探讨降钙素相关基因肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)对骨质疏松大鼠的骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化能力及其血管内皮细胞(vascular endothelial cells,VECs)增殖的影响,及其促进骨质疏松性骨折愈合的细胞分子学作用机制。
方法取3月龄SD大鼠10只,予双侧卵巢切除术制作骨质疏松模型,术后6个月予显微CT(Micro-CT)行骨密度检测,确定建模成功;后采用全血贴壁法分离骨质疏松性大鼠的BMSCs及VECs;在细胞培养液中加入不同浓度(1×10-7~1×10-10 mol/L)的CGRP,采用细胞增殖检测(CCK-8)法检测细胞增殖能力;CGRP对骨质疏松大鼠BMSCs成骨分化能力的影响:通过碱性磷酸酶活性检测及逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、重组人骨形态发生蛋白2、骨黏连蛋白、RunX2蛋白等成骨相关细胞基因mRNA的表达。CGRP对骨质疏松大鼠VECs血管化的影响:采用ELISA、RT-PCR法分别检测细胞内皮细胞生长因子(vascular cell endothelial growth factor,VEGF)的蛋白分泌和基因表达水平。
结果成功分离培养出骨质疏松大鼠BMSCs;CCK-8法测定细胞增殖能力,CGRP对BMSCs细胞的影响:CGRP各浓度组较对照组均增加,且呈剂量依赖关系,7 d时对照组OD值为0.58±0.02,CGRP组中10-7~10-10 mol/L分别为0.80±0.03,0.79±0.03,0.74±0.03,0.69±0.03,与对照组的差异均有统计学意义;CGRP对VECs细胞的影响:对照组OD值为2.20±0.01,CGRP组中10-7~10-10 mol/L分别为4.12±0.04,3.90±0.02,3.56±0.04,3.12±0.04,与对照组的差异均有统计学意义。碱性磷酸酶活性检测及RT-PCR方法检测碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、重组人骨形态发生蛋白2、骨黏连蛋白、RunX2蛋白等成骨相关细胞基因mRNA的表达,对照组与CGRP应用的各浓度组的差异均有统计学意义。
结论10-7~10-10 mol/L的CGRP可以促进骨质疏松大鼠BMSCs及VECs增殖,且呈浓度依赖性,并能促进BMSCs的成骨分化、细胞VEGF基因表达及蛋白的分泌、血管生成。