不同浓度葡萄糖对滑膜间充质干细胞成软骨能力调节作用的研究

目的研究分化前阶段不同浓度葡萄糖对滑膜间充质干细胞(SMSCs)成软骨能力的调节作用,并探究其分子调节机制。方法将分化前阶段SMSCs分组置于含有不同浓度葡萄糖的培养基中进行增殖培养:一组采用低浓度(1.0 g/L)葡萄糖培养SMSCs(LGMSMCs);另一组采用高浓度(4.5 g/L)葡萄糖培养SMSCs(HGMSMCs)。增殖培养7 d后,将两组SMSCs同时进行成软骨诱导分化,通过检测软骨标志基因的表达水平来评价两组SMSCs成软骨能力的大小;通过分析转化生长因子-β(TGF-β)和蛋白激酶-C(PKC)信号通路系统来研究其分子调节机制;设置平行实验,在高糖培养的SMSCs中加入PKC抑制剂G6983进一步研究TGF-β和PKC信号通路系统。不同浓度的葡萄糖培养基中分化前DNA总量,分化前、分化阶段的SMCSs成软骨相关基因的表达比较采用成组t检验。结果 SMSCs培养第21天,HGMSMCs组的蛋白聚糖(AGN)、Ⅰ型胶原(ColⅠ)及Ⅱ型胶原(ColⅡ)的表达明显少于LGMSMCs组的(t=-3.69,P0.05;t=-77.57,P0.01;t=-34.42,P0.01);在SMSCs分化前阶段,GMSMCs组的TGF-βⅡ型受体(TGFβ-RⅡ)的表达明显高于LGMSMCs组的(t=4.5,P0.01);在SMSCs分化阶段,GMSMCs组的PKC磷酸化水平及TGF-βⅡ型受体(TGFβ-RⅡ)的表达明显低于LGMSMCs组的(t=-5.84,P0.01;t=-4.79,P0.01)。另外,在平行实验中,SMSCs分化前阶段,往高糖培养的SMSCs中加入PKC抑制剂G6983较未加入抑制剂更能上调SMSCs在分化阶段TGFβ-RⅡ的表达水平(t=-1.03,P0.05)。结论在SMSCs分化前阶段,低糖培养可以增加SMSCs成软骨能力;其分子机制是葡萄糖对分化前阶段TGF-β和PKC信号通路进行调节,进而调节分化阶段SMSCs成软骨能力。