很强分化能力的成骨细胞。

将以乙二胺四乙酸和胶原酶消化胎儿颅骨获得的细胞进行体外培养，发现其在人工材料上能持续增殖20倍以上，且具有高ALP活性。取人松质骨建立成骨细胞体外培养模型并得到了大量纯化的成骨细胞。选用成年雌性大鼠松质骨在较短时间内得到较多数量的成骨细胞。

骨膜中的细胞早已被证实在适当的条件下可形成骨和软骨。Vacanti等(1993)从新生小牛肩胛骨骨膜中分离出成骨细胞并种植到多孔聚羟乙酸支架上，7～10d后成骨细胞发生增殖。

应用^[4][5]

用于格列苯脲在高糖环境下对小鼠胚胎成骨细胞株MC3T3-E1增殖、分化及凋亡的影响研究

探讨不同浓度的格列苯脲在高糖环境下(16.5mmol/l)对体外培养的小鼠胚胎成骨细胞株MC3T3-E1增殖、分化及凋亡的影响。

方法经不同浓度格列苯脲干预MC3T3-E1细胞48小时后,CCK-8比色法被用来检测MC3T3-E1细胞的增殖率,应用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)检测分化相关标志物I型胶原蛋白(COL-1)和骨桥蛋白(OPN)的表达水平。流式细胞术被用来检测细胞的凋亡率,利用Western blot法检测凋亡蛋白(Bax)和抗凋亡蛋白(Bcl-2)的表达。

结果1.CCK-8比色法与对照组相比,随着格列苯脲浓度的升高,MC3T3-E1细胞的增殖率逐渐上升,即1μmol/l格列苯脲组,10μmol/l格列苯脲组和20μmol/l格列苯脲组与对照组相比增殖率依次增加了13.1%、24.2%和31.3%,且差异均具有统计学意义(P<0.05)。

2. 实时荧光定量PCR研究显示,与对照组相比,COL-1、OPN m RNA的表达量随着一定范围内格列苯脲浓度(1μmol/l,10μmol/l,20μmol/l)的升高而增加(P<0.05)。

3. 流式细胞检测术MC3T3-E1细胞的早期凋亡率随着格列苯脲浓度的升高而逐渐下降,即对照组、1μmol/l格列苯脲组,10μmol/l格列苯脲组,20μmol/l格列苯脲组的早期凋亡率依次为19.63%,11.20%,7.9%,4.7%,各组相比差异均具有统计学意义(P<0.05)。

4. Western Blot与对照组相比,随着格列苯脲浓度的增加,Bcl-2蛋白逐步高表达,Bax蛋白的表达逐步下降,即Bcl-2/Bax的值呈逐步增大的趋势(P<0.05)。

结论格列苯脲能够在高糖环境下促进MC3T3-E1细胞的增殖和分化,并抑制其凋亡,且在一定范围内,具有浓度依赖性。

参考文献

[1]Use of glyburide to treat gestational diabetes is linked to adverse outcomes in babies,study finds[J].BMJ:British Medical Journal.2015

[2]Resveratrol mimics insulin activity in the adipogenic commitment of human bone marrow mesenchymal stromal cells[J].Ilaria Caldarelli,Maria Carmela Speranza,Debora Bencivenga,Annunziata Tramontano,Alessia Borgia,Anna Virginia Adriana Pirozzi,Silverio Perrotta,Adriana Oliva,Fulvio Della Ragione,Adriana Borriello.International Journal of Biochemistry and Cell Bi.2015

[3]Blocking the Expression of Both Bone Sialoprotein(BSP)and Osteopontin(OPN)Impairs the Anabolic Action of PTH in Mouse Calvaria Bone[J].Wafa Bouleftour,Guenaelle Bouet,Renata Neves Granito,Mireille Thomas,Marie‐Thérèse Linossier,Arnaud Vanden‐Bossche,Jane E.Aubin,Marie‐hélène Lafage‐Proust,Laurence Vico,Luc Malaval.J.Cell.Physiol..2015(3)

[4]Effects of Abaloparatide,a Human Parathyroid Hormone-Related Peptide Analog,on Bone Mineral Density in Postmenopausal Women with Osteoporosis[J].Benjamin Z.Leder,Louis St.L.O?Dea,JoséR.Zanchetta,Prasana Kumar,Kathleen Banks,Kathleen McKay,C.Richard Lyttle,Gary Hattersley.The Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism.2015(2)

[5]张娟.格列苯脲在高糖环境下对小鼠胚胎成骨细胞株MC3T3-E1增殖、分化及凋亡的影响[D].郑州大学,2015.