高糖环境对小鼠成骨前体细胞及脂肪干细胞成骨分化的影响

摘要

目的 研究不同葡萄糖浓度对小鼠成骨前体细胞(primary osteoblasts,POBs)和脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ASCs)成骨分化的影响.方法 分离培养小鼠成骨前体细胞、棕色脂肪干细胞(brown adipose-derived stem cells,B-ASCs)、白色脂肪干细胞(white adipose-derived stem cells,W-ASCs),复苏MC3T3-E1细胞系,分别给予不同浓度葡萄糖(5.5 mmol/L、25 mmol/L和55 mmol/L)刺激,常规成骨诱导分化7d,采用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色观察不同细胞成骨分化程度.取成骨前体细胞分别成骨诱导分化3d、7d,采用定量PCR检测各组细胞Runx2、碱性磷酸酶、Osterix及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)等成骨分化标记物的表达水平.采用Western blot检测成骨相关蛋白的表达.结果 在不同浓度葡萄糖刺激下,MC3T3-E1、POBs和W-ASCs的成骨分化能力随着糖浓度的升高而升高,而B-ASCs的成骨分化能力则受到抑制.对POBs成骨诱导培养3d和7d后,25 mmol/L、55 mmol/L组成骨分化程度显著高于5.5 mmol/L组.Real-time PCR结果显示3d和7d时,25 mmol/L、55 mmol/L组Runx2、ALP、Osterix和OPN的表达也显著高于5.5 mmol/L组.Western blot检测结果证明高糖在成骨诱导过程中可激活骨钙素(osteocalcin,OCN)的表达.结论 高糖对成骨前体细胞的成骨分化起促进作用.