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研究目的:本课题通过建立人成骨细胞体外培养实验模型,从细胞及分子水平上观察葛根素对人成骨细胞凋亡的影响,探讨葛根素防治骨质疏松症的作用机制,为葛根素应用于临床防治骨质疏松症提供实验依据。 方法:①对购买的已鉴定的人成骨细胞进行复苏、传代、培养及冻存为下一步实验做好准备;②以雌激素(10μM)干预为阳性对照,用ELISA观察不同浓度(0,10-10M,10-9M,10-8M,10-7M,10-6M)葛根素对体外培养的hOBs凋亡的影响;③TUNEL法检测10-8M葛根素干预后对hOBs凋亡的影响;④Western blot检测不同浓度(0,10-9M,10-8M,10-7M)葛根素对hOBs细胞内Bcl-2及Bax蛋白表达的影响;⑤观察葛根素对hOBs细胞凋亡过程中的ERK信号通路的活化过程的影响;⑥体外应用ERK抑制剂PD98059干预离体培养细胞内的ERK信号转导通路,ELISA进一步检测葛根素对hOBs细胞凋亡的作用;⑦应用雌激素受体抑制剂ICI182780预处理hOBs细胞,ELISA检测葛根素对hOBs细胞凋亡的影响。 结果: 1.葛根素能显著抑制饥饿诱发的细胞凋亡。其中10-10M干预时ELISA吸收光密度为2.23±0.14,10-9M为1.89±0.16,10-8M为1.54±0.13,10-7M为1.62±0.15,10-6M为1.58±0.12,均显著低于正常对照组2.51±0.11(allp<0.05),但较雌二醇干预的阳性对照组高(allp<0.05)。不仅如此,10-9M葛根素对细胞凋亡的抑制作用显著高于10-10M浓度组(p<0.05),而浓度达10-8M时,葛根素的细胞保护作用达最大值,明显高于10-10M、10-9M及10-7M组(all p<0.05),但与10-6M浓度组差异并不显著。10-8M葛根素干预后TUNEL阳性细胞数较饥饿对照组显著下调(p<0.05)。 2.与对照组相比,不同浓度葛根素均能显著上调Bcl-2的蛋白表达(p<0.05),但明显抑制细胞内Bax的蛋白表达水平(p<0.05),差异具有统计学意义。不仅如此,10-8M葛根素干预后对Bcl-2及Bax表达的影响显著高于10-9M组(p<0.05),但较10-7M明显降低(p<0.05)。Bax/Bcl-2是评价细胞凋亡的另一重要指标,我们将对照组Bax/Bcl-2的比值定为1,10-9M葛根素干预组为0.39,10-8M干预组为0.19,10-7M干预组Bax/Bcl-2比例为0.08。 3.与对照组相比,葛根素干预5min后体外培养的hOBs内ERK磷酸化水平显著上调(p<0.05),至15min后,ERK磷酸化水平进一步升高,至45min时达顶峰,不同时间点组间差异显著(allp<0.05)。 4.葛根素+PD98059干预组细胞ELISA吸光度值(2.40±0.10)显著高于单纯葛根素干预组(1.54±0.13)(p<0.05),差异具有统计学差异。而PD98059干预组细胞ELISA吸光度值(2.43±0.15)与对照组(2.51±0.12)及葛根素+PD98059干预组并无显著性差异。 5.ER抑制剂ICI182780预处理葛根素干预的hOBs细胞,结果证实葛根素+ICI182780干预组细胞ELISA吸光度值(2.52±0.15)显著高于单纯葛根素干预组(1.54±0.13)(p<0.05),而ICI182780干预组细胞ELISA吸光度值(2.51±0.10)与对照组(2.51±0.12)及葛根素+ICI182780干预组无显著性差异。 结论: 1.葛根素能抑制体外培养的人成骨细胞凋亡,其最适浓度为10-8M; 2.葛根素能上调抗凋亡蛋白Bcl-2,同时下调促凋亡蛋白Bax的表达发挥细胞保护作用; 3.葛根素通过激活ERK信号通路实现抑制hOBs细胞凋亡的作用; 4.雌激素受体参与了葛根素对hOBs保护作用的调控过程。