黄芪多糖对高糖环境下MC3T3-E1细胞影响的研究

目的：探讨高糖环境下不同浓度(5 mg/ml、0.5 mg/ml、0.05 mg/ml)的黄芪多糖(伯恩)对MC3T3-E1细胞增殖、分化和矿化的影响,并研究相关信号基因表达变化,以期了解黄芪多糖调节高糖环境下成骨细胞活性的作用机制。方法：小鼠胚胎成骨前体细胞(MC3T3-E1)于100 g/L胎牛血清的α-MEM培养基中进行培养,培养条件为5%CO2饱和湿度条件的恒温(37℃)细胞培养箱,每2-3 d换液,细胞融合达90%以上后,行传代操作。配制高糖培养基,分别取注射级黄芪多糖(伯恩)0.5 mg、0.05 mg、 0.005 mg加入100 ml的高糖培养基中,配制成5 mg/ml高浓度黄芪多糖(High-dose APS, HDA)、0.5 mg/ml中浓度黄芪多糖(Medium-dose APS, MDA)、0.05 mg/ml低浓度黄芪多糖(Low-dose APS,LDA)的高糖培养基；对照组采用单纯的高糖培养基(High-glucose, HG)。通过MTT观测实验1、3、5天时各组MC3T3-E1细胞增殖情况；ALP试剂盒检测第1、3、5、7天实验各组MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶活性；茜素红观察实验各组细胞在14、21天时钙结节的数量与形态；实时荧光定量PCR观察成骨活性相关Runx-2、OPN、OCN基因在实验第3、7天得的表达情况；激光共聚焦显微镜观察实验早期各时间点的(3、6、9、12h)细胞超微骨架结构。结果：高糖环境下,LDA组与MDA组更利于MC3T3-E1细胞的增殖,与HDA组和对照组差异明显(P<0.05=。但LDA组与MDA组组间差异不明显。通过ALP试剂盒和茜素红相对定量分析发现,LDA组MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶活性和细胞矿化程度与矿化量均明显优于各实验组与对照组,且差异显著(P<0.05)。RT-PCR数据显示,高糖环境下0.05 mg/ml的黄芪多糖能显著增加Runx-2、 OPN、OCN的表达,表达量明显高于其余实验各组(P<0.05)。激光共聚焦观察MC3T3-E1细胞骨架形态,高糖环境中0.05 mg/ml的黄芪多糖更利于细胞内纤维束的规则排列,并促进细胞骨架的伸展,增加MC3T3-E1细胞的粘附活性。结论：1、高糖环境不利于MC3T3-E1细胞的分化、矿化和骨活性基因Runx-2、OPN和OCN的表达,抑制细胞骨架的伸展与肌动蛋白纤维的排列。2、0.05mg/ml的黄芪多糖较其它浓度的黄芪多糖,更利于MC3T3-E1细胞的增殖、分化和矿化。3、高糖环境下,0.05mg/ml的黄芪多糖可通过更好地促进细胞肌动蛋白纤维骨架的成熟和伸展以及增加Runx-2、OPN、OCN的表达水平的机制,以逆转高糖环境对MC3T3-E1细胞的不利影响,增强MC3T3-E1细胞的增殖、分化和矿化活性。