姜黄素对2型糖尿病小鼠成骨及高糖环境下MC3T3-E1细胞增殖、凋亡和成骨表达的影响

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuangzhiyong
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目的:本课题旨在观察姜黄素对2型糖尿病模型小鼠下颌骨成骨情况的影响,探讨姜黄素对高糖环境下成骨细胞MC3T3-E1增殖、凋亡和成骨表达的作用。材料方法:1、10周龄SPF级BLKS/Jdb/m雄性小鼠5只作为对照组,从SPF级2型糖尿病模型BLKS/Jdb/db雄性小鼠10只中随机选取5只作为糖尿病组,其余5只作为姜黄素治疗组。治疗组姜黄素以100mg/kg/d剂量灌胃,对照组和糖尿病组给予等量生理盐水(含0.1%DMSO助溶),治疗10周。在取材前7天和3天,分别对各组小鼠肌肉注射钙黄绿素(20mg/kg)和四环素(30mg/kg),取材并制作下颌骨组织切片,荧光显微镜下观察皮质骨连续性,Masson染色观察松质骨密度、成骨情况等;2、选取3组糖浓度(5.5mmol/L、11mmol/L和16.5mmol/L)和2组姜黄素浓度(5μmol/L和10μmol/L),设置对照组、中糖组、高糖组、中糖低药组、中糖高药组、高糖低药组和高糖高药组7个分组分别培养MC3T3-E1成骨细胞。(1)培养24h、48h和72h,CCK-8比色法检测三个时间点成骨细胞增殖情况;(2)培养48h,Annexin V/PI双染色法检测成骨细胞早期凋亡率;(3)分别培养72h,实时荧光定量PCR检测细胞成骨相关标志物(Runx2、OPN、Col-1)的表达水平。结果:1、四环素-钙黄绿素荧光标记显示与对照组相比,糖尿病组小鼠下颌骨骨皮质处荧光带厚度和荧光带亮度均下降,荧光条带不连续,而姜黄素治疗后小鼠骨皮质处荧光带厚度、亮度和连续性均明显提高;2、Masson染色显示与对照组相比,糖尿病组小鼠下颌骨骨松质内出现大量白色空泡,骨组织密度低、矿化程度低,姜黄素治疗后小鼠骨松质密度和矿化程度较糖尿病组明显改善;3、CCK-8比色法显示24h各组OD值无统计学差异(P>0.05),在48h和72h,与对照组相比,中糖组和高糖组OD值均有明显降低(P<0.05),与中糖组相比,中糖低药组和中糖高药组OD值均明显升高(P<0.05),与高糖组相比,高糖低药组和高糖高药组OD值均有明显升高(P<0.05),而在三个时间点时,相同糖浓度下低药组和高药组间差异无统计学意义(P>0.05);4、Annexin V/PI双染色法显示,培养48h,与对照组相比中糖组和高糖组细胞早期凋亡率明显升高(P<0.05),与中糖组相比,中糖低药组和中糖高药组细胞早期凋亡率均降低(P<0.05),但两组间差异无统计学意义(P>0.05),与高糖组相比,高糖低药组和高糖高药组细胞早期凋亡率明显降低(P<0.05),与高糖低药组相比,高糖高药组细胞早期凋亡率降低(P<0.05);5、在72h时中糖组和高糖组Runx2、OPN和COL-1基因的表达量相对于对照组均降低(P<0.05),但高糖组相对于中糖组更为明显。而在姜黄素治疗组中,低药组和高药组干预后Runx2、OPN和COL-1基因的表达量相对于同一糖浓度组均有明显升高(P<0.05)。其中,不同药物浓度对中糖组和高糖组细胞OPN的表达无明显差异(P>0.05);与中糖组相比,中糖低药组和中糖高药组细胞Runx2和COL-1基因的表达量升高(P<0.05),且中糖高药组Runx2和COL-1基因的表达量明显高于中糖低药组(P<0.05);与高塘组相比,高糖低药组和高糖高药组细胞Runx2和COL-1基因的表达量升高,且高糖高药组Runx2和COL-1基因的表达量高于高糖低药组(P<0.05)。结论:1、姜黄素能明显改善BLKS/Jdb/db 2型糖尿病小鼠骨皮质生成情况;2、姜黄素能明显改善BLKS/Jdb/db 2型糖尿病小鼠骨松质的密度和矿化程度;3、姜黄素能促进高糖环境下成骨细胞MC3T3-E1的增殖,并且在一定程度上具有时间依赖性;4、姜黄素能抑制高糖环境下成骨细胞MC3T3-E1的凋亡,并且在一定程度上具有药物浓度的依赖性;5、姜黄素能促进高糖状态下MC3T3-E1细胞Runx2、OPN和COL-1基因的表达。
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