唑来膦酸盐通过p38 MAPK通路调控高糖条件下破骨细胞分化生成及骨吸收功能

摘要

目的 探究在高浓度葡萄糖的条件下,唑来膦酸盐(ZOL)对破骨细胞分化及功能的影响,以及p38丝裂原蛋白活化激酶(p38 MAPK)通路在其中的调控机制.方法 将RAW264.7细胞向破骨细胞方向分化诱导,分为4组:低糖组(5.5 mmol/L葡萄糖)、高糖组(16.5 mmol/L葡萄糖)、低糖+ZOL组(5.5 mmol/L葡萄糖+0.1μmol ZOL)、高糖+ZOL组(16.5 mmol/L葡萄糖+0.1μmol ZOL).MTT法测定各组细胞增殖活性,光学显微镜检测RAW264.7细胞的迁移数目,免疫荧光组织化学染色检测各组破骨细胞细胞骨架的清晰程度.增加第5组:高糖+ZOL+SB203580(16.5 mmol/L葡萄糖+0.1μmol ZOL+10μmol SB203580)后,TRAP染色鉴定各组阳性破骨细胞数量;将RAW264.7细胞与牙本质磨片共同培养,扫描电子显微镜测定各组细胞骨吸收陷窝的数量及面积;实时荧光定量PCR(Real-time PCR)及Western blotting检测破骨细胞相关因子的mRNA和蛋白的表达情况.结果 细胞增殖实验中各组细胞增殖情况无明显差别.高糖条件对RAW264.7细胞的迁移具有促进作用,差异具有统计学意义(P＜0.05);抑制细胞骨架的清晰程度及破骨细胞封闭区的形成;下调p38 MAPK、p-p38 MAPK、NFATc1、CTSK、TRAP mRNA和蛋白表达情况从而对破骨细胞的分化及功能发挥抑制作用,差异具有统计学意义(P＜0.05).加入唑来膦酸盐后,RAW264.7细胞迁移受到抑制,差异具有统计学意义(P＜0.05);细胞骨架的清晰程度进一步下降,破骨细胞封闭区的形成被进一步破坏破;p38 MAPK、p-p38 MAPK、NFATc1、CTSK、TRAP的mRNA和蛋白质表达降低,进一步抑制破骨细胞分化及功能,差异具有统计学意义(P＜0.05);加入SB203580后,破骨细胞分化和骨吸收功能受到抑制,p38 MAPK、p-p38 MAPK表达受到抑制,下游NFATc1、CTSK、TRAP表达降低,差异具有统计学意义(P＜0.05).结论 高糖条件抑制破骨细胞的分化生成和骨吸收功能.ZOL通过p38 MAPK信号通路实现了对高糖条件下破骨细胞分化及功能的抑制作用,提示p38 MAPK分子通路可作为唑来膦酸盐调控糖尿病性骨质疏松的新机制.