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目的:在体外、器官培养和体内三个层面上研究生长激素(GH)和骨形态发生蛋白9(BMP9)对间充质干细胞成骨分化的影响,并试图探讨其中的分子机制.
方法:通过RT-PCR检测BMP9腺病毒感染的C3H10T1/2间充质干细胞中GH表达的表达变化;用 Ad-GFP/Ad-RFP(对照组),Ad-GFP/AdR-GH,Ad-BMP9/Ad-RFP,Ad-BMP9/AdR-GH,这4组腺病毒分别感染C3H10T1/2细胞,并检测成骨细胞分化标记物碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素和骨桥蛋白的表达以及基质的矿化作用;用上述4组病毒感染胚胎期E18.5天的小鼠后肢,将钙黄绿素作为荧光指示剂追踪骨发育过程,并测量记录胫骨横截面面积,进行统计学分析和组织学分析;将感染病毒的细胞注射到裸鼠皮下,4周后取出移植部位进行微型计算机断层扫描,并进行三维重建和统计分析,以及组织学分析;通过免疫共沉淀和小分子抑制剂探讨分子机制.
结果:GH是MSCs细胞中BMP9信号的一个直接下游靶点，GH与BMP9发生协同作用，共同促进C3H10T1/2细胞体外成骨分化;GH能促进BMP9介导的生长板的软骨内成骨;干细胞移植实验证明，GH加快了BMP9诱导的基质矿化作用;GH与BMP9通过激活MSCs中的JAK/STAT/IGF1信号通路协同促进间充质干细胞的成骨分化，且GH和BMP9之间的协同成骨活性能被JAK/STAT的抑制剂阻断。
结论:生长激素与BMP9存在协同作用，通过激活JAK/STAT/IGF1信号通路促进间充质干细胞的成骨分化。