葡萄糖、胰岛素及吡格列酮对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的影响

摘要

实验目的：体外观察葡萄糖、胰岛素和吡格列酮对大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs)向成骨细胞分化的影响，探讨三者对骨代谢的作用机制。 实验方法： 从大鼠长骨骨髓分离获取间充质干细胞，在不同糖浓度（5.6mM、25mMl、50mM）及胰岛素（0.6ug/ml）与吡格列酮（0.1ug/ml）干预下向成骨细胞诱导分化培养21天；茜素红染色、光镜计数矿化率；real time PCR 测定成骨细胞的标记物碱性磷酸酶（ALP）,骨钙素（BGP）及转录因子Runx2 mRNA 表达，进行不同糖浓度组间及胰岛素和吡格列酮干预后的变化比较。 实验结果： 细胞诱导培养21天后，茜素红染色结果显示，随着糖浓度升高，矿化率显著降低，25mM 糖浓度组与对照组（5.6mM）相比矿化率降低了21％，50mM 糖浓度组与对照组（5.6mM）相比矿化率降低了55％，差异均有显著性（P<0.01）。Real time PCR结果显示，随着糖浓度升高，ALP,BGP 及Runx2 mRNA 表达显著降低。25mM 糖浓度组与对照组（5.6mM）相比，ALP,BGP 及Runx2 mRNA 表达水平分别降低了35％、26％、24％，差异均有显著性（P<0.01）；50mM 糖浓度组与对照组（5.6mM）相比，ALP、BGP 及Runx2 mRNA 表达水平也显著降低（P<0.01）。在三种糖浓度下，茜素红染色结果显示，与没有加药物组相比，胰岛素干预组，矿化率明显提高，分别提高了16％、19％、20％，差异均有显著性（P<0.05）；吡格列酮干预组，矿化率明显降低，分别降低了20％、25％、25％，差异均有显著性（P<0.05）；吡格列酮和胰岛素共同干预组矿化率接近于未加药物组，差异无显著性（P>0.05）。Real time PCR 结果显示，在相同糖浓度下，与没有加药物组相比，胰岛素干预组ALP,BGP 及Runx2 mRNA 表达水平显著升高（P<0.01），吡格列酮干预组，ALP,BGP 及Runx2 mRNA 表达水平显著降低（P<0.01），吡格列酮和胰岛素共同干预组mRNA 表达水平接近于未加药物组，差异无显著性（P>0.05）。 实验结论： 1、高糖能抑制BMSCs 向成骨细胞分化，可能为糖尿病性骨质疏松形成的重要机制之一。 2、胰岛素可促进BMSCs 向成骨细胞分化，并可能改善高糖对BMSCs 分化的抑制作用，可能会减低糖尿病骨质疏松症的发病率。 3、吡格列酮能抑制BMSCs 向成骨细胞分化，它可能通过使BMSCs 向成骨细胞分化减少，同时向脂肪细胞分化增多而导致成骨作用减弱，这可能是吡格列酮致骨质疏松的重要机制。