于 芝,汪 婷,徐卉芳
隨著我國工業(yè)及交通事業(yè)的迅猛發(fā)展以及人口老齡化的發(fā)展,骨折已成為目前臨床中最常見的疾病,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)在骨折愈合中起著關(guān)鍵作用。右美托咪定具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、穩(wěn)定血流動(dòng)力學(xué)、無呼吸抑制作用等優(yōu)點(diǎn),目前被廣泛應(yīng)用于麻醉、ICU等領(lǐng)域[1]。相關(guān)研究表明,右美托咪定可以通過上調(diào)PI3K/AKT通路產(chǎn)生促增殖、抑制細(xì)胞凋亡、抗炎等作用[2-4],但右美托咪定是否通過PI3K/AKT通路影響B(tài)MSCs增殖目前尚無文獻(xiàn)資料報(bào)道。
1.1 一般資料:人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞購自中國科學(xué)院昆明細(xì)胞庫,干細(xì)胞培養(yǎng)基購自Thermo Scientific公司,PI3K/AKT通路抑制劑LY294002購自MCE公司,右美托咪定購自江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng):人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在5% CO2、37 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng),干細(xì)胞培養(yǎng)基參照試劑使用說明配置使用,當(dāng)細(xì)胞融合達(dá)到80%左右進(jìn)行傳代。
1.3 實(shí)驗(yàn)分組:處于對(duì)數(shù)生長期細(xì)胞依照細(xì)胞處理方式,分為:①對(duì)照組,細(xì)胞正常培養(yǎng);②Dex組,細(xì)胞培養(yǎng)液中加入1 nM/L[5]右美托咪定;③抑制劑組,細(xì)胞加入10 mmol/L[6]抑制劑LY294002 15 min后加入1nM/L右美托咪定。
1.4 細(xì)胞周期檢測:參照凱基(KGA512)細(xì)胞周期檢測試劑盒說明書,收集細(xì)胞,染色,流式細(xì)胞儀檢測,用ModFit LT軟件分析數(shù)據(jù)。
1.5 Western Blotting:細(xì)胞在裂解液中裂解,離心收集上清液,定量上清液中的總蛋白濃度,加熱,變性;4%~12% Bis-Tris凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜,5%脫脂奶粉封閉1 h;加入一抗(4 ℃孵育過夜),加入辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗室溫孵育1 h,ECL發(fā)光檢測,采用ImageJ軟件進(jìn)行相對(duì)定量分析。
2.1MTT細(xì)胞增殖檢測:細(xì)胞增殖檢測Dex組24、48 h細(xì)胞OD值明顯高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;抑制劑組24、48 h 細(xì)胞OD值明顯低于Dex組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖1(目錄后)。
2.2 細(xì)胞周期檢測:細(xì)胞周期檢測Dex組細(xì)胞G1期(47.43±0.32)、S期(28.21±0.42)細(xì)胞比例,低于對(duì)照組的G1期(52.41±0.32)、S期(32.83±0.75),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=為23.26、9.32,P<0.05);G2期細(xì)胞(24.36±0.26)分布比例高于對(duì)照組(14.75±0.44),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=32.46,P<0.05);抑制劑組細(xì)胞G1期(67.91±0.57)細(xì)胞比例高于Dex組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=59.46,P<0.05);G2期(3.36±0.14)細(xì)胞分布比例低于Dex組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=125.79,P<0.05)。
2.3 細(xì)胞增殖蛋白檢測:Western Blotting檢測細(xì)胞增殖蛋白表達(dá),DEX組CCNB1、CDC2蛋白表達(dá)較對(duì)照組上調(diào),抑制劑組CCNB1、CDC2蛋白表達(dá)較Dex組下調(diào),見圖2(目錄后)。
2.4 PI3K/AKT通路蛋白表達(dá)情況:Western Blotting檢測PI3K/AKT通路蛋白表達(dá),DEX組PI3K、AKT、p-AKT蛋白表達(dá)較對(duì)照組上調(diào),抑制劑組PI3K、AKT、p-AKT蛋白表達(dá)較Dex組下調(diào),見圖3(目錄后)。
骨形成包括兩個(gè)重要的過程,即膜內(nèi)成骨導(dǎo)致扁平骨和軟骨內(nèi)成骨形成長骨。BMSCs具有多能性,可分化為多種細(xì)胞類型,包括軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞[7],分別用于軟骨內(nèi)成骨和膜內(nèi)成骨[8]。BMSCs對(duì)骨再生也至關(guān)重要,骨愈合的關(guān)鍵一步是BMSCs定位到損傷部位[9]。BMSCs在骨折愈合的各個(gè)階段發(fā)揮其再生功能,骨折早期BMSCs能有效抑制白細(xì)胞介素1 (IL-1)、IL-6、IL-10、腫瘤壞死因子(TNF)等炎性因子分泌,加速纖維性愈傷組織的形成;在骨折后期MSCs到達(dá)骨折內(nèi)膜,通過促進(jìn)BMP2的表達(dá)加速骨痂的形成和愈傷組織的重塑[10]。
右美托咪定目前被應(yīng)用為一線鎮(zhèn)靜劑及包括骨科手術(shù)在內(nèi)的各類麻醉輔助用藥[11-12]。本結(jié)果顯示,研究Dex組細(xì)胞G2期細(xì)胞比例明顯增加,CCNB1、CDC2蛋白表達(dá)較對(duì)照組上調(diào),抑制劑組細(xì)胞增殖明顯受到抑制,同時(shí)CCNB1、CDC2蛋白表達(dá)下調(diào)。文獻(xiàn)資料顯示細(xì)胞周期G2/M檢查點(diǎn)調(diào)控細(xì)胞增殖方面具有重要作用,可防止DNA損傷的細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂,CDC2-CCNB復(fù)合物為調(diào)節(jié)G2/M檢查點(diǎn)的關(guān)鍵因素,上調(diào)CCNB1、CDC2可促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入G2期,加快細(xì)胞有絲分裂進(jìn)程[13]。表明右美托咪定通過上調(diào)CCNB1、CDC2蛋白表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入G2期,進(jìn)而促進(jìn)BMSCs細(xì)胞增殖。
有研究表明,PI3K/AKT通路在維持BMSCs增殖及功能方面具有重要作用[14-15]。本研究結(jié)果顯示,Dex組PI3K、AKT、p-AKT蛋白表達(dá)較對(duì)照組上調(diào),而加入PI3K/AKT通路抑制劑后PI3K、AKT、p-AKT蛋白表達(dá)較Dex組顯著下調(diào),同時(shí)細(xì)胞增殖受到抑制,表明右美托咪定通過上調(diào)BMSCs細(xì)胞PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs細(xì)胞增殖。