全反式维A酸与骨形态发生蛋白联合应用对不同鼠源细胞骨钙素及成骨相关基因表达的影响

摘要

目的 探讨全反式维A酸(ATRA)与骨形态发生蛋白(BMPs)单独或联合应用对小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)和大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的骨钙素(OCN)以及成骨相关基因ALP、OCN、Runx2表达的影响.方法 传代培养MC3T3-E1细胞及BMSCs,分别经不同浓度细胞因子刺激培养后分为10个组:空白对照组、ATRA组、5ng/ml BMP2/7组、50ng/ml BMP2/7组、5ng/ml BMP2组、50ng/ml BMP2组、ATRA+5ng/ml BMP2/7组、ATRA+50ng/ml BMP2/7组、ATRA+5ng/ml BMP2组、ATRA+50ng/ml BMP2组,采用免疫荧光染色观察细胞形态,免疫酶联吸附实验(ELISA)检测两种细胞OCN的表达,实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测ALP、OCN、Runx2基因的表达.结果 免疫荧光染色观察结果显示,MC3T3-E1及BMSCs细胞生长状态良好,结构完整.单独应用ATRA可明显抑制两种细胞(MC3T3-E1及BMSCs)的OCN表达,第7天尤为明显:MC3T3-E1细胞ATRA单独组[(20.97±0.31)ng/ml]明显低于空白对照组[(33.45±0.55)ng/ml],BMSCs细胞ATRA单独组[(9.90±0.16)ng/ml]也明显低于空白对照组[(14.30±0.53)ng/ml],差异均有统计学意义(P<0.05).单独应用BMPs可浓度依赖性地促进细胞OCN表达,且BMP2/7促进作用更强,50ng/ml BMP2/7作用后MC3T3-E1细胞的OCN浓度为(47.13±0.59)ng/ml,BMSCs的OCN浓度为(49.92±0.53)ng/ml,50ng/ml BMP2/7能够完全拮抗ATRA对细胞OCN表达的抑制作用(P<0.05).RT-qPCR检测结果显示,单独应用ATRA可明显抑制MC3T3-E1细胞ALP、OCN基因的表达,但可促进Runx2基因的表达(P<0.05),单独应用BMPs呈浓度依赖性地促进MC3T3-E1细胞成骨相关基因的表达(P<0.05),ATRA可显著抑制BMPs对OCN基因表达的促进作用,但ATRA与50ng/ml BMP2/7可协同促进ALP基因的表达(P<0.05);单独应用ATRA第7天可显著促进BMSCs Runx2基因的表达,但可抑制ALP、OCN基因的表达(P<0.05),50ng/ml BMPs可显著促进BMSCs ALP、Runx2基因的表达(P<0.05),50ng/ml BMP2/7可拮抗ATRA对ALP基因表达的抑制作用并促进其表达(P<0.05).结论 单独应用ATRA可抑制细胞OCN蛋白的表达,抑制细胞ALP、OCN基因的表达;BMP2/7可显著促进细胞OCN蛋白的表达,BMPs可促进成骨相关基因的表达;50ng/ml BMP2/7可完全拮抗ATRA对细胞的成骨抑制作用.