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目的:骨质疏松患者的骨组织内常出现大量脂肪细胞,但其发生机制尚不清楚。我们的前期研究提示抑制小鼠体内ERK5信号通路后,出现了骨量减少、脂肪细胞增多及成骨细胞减少的现象,推测ERK5对于维持骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMSCs)成脂分化和成骨分化的平衡至关重要。本研究拟进一步从细胞水平研究ERK5信号通路调控骨髓间充质干细胞成脂分化和成骨分化平衡的分子机制,为临床治疗骨质疏松提供理论依据和思路。方法:(1)通过慢病毒感染BMSCs,插入ERK5干扰基因片段,再通过嘌呤霉素筛选,得到ERK5稳定低表达的小鼠BMSCs模型;(2)对ERK5基因沉默后的小鼠BMSCs进行成骨诱导,于诱导的第4d、9d和14d检测细胞内碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)活性,同时检测细胞于0-4d、4-9d和9-14d三个时间段分泌到培养基中骨钙素(Osteocalcin,OCN)的含量,并于诱导分化的第10d通过Real-time PCR技术检测ERK5和成骨标志基因Runt相关转录因子2(Runt-related Transcription Factor 2,RUNX-2)、ALP、骨形态发生蛋白2(Bone Morphogenic Protein 2,BMP2)的mRNA相对表达情况,最后在诱导21d后进行茜素红染色,观察成骨诱导后钙结节形成的情况;(3)对ERK5基因沉默后的小鼠BMSCs进行成脂诱导,于诱导分化的第10d通过Real-time PCR技术检测ERK5和成脂标志基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome Proliferator-activated Receptor-gamma,PPARγ)、CCAAT-增强子结合蛋白α(CCAAT Enhancer Binding Protein Alpha,C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4(Fatty Acid Binding Protein 4,ap2)的mRNA相对表达情况,并于诱导28d后进行油红O染色,观察成脂诱导后脂肪细胞的形成情况。结果:(1)空载病毒CON077感染Balb/c小鼠BMSCs后并不影响ERK5的表达,而慢病毒ERK5-RNAi(83235-1)和ERK5-RNAi(83236-1)感染细胞后有效沉默了ERK5的表达;(2)在成骨诱导分化的过程中,沉默ERK5使得小鼠BMSCs内的ALP活性降低,分泌的OCN含量降低,成骨分化标志基因RUNX-2、ALP和BMP2的表达显著下调,茜素红染色后细胞内钙结节明显减少;(3)在成脂诱导分化的过程中,沉默ERK5使得成脂分化标志基因PPARγ、C/EBPα、ap2的表达显著上调,且在成脂诱导分化28天进行油红O染色时发现脂滴更多更大更圆。结论:(1)ERK5信号通路通过调控成骨分化的标志基因RUNX-2、ALP和BMP2,促进了小鼠BMSCs的成骨分化;(2)同时,ERK5信号通路通过调控成脂分化的标志基因PPARγ、C/EBPα和ap2,抑制了小鼠BMSCs的成脂分化。