1α,25(OH)2D3对软骨细胞增殖和胶原表达的影响研究

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目的:1α,25?dihydroxyvitamin D3[1,25(OH)2D3]是人体所必需的脂溶性维生素之一,可直接和间接调控骨骼系统的生长发育。目前,关于其对软骨内成骨(endochondral ossification,EO)影响的研究相对较少。EO是一个动态而复杂的过程,主要维持骨质的纵向生长,软骨细胞的增殖、成熟和钙化在该过程发挥重要作用。研究表明,下颌骨髁突软骨系继发性软骨,股骨头软骨系原发性软骨,两者在胚胎起源、组织结构、生长特性以及对生长因子的反应等方面存在差异。因此,本研究探讨1,25(OH)2D3对髁突软骨细胞(condylar chondrocytes,CCs)和股骨头软骨细胞(femoral head chondrocytes,FCs)增殖、成熟和钙化的影响。研究方法:选取一周龄SD雌性大鼠,分离培养其CCs和FCs至第二代并鉴定。1、第一部分:将FCs和CCs随机分为6组,空白对照组、溶剂组(0.01%酒精)、0.1 nM组、1 nM组、10 nM组、100 nM组,饥饿处理后予以1,25(OH)2D3刺激24h进行CCK8实验,并收集细胞检测增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、II型胶原(type II collagen,COLII)和X型胶原(type X collagen,COLX)mRNA和蛋白表达水平的变化。2、第二部分:通过小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)对FCs的维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)进行沉默并检测效率,接着随机分为4组,空白对照组、1,25(OH)2D3组、VDR-siRNA组、VDR-si RNA+1,25(OH)2D3组,通过qPCR、Western blot以及IF检测COLII的表达。结果:第一部分:1、CCK8结果显示FCs和CCs各组OD值随着1,25(OH)2D3浓度的增加显著下降,且在CCs的下降程度较FCs明显。2、随着1,25(OH)2D3浓度的增加,FCs和CCs各组中PCNA mRNA和蛋白表达水平均逐渐下降,其中CCs下降的程度较FCs显著。3、FCs和CCs的空白对照组,溶剂组以及0.1 nM组组间COLII表达水平无统计学差异(p>0.05);而药理浓度(1-100 nM)组COLII表达水平升高,其中在FCs最佳浓度为10 nM,而在CCs呈浓度依赖性上升。4、FCs和CCs的各组间COLX mRNA和蛋白表达水平均无统计学差异(p>0.05)。第二部分:1、在FCs,与空白对照组相比,VDR-siRNA组VDR沉默效率达85%以上。2、在FCs,与1,25(OH)2D3组相比,VDR-siRNA+1,25(OH)2D3组COLII mRNA和蛋白水平显著下降(p<0.05)。3、与1,25(OH)2D3组相比,VDR-si RNA+1,25(OH)2D3组COLII的荧光强度在FCs和CCs均下降。结论:1、体外1,25(OH)2D3可抑制软骨细胞增殖,促进其成熟,而对其钙化无影响。2、体外相对于FCs,1,25(OH)2D3对CCs的调控阈值更低,作用更显著。
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