探讨神经生长因子(nerve growth factor,NGF)对2型糖尿病小鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cell,BMSC)增殖、成骨向分化及矿化能力的影响,为NGF的临床应用提供依据。
方法选择8周龄雄性2型糖尿病db/db小鼠3只和正常C57BL/6J小鼠2只,全骨髓贴壁法分离培养股骨BMSC。用糖尿病小鼠BMSC(糖尿病组)和正常小鼠BMSC(正常组)进行BMSC成骨能力比较实验(实验一);用糖尿病小鼠BMSC进行NGF对糖尿病小鼠BMSC成骨能力影响实验(实验二),分为糖尿病对照组、NGF组和K252a+NGF组[K252a为NGF高亲和力受体酪氨酸激酶A(tyrosine kinase,TrkA)的特异性阻断剂];K252a+NGF组加K252a 30 min后加NGF;NGF组仅加NGF,糖尿病对照组两者均不添加。甲基噻唑基四唑法检测实验一基础培养1、3、5、7 d和实验二基础培养1、2、3 d的细胞增殖情况;成骨诱导3、5、7 d后检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)水平;成骨诱导14 d后茜素红染色观察矿化结节形成情况。每项实验每组均设置5个复孔,所有实验重复3次。
结果基础培养3、5、7 d,糖尿病组BMSC增殖能力均显著高于相同时间点正常组(P<0.05);成骨诱导3、5、7 d,糖尿病组ALP水平均显著低于相同时间点正常组(P<0.05);成骨诱导14 d,糖尿病组矿化结节数量[(23.1±6.4)个/视野]显著少于正常组[(36.9±7.9)个/视野](P<0.05)。基础培养1、2、3 d,糖尿病对照组、NGF组和K252a+NGF组BMSC增殖差异无统计学意义(P>0.05);成骨诱导3、5 d,NGF组ALP水平均显著高于糖尿病对照组(P<0.05);成骨诱导3、5、7 d,K252a+NGF组ALP水平均显著低于NGF组(P<0.05)和糖尿病对照组(P<0.05);成骨诱导14 d,NGF组矿化结节数量[(45.2±6.8)个/视野]显著多于糖尿病对照组[(23.1±6.4)个/视野](P<0.05),K252a+NGF组矿化结节数量[(18.0±4.5)个/视野]显著少于NGF组(P<0.05)和糖尿病对照组(P<0.05)。
结论2型糖尿病小鼠BMSC体外成骨向分化及矿化能力降低。NGF通过与TrkA受体结合促进糖尿病小鼠BMSC体外成骨向分化,增强其矿化能力。