目的:
观察淫羊藿苷(ICA)促离体培养大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)增殖、骨向分化能力,研究Notch信号通路在MSCs向成骨细胞(OB)分化过程的作用。
方法:
1、全骨髓贴壁法分离培养3月龄SD大鼠MSCs,通过观察细胞形态、检测细胞表面标志物、诱导骨向分化相结合鉴定MSCs。
2、MTT检测ICA对MSCs增殖能力的影响;pNPP和ELISA检测ICA对MSCs碱性磷酸酶(ALP)、I型胶原(ColI)和骨钙素(BGP)合成分泌的影响,实验中采用10-8Μ雌二醇(E2)作为阳性对照。
3、pNPP和ELISA检测10μΜγ分泌酶抑制剂(DAPT)预处理30min后ICA对MSCs合成分泌ALP、ColI和BGP的影响。
4、QPCR检测ICA对MSCs过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)mRNA表达的影响。
5、Western-blot检测ICA对MSCsNotch1受体、转录因子CBF1蛋白表达的影响,评价Notch信号通路在ICA促MSCs向OB分化过程中的作用。
结果:
1、流式细胞仪检测分离到的大鼠MSCs表面标志抗原CD29表达阳性,CD45及CD34表达阴性;倒置相差显微镜、扫描电子显微镜观察细胞形态,均符合MSCs的生物学特性。
2、经MTT法检测ICA在10-4M~10-8M浓度范围内促MSCs增殖作用,发现10-5MICA组的OD值较其它组明显提高(P<0.05),并能显著提高MSCsALP的表达(P<0.05)。根据上述实验结果选取10-6M、3×10-6M、10-5M进一步筛选ICA最佳促骨向分化浓度,结果表明,3×10-6MICA能显著提高MSCsALP、ColI和BGP的表达(P<0.05),后续实验选取3×10-6MICA作为干预浓度。
3、实验观察了3×10-6MICA对低、中、高密度MSCsALP表达的差异,实验结果表明低密度MSCs较中、高密度MSCsALP表达量明显提高(P<0.05),间接说明了需要相邻细胞间配体与受体相互作用激活的Notch信号通路可能发挥抑制成骨分化作用。
4、ICA能够下调脂向分化转录因子C/EBPα、PPARγ、FABP4mRNA的表达(P<0.05),下调Notch信号转录因子CBF1蛋白的表达(P<0.05),但对Notch1蛋白的表达不起作用(P>0.05)。
5、DAPT能够下调CBF1、Notch1蛋白的表达(P<0.05),上调C/EBPα、FABP4mRNA的表达(P<0.05),但对PPARγmRNA的表达不起作用(P>0.05)。
6、ICA与DAPT联合作用能够下调CBF1、Notch1的表达(P<0.05),上调C/EBPα、PPARγ、FABP4mRNA的表达(P<0.05)。
结论:
1、ICA能够促进MSCs骨向分化,抑制脂向分化转录因子C/EBPα、PPARγ、FABP4mRNA的表达,且能通过下调Notch信号核心结合蛋白CBF1的表达抑制Notch信号通路。
2、Notch信号通路在ICA促MSCs向OB分化过程中发挥抑制成骨作用。
3、应用DAPT阻断Notch信号通路能促进脂向分化转录因子C/EBPα、FABP4mRNA表达,抑制成骨分化。
4、ICA与DAPT相互作用后可激活Notch1的表达,且通过上调C/EBPα、PPARγ、FABP4mRNA的表达抑制成骨分化。