成骨细胞分化过程中相关基因的表达

目的： 在骨形成这个复杂的过程中,间充质细胞分化为成骨细胞,同时分泌胞外基质,成骨细胞经过胞外基质的钙化及其进一步矿化,被包埋在骨质中而形成骨细胞。间充质细胞的成骨分化过程可简要的总结为以下几个阶段：间充质干细胞→骨祖细胞→前成骨细胞→成熟成骨细胞→骨细胞。有研究表明,成熟的成骨细胞可分泌DMP1、ALP、PHEX、Sclerostin来调节成骨分化的整个过程。然而目前仍缺乏关于其对成骨分化过程的具体调节作用的研究。 本研究是对MC3T3-E1细胞系进行体外成骨诱导,应用实时定量RT-PCR检测在成骨分化过程中,成骨细胞内的DMP1mRNA、ALP mRNA、HEX mRNA、 SOST mRNA表达量的变化,为进一步阐明成骨细胞在成骨分化中的调节作用提供理论基础。 方法： 用成骨诱导液分别对MC3T3-E1细胞诱导0天、7天、14天、21天、35天,在每个时间点观察细胞矿化结节形成情况,并用QIAGEN试剂盒提取总RNA,将总RNA逆转录为cDNA,然后用DMP1、ALP、PHEX、SOST引物进行实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time fluorescence quantitative PCR, RFQ-PCR)实验,检测各个时间点DMP1、ALP、PHEX、SOST基因的mRNA表达情况。 结果： 随着MC3T3-E1细胞成骨诱导时间的增加,细胞数目增长趋势明显减慢,矿化结节逐渐变大、数量逐渐增加； 随着诱导时间的增加,DMP1mRNA、PHEX mRNA、SOST mRNA的表达逐渐升高,第35天达到最高,其中SOST mRNA的表达增加量最大；ALP mRNA表达逐渐降低,第35天达到最低。 结论： 1.在成骨诱导液作用下,成骨细胞向骨细胞分化,表现出了骨细胞的一些基因表达特性。 2.成骨细胞在成骨分化过程中,细胞内与成骨作用有关基因的表达量发生显著变化,其中DMP1mRNA、PHEX mRNA、SOST mRNA的表达逐渐升高,ALP mRNA表达先基本不变后逐渐降低,这些基因的表达变化使成骨细胞对成骨过程的调节作用也发生了改变。