补骨脂素对炎性环境下人牙周膜干细胞成骨分化的影响及机制

摘要

目的探究补骨脂素对人牙周膜干细胞(hPDLSCs)成骨分化作用及可能机制。方法利用酶消化法和有限稀释法体外分离并纯化hPDLSCs,流式细胞术鉴定细胞表型,成骨及成脂诱导检测细胞多向分化能力;取第3代hPDLSCs并分为对照组、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导组(10 ng/mL)、补骨脂素低(TNF-α10 ng/mL+补骨脂素2μmol/L)、中(TNF-α10 ng/mL+补骨脂素6μmol/L)、高(TNF-α10 ng/mL+补骨脂素18μmol/L)剂量组,各组均利用成骨诱导培养液培养。7 d后,碱性磷酸酶(ALP)检测试剂盒检测ALP活性;RT-qPCR技术检测Runt相关转录因子2(Runx2)、锌指结构转录因子(Osx)、骨桥蛋白(OPN)、骨钙素(OCN)mRNA相对表达水平;Western blot技术检测Wnt3a、β-连环蛋白(β-catenin)、糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)、磷酸化糖原合成酶激酶3β(p-GSK-3β)、组织蛋白酶K(CTSK)蛋白相对表达水平;21 d后,茜素红染色及比色分析法检测钙沉积情况。结果经细胞表型及分化能力鉴定,确定分离培养的细胞为hPDLSCs;经成骨化及炎性环境诱导后,与对照组比较,TNF-α诱导组、补骨脂素3个治疗组中ALP活性、矿化钙沉积吸光度值、Runx2、Osx、OPN及OCN mRNA相对表达水平、Wnt3a、β-catenin及p-GSK-3β蛋白相对表达水平降低,CTSK蛋白相对表达水平升高(P<0.05);与TNF-α诱导组比较,补骨脂素3个治疗组中除CTSK蛋白相对表达水平降低外,其他上述指标水平均升高(P<0.05);补骨脂素作用效果呈剂量依赖性(P<0.05)。结论补骨脂素可促进炎性环境下hPDLSCs成骨分化,其作用机制可能与激活Wnt/β-catenin轴下调CTSK蛋白表达有关。