周期性机械应力条件下胰岛素样生长因子受体1对大鼠软骨细胞功能的影响

摘要

目的：研究周期性机械应力条件下胰岛素样生长因子1型受体（Insulin-Like-Growth FactorⅠReceptor，IGF1R）对大鼠软骨细胞增殖及细胞外基质合成的影响。 方法：体外分离培育大鼠软骨细胞，随机分为4组：加压0h组、加压0.5h组、加压1h组、加压2h组，采用Western Blot法检测各组细胞IGF1R的表达及磷酸化水平，并在此基础上将同代无处理的软骨细胞在加压各组检测的同时给予同样检测即为静态组，应用Gel-Pro Analyzer软件进行半定量灰度分析比较各时间段静态和加压两两各组磷酸化IGF1R／总IGF1R水平差异。另取大鼠软骨细胞随机分为静态组、加压对照组、IGF1R阻断组、加压后IGF1R阻断组，IGF1R阻断采取顺式-3-[8-胺基-1-(2-苯基-喹啉-7-基)-咪唑并[1,5-a]吡嗪-3-基]-1-甲基-环丁醇(C26H23N5O,OSI-906）或者以IGF1R shRNA两种方法。阻断IGF1R1h后Western Blot法检测各组细胞磷酸化细胞外信号调节激酶1／2（Extracellular reulated protein kinases1／2，ERK1／2）表达及磷酸化水平；8h后实时荧光定量PCR检测各组二型胶原（CollagenⅡ）、蛋白聚糖（Aggrecan）表达；3d后使用直接细胞计数方式及细胞计数试剂盒（CCK-8）对软骨细胞增殖状况进行测定。使用SPSS18.0软件进行相关统计学分析，两组间差异采用t检验比较。 结果：磷酸化IGF1R／总IGF1R蛋白水平在加压0h组与静态组之间差异无统计学意义（t=0.255,P=0.811），而在0.5h组，1h组，2h组较相对应的静态组增高，,差异具有统计学意义（t值分别为-5.881，-6.172，-10.518，P值均小于0.05）。IGF1R被OSI-906或shRNA抑制后，大鼠软骨细胞增殖能力减弱，差异均具有统计学意义（直接计数法OSI-906阻断后t=6.096、shRNA阻断后t=6.668，CCK-8法OSI-906阻断后t=2.835、shRNA阻断后t=3.467，且P值均小于0.05）；细胞外基质CollagenⅡ(OSI-906阻断后t=3.243,shRNA阻断后t=3.621,P值均小于0.05)、Aggrecan(OSI-906阻断后t=3.128，shRNA阻断后t=3.608，P值均小于0.05)基因表达水平显著降低；加压处理的ERK1／2磷酸化水平显著降低（OSI-906阻断后t=3.074,，shRNA阻断后t=3.990，P值均小于0.05）。 结论：周期性机械应力通过压力感受器IGF1R将机械信号转变为生物化学信号，活化的ERK1/2信号通路加强软骨细胞增殖和细胞外基质合成。