• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      microRNA-494通過TLR-4通路抑制成骨細胞分化及基質(zhì)礦化的分子機制

      2018-11-02 03:59:12匡嘉兵張克良許閆嚴
      中國比較醫(yī)學雜志 2018年10期
      關鍵詞:成骨細胞礦化分化

      匡嘉兵,徐 昊,張克良,沈 波,許閆嚴

      (武漢市普愛醫(yī)院暨華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬普愛醫(yī)院,西院骨一科,武漢 430030)

      microRNAs(miRNAs)是一類長度約為22個核苷酸、保守、進化的非編碼單鏈RNA小分子[1]。miRNA存在于果蠅、小鼠、人類和植物等基因組中,均為內(nèi)源性表達[2]。研究已經(jīng)證實,miRNAs在多數(shù)腫瘤中表達失調(diào),包括結(jié)直腸癌、淋巴瘤、乳腺癌、肝細胞癌等[3]。此外,研究發(fā)現(xiàn)miR-494會參與腦缺血、神經(jīng)變性病、多發(fā)性硬化、腦腫瘤以及脊髓病變等多種生理疾病中[4-6]。骨質(zhì)疏松癥是世界上常見的病癥,發(fā)病率極高。成骨細胞在骨代謝中起著重要的作用,參與骨吸收和骨重建的過程[7]。當機體的骨吸收大于骨重建時,就會表現(xiàn)出骨量減少、骨流失以及骨顯微結(jié)構(gòu)被破壞的現(xiàn)象[8]。成骨細胞是骨代謝的主要功能細胞,細胞的增殖和分化能力決定著最終的成骨量[9]。Toll樣受體(toll-like receptor,TLR)廣泛存在于人類和動物的多種細胞中,屬于I型跨膜蛋白,參與機體的初級免疫過程,并調(diào)節(jié)機體的多種生理功能,例如骨細胞的代謝和干細胞的增殖等[10]。此外,TLR介導的炎癥因子的分泌對早期的骨修復起著重要的作用。人的TLR共分為5個亞科、10個亞型。成骨細胞表面主要表達TLR-3和TLR-4[11]。本研究即探討TLR-4受體在成骨細胞分化及基質(zhì)礦化的可能分子機制。

      1 材料和方法

      1.1 實驗材料

      小鼠成骨細胞株 MC3T3-E1購自于中國科學院上海細胞庫,DMEM培養(yǎng)基、胰酶、胎牛血清和青鏈霉素雙抗均購自于美國Gibco公司。四甲基偶氮唑藍(MTT)、β-甘油磷酸鈉和TritonX-100均購于自美國Sigma公司。堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)試劑盒和BCA蛋白濃度測定試劑盒購于碧云天生物科技有限公司。Von Kossa染色試劑盒購自于湖北百奧斯生物技術有限公司。TLR-4抗體、β-actin抗體、辣根酶標記山羊抗小鼠抗體購自于美國CST公司。

      1.2 實驗方法

      1.2.1 miR-494 mimic轉(zhuǎn)染小鼠成骨細胞株MC3T3-E1

      miR-494 mimic及其陰性對照均購自于銳博生物科技有限公司。使用含10%血清的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)小鼠成骨細胞株MC3T3-E1,在37℃,5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。將MC3T3-E1細胞分為miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組和陰性對照組。miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組:向培養(yǎng)中加入化學合成的miR-494 mimic和脂質(zhì)體;陰性對照組:向培養(yǎng)液中加入無義序列miR-494 mimic和脂質(zhì)體。

      1.2.2 qRT-PCR檢測miR-494在小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中的表達

      采用Trizol提取法提取細胞中的總RNA,按照Micro RNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書對總RNA進行反轉(zhuǎn)錄。反轉(zhuǎn)錄體系為20 μL:1 μL總RNA,4 μL 5×Reaction Mix,2 μL 10×Super Script Enzyme Mix,加入雙蒸水將體系補足至20 μL,混勻后離心。反應條件為:37℃60 min,95℃5 min,置于4℃保存?zhèn)溆谩0凑誵RT-PCR試劑盒說明書進行轉(zhuǎn)錄擴增,反應體系為20 μL。使用SYBR Green染料法進行測定,每個樣本設置4個復孔。按照試劑盒說明書的反應條件進行擴增。miR-494的相對表達量用2-△△CT法進行計算。

      1.2.3 MTT法檢測小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后的增殖活性

      將小鼠成骨細胞株MC3T3-E1調(diào)整至適宜濃度后,接種于96孔板。實驗分為陰性對照組和miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組,每組設置6個復孔。孵育細胞48 h,實驗重復 3 次。培養(yǎng)結(jié)束后,每孔加入20 μLMTT溶液,培養(yǎng)4 h,棄上清液,加入150 μL DMSO,37℃下振蕩10 min,使用酶標儀測定570 nm處測定吸光度值。

      1.2.4 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后ALP活性的測定

      陰性對照組和miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組的細胞培養(yǎng)結(jié)束后,將細胞經(jīng)胰酶消化后轉(zhuǎn)移至離心管,使用PBS溶液反復凍融細胞后,按照ALP測定試劑盒說明書操作,用來評價小鼠成骨細胞的分化能力。

      1.2.5 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后骨鈣素(osteocalcin,OC)活性的測定

      將小鼠成骨細胞株MC3T3-E1接種于96孔板,分組同上。培養(yǎng)4 d后,使用骨鈣素放射免疫分析試劑盒測定小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中骨鈣素的活力。

      1.2.6 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后礦化結(jié)節(jié)數(shù)的測定

      本實驗采用Vonkossa鈣化染色法測定小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后的礦化結(jié)節(jié)數(shù)。將小鼠成骨細胞株MC3T3-E1接種于96孔板,分組同上。培養(yǎng)18 d后,使用Vonkossa鈣化液對細胞進行換液,之后采用Vonkossa鈣化染色法對細胞進行染色。各樣本的礦化結(jié)節(jié)形成情況使用HPIAS-100高清晰度彩色病理圖文報告分析系統(tǒng)計算。

      1.2.7 Western blot檢測轉(zhuǎn)染前后TLR-4蛋白的表達差異

      將小鼠成骨細胞株MC3T3-E1接種于6孔板,分組同上。培養(yǎng)結(jié)束后,棄去培養(yǎng)液,用裂解液充分裂解細胞后,離心取上清液。使用BCA蛋白濃度試劑盒對提取的總蛋白進行定量。使用上樣緩沖液,在沸水浴中使蛋白變性。SDS-PAGE凝膠電泳選取5%的濃縮膠和10%的分離膠,在150 Ma下轉(zhuǎn)膜3 h,使用5%的脫脂奶粉封閉2 h。分別使用TLR-4抗體(1∶1000)和β-actin(1∶500)4℃下孵育過夜。使用二抗(1∶5000)在室溫下孵育2 h。使用灰度值軟件對蛋白條帶進行定量計算。

      1.3 統(tǒng)計學處理

      2 結(jié)果

      2.1 qRT-PCR檢測miR-494在小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中的表達

      如表1所示,qRT-PCR結(jié)果顯示miR-494在小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中的表達量極顯著的低于miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組(P<0.05),說明miR-494 mimic轉(zhuǎn)染小鼠成骨細胞株MC3T3-E1成功,使miR-494在小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中過表達。

      表1 miR-494在小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中的表達(n=16)

      注:與陰性對照組相比,*P<0.05。Note. Compared with negative control group,*P<0.05.

      2.2 MTT法檢測小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后的增殖活性

      本實驗對miR-494 mimic轉(zhuǎn)染小鼠成骨細胞株MC3T3-E1后,MTT法檢測轉(zhuǎn)染0 h、48 h后細胞增殖率的變化。如表2所示,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組的細胞增殖率較陰性對照組顯著降低(P<0.05),證實miR-494抑制小鼠成骨細胞株MC3T3-E1的增殖。

      2.3 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后ALP活性的測定

      本實驗檢測了小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后ALP的活性。結(jié)果如表3所示,與陰性對照組相比,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染小鼠成骨細胞株MC3T3-E1后,細胞中ALP的活性顯著受到抑制(P<0.05)。這說明miR-494會使小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中的ALP活力降低。

      2.4 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后骨鈣素(OC)活性的測定

      在成骨細胞分化中期,骨鈣素的含量會上升。本實驗測定了miR-494 mimic轉(zhuǎn)染后,小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中骨鈣素的含量。結(jié)果如表4所示,與陰性對照組相比,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染小鼠成骨細胞株MC3T3-E1后,細胞中OC的活性顯著受到抑制(P<0.05)。這說明miR-494會使小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中的OC活力降低。

      2.5 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后礦化結(jié)節(jié)數(shù)的測定

      礦化結(jié)節(jié)是成骨細胞晚期分化的重要標志。因此,本實驗通過檢測小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中礦化結(jié)節(jié)的數(shù)目,反映miR-494對成骨細胞晚期分化的程度。結(jié)果如表5所示,陰性對照組中的成骨細胞形成了圓形礦化結(jié)節(jié),且邊界清晰。miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組細胞形成的礦化結(jié)節(jié)數(shù)顯著低于陰性對照組(P<0.05)。說明miR-494會抑制成骨細胞形成礦化結(jié)節(jié)。

      2.6 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后TLR-4蛋白的表達差異

      本實驗測定了miR-494 mimic轉(zhuǎn)染細胞后,細胞中TLR-4蛋白的表達差異。結(jié)果如表6所示,Western blot檢測結(jié)果表明,與陰性對照組相比,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組細胞中TLR-4蛋白表達量顯著升高(P<0.05)。說明miR-494會增加小鼠成骨細胞株MC3T3-E1中TLR-4蛋白的表達量,即miR-494可能通過TLR-4通路抑制成骨細胞分化及基質(zhì)礦化。

      表2 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后的增殖率(n=16,%)

      注:與陰性對照組培養(yǎng)0 h相比,*P<0.05;與陰性對照組培養(yǎng)48 h相比,#P<0.05。Note. Compared with negative control group (Incubation time 0 h),*P<0.05. Compared with negative control group (Incubation time was 48 h),#P<0.05.

      表3 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后ALP活性(n=16)

      注:與陰性對照組相比,*P<0.05。Note. Compared with negative control group,*P<0.05.

      表4 小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染前后OC活性(n=16)

      注:與陰性對照組相比,*P<0.05。Note. Compared with negative control group,*P<0.05.

      表5 小鼠成骨細胞礦化結(jié)節(jié)形成情況比較(n=16)

      注:與陰性對照組相比,*P<0.05。Note. Compared with negative control group,*P<0.05.

      表6 小鼠成骨細胞TLR-4蛋白的表達差異(n=16)

      注:與陰性對照組相比,*P<0.05。Note. Compared with negative control group,*P<0.05.

      3 討論

      骨質(zhì)疏松是臨床常見的骨科疾病,會出現(xiàn)骨骼密度降低、脆性增加、骨折或腰背疼痛等現(xiàn)象[12]。骨骼的礦化是維持人體骨骼正常狀態(tài)的關鍵,這一過程主要由成熟的成骨細胞分泌細胞外基質(zhì),與體內(nèi)的無機鹽共同完成,從而實現(xiàn)骨骼的正常代謝[13]。因此,起源于骨髓基質(zhì)間質(zhì)細胞的成骨細胞,主要參與增殖、分化以及基質(zhì)鈣化[14]。MC3T3-E1來源于C57BL/6小鼠的顱蓋骨細胞,具有成骨細胞的生物學特性,因此作為成骨細胞研究中的體外模型[15]。

      在本研究中,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染結(jié)果顯示,與陰性對照組相比,小鼠成骨細胞株MC3T3-E1轉(zhuǎn)染后的miR-494的mRNA的表達量顯著升高,說明miR-494 mimic轉(zhuǎn)染小鼠成骨細胞株MC3T3-E1,成功使miR-494過表達。MTT法檢測結(jié)果表明:miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組的細胞增殖率較陰性對照組顯著降低,證實miR-494抑制小鼠成骨細胞株MC3T3-E1的增殖。

      ALP是成骨細胞膜上所分泌的一種鈣結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白,能夠促進細胞的成熟和鈣化[16]。ALP在細胞內(nèi)的表達量可以作為衡量成骨細胞分化程度的指標,應用十分廣泛。ALP的活性會隨著成骨細胞不斷成熟而呈上升趨勢,當骨細胞的增殖和分化受到抑制時,成骨細胞的礦化作用受阻,ALP的活性降低[17]。在本實驗中,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組細胞中的ALP活性顯著低于陰性對照組,說明miR-494會使小鼠成骨細胞株MC3T3-E1的早期分化能力降低。骨鈣素是維持骨組織正常鈣化的必需因子,ALP和骨鈣素(OC)分別是成骨細胞分化早期和分化中期的標志物[18]。本實驗結(jié)果表明,與陰性對照組相比,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組MC3T3-E1細胞中骨鈣素的活力顯著降低。上述結(jié)果提示miR-494具有抑制成骨細胞MC3T3-E1中期分化的作用。

      礦化結(jié)節(jié)是衡量骨細胞晚期分化程度的指標,是成骨細胞分化成熟的階段,是成骨功能的形態(tài)表現(xiàn)[19]。Von Kossa鈣化染色法的原理是:將礦化基質(zhì)中的碳酸鹽和磷酸鹽轉(zhuǎn)化為碳酸銀和磷酸銀,然后將銀離子還原成銀后進行測定。Von Kossa鈣化染色法可以通過礦化結(jié)節(jié)的數(shù)目,反映成骨細胞的鈣化程度。本實驗證實,與陰性對照組相比,miR-494 mimic轉(zhuǎn)染組MC3T3-E1細胞中礦化結(jié)節(jié)的數(shù)目顯著降低。說明miR-494會抑制MC3T3-E1細胞的礦化。

      TLR-4是細胞膜上一種重要的跨膜受體,不僅參與機體內(nèi)細胞的增殖、分化及凋亡,還參與骨代謝功能的調(diào)控[20]。研究證實,TLR-4受體上調(diào)會抑制骨細胞的增殖和分化。在成骨細胞中,TLR-4通路是參與調(diào)控細胞增殖和分化的重要通路之一[21-22]。因此,本研究通過Western blot檢測了小鼠成骨細胞中TLR-4的蛋白表達,初步探討miR-494對成骨細胞的潛在作用機制。結(jié)果表明,miR-494可上調(diào)成骨細胞中TLR-4的蛋白表達,該作用可能是miR-494抑制成骨細胞增殖和分化的潛在機制。

      綜上所述,miR-494能夠通過TLR-4通路抑制小鼠成骨細胞株MC3T3-E1的增殖活力,降低細胞中ALP、OC的活力,減少成骨細胞中的礦化結(jié)節(jié)數(shù),抑制成骨細胞分化及基質(zhì)礦化。

      猜你喜歡
      成骨細胞礦化分化
      礦化劑對硅酸鹽水泥煅燒的促進作用
      兩次中美貨幣政策分化的比較及啟示
      大麥蟲對聚苯乙烯塑料的生物降解和礦化作用
      分化型甲狀腺癌切除術后多發(fā)骨轉(zhuǎn)移一例
      淫羊藿次苷Ⅱ通過p38MAPK調(diào)控成骨細胞護骨素表達的體外研究
      土家傳統(tǒng)藥刺老苞總皂苷對2O2誘導的MC3T3-E1成骨細胞損傷改善
      Bim在激素誘導成骨細胞凋亡中的表達及意義
      Cofilin與分化的研究進展
      不同礦化方式下絲素蛋白電紡纖維的仿生礦化
      絲綢(2014年5期)2014-02-28 14:55:12
      仿生礦化法制備HA/SF/Ti復合材料的研究進展
      絲綢(2014年3期)2014-02-28 14:54:52
      湛江市| 汕头市| 北碚区| 白城市| 翼城县| 开平市| 卫辉市| 望都县| 曲阜市| 黑龙江省| 奇台县| 丹寨县| 中西区| 朔州市| 珲春市| 贞丰县| 新平| 陈巴尔虎旗| 通许县| 雅安市| 和平区| 高陵县| 泰来县| 安泽县| 南皮县| 阜康市| 汉源县| 青海省| 喀什市| 老河口市| 株洲市| 凤台县| 苏尼特左旗| 民勤县| 松江区| 塘沽区| 石泉县| 亳州市| 达拉特旗| 朝阳市| 宝坻区|