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目的:观察流体剪切力(Fluid Shear Stress,FSS)作用下,MC3T3-E1成骨细胞中细胞基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)和基质金属蛋白酶抑制剂(Tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs)的表达情况,并探讨ERK5信号通路在其中的作用。方法:对MC3T3-E1成骨细胞进行不同的处理,分为正常组、XMD8-92组、FSS组和FSS+XMD8-92组,XMD8-92组采用浓度为5umol/L,先对MC3T3-E1成骨细胞分别加载FSS作用0、15、30、45、60 min,以明确在MC3T3-E1成骨细胞中对MMPs、TIMPs最佳的FSS加载时间,采用Western blotting方法检测MMP-1和TIMP-1蛋白表达的情况,对FSS组施加12 dyn/cm~2流体剪切力,采用蛋白免疫印迹法分别检测不同组中P-ERK5、ERK5、MMPs和TIMPs蛋白水平的变化。结果:对MC3T3-E1细胞加载12 dyn/cm~2 FSS分别作用0、15、30、45、60min,MMP-1和TIMP-1蛋白的变化呈现时间依赖性。15min时,MMP-1的表达量逐渐上调,在45 min时,表达量达到最高,60 min时,开始下降,但仍高于对照组,具有统计学差异(P<0.01),15 min时,TIMP-1开始下调,在45 min时达到最低,具有统计学差异(P<0.01);在60min时表达量又上调。在后续实验中,加载FSS作用45min,加载12dyn/cm~2的FSS作用45min,可以明显促进MC3T3-E1细胞内ERK5的磷酸化,即P-ERK5/ERK5比例明显上升(P<0.01);用5uM XMD8-92预处理MC3T3-E1细胞1h,Western blotting结果发现XMD8-92不仅能抑制正常MC3T3-E1细胞中的ERK5的活化(P<0.05),而且能抑制FSS诱导的P-ERK5的表达(P<0.01);加载12dyn/cm~2的FSS作用45min,可以明显上调MC3T3-E1细胞MMP-1、MMP-13的表达(P<0.001)和MMP-3的表达(P<0.05);用5uM XMD8-92预处理MC3T3-E1细胞1h,Western blotting结果发现XMD8-92不仅能下调正常MC3T3-E1细胞中的MMP-1、MMP-3的表达(P<0.001)和MMP-13的表达(P<0.05),而且能下调FSS诱导的MMP-1、MMP-13的表达(P<0.001)和MMP-3的表达(P<0.05);加载12dyn/cm~2的FSS作用45min,可以明显下调MC3T3-E1细胞TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3的表达(P<0.05),用5uM XMD8-92预处理MC3T3-E1细胞1h,Western blotting结果发现XMD8-92不仅能上调正常MC3T3-E1细胞中TIMP-1、TIMP-2的表达(P<0.05)和TIMP-3的表达(P<0.001),而且能上调FSS诱导的TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3的表达(P<0.05)。结论:MC3T3-E1成骨细胞,加载12 dyn/cm ~2的FSS作用45min后,能显著提高MMPs的表达量,下调TIMPs的表达,但此效应可被ERK5高选择性抑制剂XMD8-92阻断,这说明ERK5信号通路参与了FSS对MC3T3-E1成骨细胞中MMPs、TIMPs蛋白表达的调控。