白细胞介素1α 诱导破骨细胞活化和骨流失

摘要

背景:白细胞介素1是一种重要的促炎细胞因子,已被证实在调节骨炎症和骨重建中发挥重要作用.有研究表明,白细胞介素1α可诱导MC3T3-E1细胞凋亡,同时抑制成骨细胞分化.目的:探讨白细胞介素1α在小鼠破骨细胞活化和骨流失中的作用及机制.方法:①细胞实验:分别以白细胞介素1α单独或与核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)联合作用于RAW264.7细胞1 d和4 d.CCK8检测细胞活力,抗酒石酸酸性磷酸酶染色检测多核破骨细胞,实时荧光定量PCR、免疫荧光染色及Western blot检测破骨形成相关的特异基因及核转录因子κB和Wnt/β-catenin信号通路相关基因的mRNA和蛋白表达情况;分别以白细胞介素1α单独或与RANKL和巨噬细胞集落刺激因子联合作用于骨髓源性巨噬细胞7 d,抗酒石酸酸性磷酸酶染色检测多核破骨细胞,Western blot检测破骨形成相关的特异基因的蛋白水平的表达情况.②动物实验:将小鼠随机分为2组:对照组腹腔注射PBS,实验组腹腔注射白细胞介素1α溶液,每周2次,5周后取材,采用μCT、苏木精-伊红染色、抗酒石酸酸性磷酸酶染色和免疫荧光分析小鼠股骨骨组织变化及相关基因的表达情况.结果 与结论:①细胞实验结果显示,白细胞介素1α单独干预可显著促进RAW264.7细胞增殖,而白细胞介素1α与RANKL联合作用可刺激RAW264.7细胞向破骨细胞分化(P<0.05);在RANKL或RANKL+巨噬细胞集落刺激因子存在的情况下,白细胞介素1α明显上调RAW264.7细胞和骨髓源性巨噬细胞中破骨细胞相关标志物的表达(P<0.05),并增加抗酒石酸酸性磷酸酶阳性多核破骨细胞的数量(P<0.05);白细胞介素1α显著激活RAW264.7细胞的核转录因子κB和Wnt/β-catenin信号通路(P<0.05);阻断核转录因子κB或Wnt3信号通路不仅逆转了白细胞介素1α引起的RAW264.7细胞的核转录因子κB和Wnt3信号通路的激活,而且减弱了白细胞介素1α诱导的破骨细胞特异性基因的上调(P<0.05).②动物实验结果显示,与体外细胞实验结果一致,白细胞介素1α可诱导C57BL/6J小鼠骨流失并上调破骨特异基因TRAF6,RANK,p65和Wnt3的表达(P<0.05).③上述数据证实,白细胞介素1α通过激活核转录因子κB和Wnt信号通路诱导破骨细胞活化和骨丢失.