健骨胶囊对成骨样细胞MC3T3-E1增殖及分化作用机制

目的 探讨国医大师刘柏龄“健骨胶囊”对MC3T3-E1成骨细胞分化及增殖的影响。方法 制备健骨胶囊水提物,采用CCK-8法和细胞迁移实验检测健骨胶囊提取物对MC3T3-E1细胞增殖和细胞迁移的影响;茜素红染色检测MC3T3-E1细胞的矿化能力;实时荧光定量PCR检测成骨分化基因Runx2、OCN、OPN、Col1a1、ALP、Bcl2、RASSF1A等mRNA表达水平;蛋白质印迹法Western blot检测Col1a1、Bcl2的蛋白表达水平。结果 通过实验结果比对得出,健骨胶囊提取物能促进MC3T3-E1细胞增殖、使细胞迁移率提高;同时健骨胶囊提取物组能明显提高MC3T3-E1细胞钙化能力(P＜0.01),促进Runx2、OCN、OPN、Col1a1、ALP、Bcl2的mRNA表达(P＜0.05),上调Col1a1、Bcl2蛋白量的表达。结论 健骨胶囊能促进成骨细胞MC3T3-E1的增殖及细胞迁移能力,并通过上调成骨基因的表达水平如Runx2、OCN、OPN、Col1a1、ALP、Bcl2等,提高MC3T3-E1细胞的成骨能力。     

续苓健骨汤含药血清对MC3T3-E1细胞分化及增殖的影响

目的探讨续苓健骨汤含药血清对MC3T3-E1成骨细胞分化及增殖的影响。方法制备续苓健骨汤含药血清,实验分为空白对照组、含药血清低剂量组、中剂量组和高剂量组。采用CCK-8法和流式细胞术检测续苓健骨汤含药血清对MC3T3-E1细胞增殖和细胞周期的影响;碱性磷酸酶(ALP)活性测定MC3T3-E1细胞的成骨分化能力;茜素红染色检测MC3T3-E1细胞的矿化能力;实时荧光定量PCR检测成骨分化基因Runx2、OC、Bmp2、Col1a1mRNA水平。结果与空白对照组比较,中、高剂量续苓健骨汤含药血清能促进MC3T3-E1细胞增殖、S期细胞比率和细胞增殖指数,并且呈现一定的剂量依赖性;同时中高剂量续苓健骨汤含药血清组能明显提高MC3T3-E1细胞ALP活性(P0.01)和钙化能力(P0.01),促进Runx2、OC、Bmp2、Col1a1 mRNA的表达(P0.05)。结论续苓健骨汤含药血清能促进成骨细胞MC3T3-E1的增殖,并通过上调骨形成相关基因Runx2、OC、BMP2、Col1a1的表达水平,提高MC3T3-E1细胞的成骨能力。     

仙灵骨葆胶囊对骨质疏松性骨折大鼠骨生长因子及骨折愈合的影响

目的 探讨仙灵骨葆胶囊对骨质疏松性骨折大鼠骨生长因子BMP-2、IGF-1表达及骨折愈合的影响。方法 48只雌性SD大鼠随机分为：假手术组、模型组、雌二醇组、仙灵骨葆组，12只/组，采用“双侧卵巢切除术+右侧股骨干骨折髓内固定术”构建骨质疏松性骨折大鼠模型，评估骨折愈合情况，检测股骨骨痂BMD、股骨骨生物力学指标和血清骨代谢相关指标，检测骨痂BMP-2、IGF-1蛋白表达。结果 模型组较假手术组骨折愈合评分、股骨痂BMD、股骨骨生物力学指标（最大载荷、最大应力、最大位移）、骨痂BMP-2和IGF-I阳性表达均显著降低（P<0.05），雌二醇组、仙灵骨葆组较模型组骨折愈合评分、股骨痂BMD、股骨骨生物力学指标、骨痂BMP-2和IGF-I阳性表达均显著升高（P<0.05），均以仙灵骨葆组最高。模型组较假手术组血清骨代谢指标（BGP、PICP、TRACP-5b）均显著升高（P<0.05），雌二醇组、仙灵骨葆组较模型组血清骨代谢指标均显著降低（P<0.05），以仙灵骨葆组最低。结论 仙灵骨葆胶囊可能通过介导提高骨质疏松性骨折大鼠骨生长因子BMP-2和IGF-1表达，改善骨代谢，加速骨痂形成，增加骨密度，提高骨生物力学，促进骨折愈合。     

MicroRNA-196a靶向调节HDAC9对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响

目的 探究微小RNA（miR）-196a靶向调节组蛋白去乙酰化酶9（HDAC9）对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。方法 将MC3T3-E1细胞分为对照组（Cont）组、诱导组、miR-196a-mimics-NC组、miR-196a-mimics组、miR-196a-inhibitor-NC组、miR-196a-inhibitor组、miR-196a-mimics+pCMV-HDAC9-NC组、miR-196a-mimics+pCMV-HDAC9组,根据分组转染后进行成骨诱导。定量荧光PCR检测MC3T3-E1细胞中miR-196a、HDAC9表达量;试剂盒检测碱性磷酸酶（ALP）活性;茜素红染色观察矿化程度;Western blot检测HDAC9、ALP、Runt相关转录因子2（Runx2）、胶原蛋白I（COL1）、骨桥蛋白（OPN）、Histone H3、Histone H3（acetyl K9、K14和K23）表达量。结果 与Cont组相比,诱导组MC3T3-E1细胞中miR-196a表达、ALP、Runx2、COL1、OPN蛋白表达、ALP活性、矿化程度及Histone H3 K9、K14、K23位点乙酰化水平增高（P＜0.05）,HDAC9 mRNA和蛋白表达降低（P＜0.05）。转染miR-196a-mimics可明显增加miR-196a表达,降低HDAC9表达,并增加ALP、Runx2、COL1、OPN蛋白表达、ALP活性、矿化程度及Histone H3乙酰化,转染miR-196a-inhibitor则作用相反。miR-196a可靶向下调HDAC9表达,过表达HDAC9可部分逆转miR-196a mimics对MC3T3-E1细胞成骨分化的促进效应。结论 miR-196a可靶向下调HDAC9表达,增加组蛋白乙酰化水平,促进MC3T3-E1细胞成骨分化。     

黄芩素通过BMP-2/Smad通路促进MC3T3-E1成骨作用的实验研究

目的 探讨黄芩素（BAI）对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）成骨分化的作用及其分子机制。方法 将MC3T3-E1分为对照组（正常培养）和BAI组（以Baicalein处理）,在成骨分化条件培养下采用CCK-8检测BAI对MC3T3-E1细胞增殖的影响;分别以碱性磷酸酶染色（ALP）、茜素红染色（ARS）检测MC3T3-E1细胞成骨分化水平与矿化能力,实时荧光定量PCR检测成骨标志基因ALP、COL1A1、RUNX2、OSX的mRNA表达水平,通过免疫印迹法（Western-blot）检测MC3T3-E1细胞中BMP-2、Smad1、p-Smad1蛋白表达水平,通过免疫荧光技术（IF）检测RUNX2、COL1A1表达水平。结果 与对照组比较,BAI干预1 d后发现,BAI组COL1A1（P<0.001）、RUNX2（P <0.05）、OSX（P <0.05） mRNA表达水平在成骨分化中表达上升;干预3 d后发现,与对照组比较,BAI组ALP（P <0.05）、RUNX2（P <0.001）mRNA表达上升;干预7 d后发现,与对照组比较,BAI组COL1A1（P <0.05）mRNA表达水平较对照组上升,BMP-2、p-Smad1/Smad1蛋白表达水平上升（P <0.05）。免疫荧光中成骨标志蛋白RUNX2、COL1A1表达增多（P <0.05）。结论 BAI可通过激活BMP-2/Smad通路促进MC3T3-E1成骨分化。     

芍药苷促进小鼠成骨分化抗骨质疏松作用的实验研究

目的 探讨芍药苷对MC3T3-E1成骨细胞分化以及小鼠骨质疏松模型的影响。 方法 体外细胞实验分为对照组、不同剂量芍药苷干预组。通过CCK-8法检测芍药苷对MC3T3-E1成骨细胞活力的影响;采用碱性磷酸酶（ALP）染色以及活性检测芍药苷促进MC3T3-E1成骨分化能力;通过茜素红染色检测芍药苷促矿化能力;运用荧光定量PCR、Western blot检测Runx2、OPG、RANKL、Col1α1的mRNA以及蛋白表达情况。选取8周龄C57BL/6小鼠24只,分为假手术组、骨质疏松模型组、药物干预组。选取各小鼠左侧股骨远端以及胫骨近端的区域进行苏木素-伊红（HE）染色、Runx2免疫组织化学以及micro-CT扫描。 结果 中、高剂量芍药苷干预组可以促进MC3T3-E1细胞ALP的活性（P<0.05）;高剂量芍药苷能够促进MC3T3-E1细胞的矿化能力（P<0.01）;同时中、高剂量能够促进OPG、Runx2蛋白的表达（P<0.05）,抑制RANKL的表达（P<0.05）。与假手术组比较,OVX组骨微结构破坏明显,Runx2蛋白表达显著减少（P<0.01）;芍药苷干预后骨质疏松模型小鼠骨小梁数量以及厚度显著增加（P<0.01）,骨小梁间隔减少明显（P<0.01）,Runx2蛋白提升明显（P<0.01）。 结论 芍药苷能够促进成骨细胞的分化,上调成骨分化基因,改善骨质疏松模型小鼠的骨微结构,具有抗骨质疏松治疗的潜在价值。     

黄芪多糖对MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化的影响

目的 分析黄芪多糖（AP）对小鼠成骨细胞系MC3T3-E1的成骨分化作用机制。 方法 MC3T3-E1细胞经成骨诱导后分别加入浓度为0、5、10 μmol/L 的AP进行干预,持续1、3、5、7 d后使用MTT法观察AP对细胞增殖的影响;干预14 d后,通过ALP及茜素红染色观察AP的促成骨分化作用;成骨相关mRNA表达水平经实时荧光定量PCR测定,其中包括Runt相关转录因子2(Runx2)、β-连环蛋白(β-catenin)、骨钙素（osteocalcin）、I型胶原蛋白（collagen I）;并使用Western blot法检测β-catenin、osteocalcin、Runx2蛋白表达水平,以及免疫荧光检测β-catenin的核易位情况。 结果 加入5、10 μmol/L 的AP后可有效促进MC3T3-E1增殖,且药物浓度越高效果越明显;同时AP亦可提高ALP、茜素红染色的阳性率,以及β-catenin、osteocalcin、Runx2、collagen I mRNA的表达水平（P<0.05）;Western blot结果也显示AP可有效促进β-catenin、osteocalcin、Runx2蛋白表达（P<0.05）,以及促进β-catenin入核。 结论 AP可促进MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化,机制可能涉及促进相关成骨标志物表达以及β-catenin入核。     

miR-381-3p通过靶向ERK1/2/ETS1信号通路影响MC3T3-E1细胞成骨分化

目的 探讨miR-381-3p对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响和作用机制。方法 慢病毒转染细胞后实验分为NC mimic miR-381-3p组、mimic miR-381-3p组、NC inhibitor miR-381-3p组和inhibitor miR-381-3p组;运用实时荧光定量PCR(qR T-PCR)法检测不同组miR-381-3p的表达水平以验证转染效率;诱导MC3T3-E1细胞成骨分化后,检测各组细胞中碱性磷酸酶(ALP)活性水平;茜素红染色法检测各组细胞的成骨矿化能力; qR T-PCR测定各组细胞中ALP、Runx2、PPARγ和ETS1 mR NA表达水平;蛋白免疫印迹法测定各组细胞中collagenⅠ、ALP、Runx2、PPARγ、ETS1、P-ERK1/2水平;并用MAPK/ERK通路抑制剂(PD98059)干预各组细胞后进行目的蛋白检测。结果 与NC mimic miR-381-3p组、mimic miR-381-3p组及NC inhibitor miR-381-3p组比较,inhibitor miR-381-3p组中细胞中ALP、Runx2、ET...     

组蛋白甲基转移酶2（SMYD2）抑制剂LLY-507对成骨分化的影响

目的 研究SMYD2抑制剂LLY-507对小鼠颅顶前骨细胞亚克隆14（MC3T3-E1）及人骨髓间充质干细胞（hMSCs）成骨分化的影响。方法 通过CCK-8法检测LLY-507对MC3T3-E1和hMSCs增殖的影响;采用碱性磷酸酶( ALP) 染色和活性测定检测不同浓度LLY-507干预下MC3T3-E1和hMSCs早期成骨分化标志物ALP的活性情况;通过茜素红染色及半定量分析检测LLY-507对MC3T3-E1和hMSCs矿化能力的影响;运用荧光定量PCR检测hMSCs的成骨相关基因Osterix、Runx2、OPG、OPN mRNA的表达;Western blot检测hMSCs的Runx2和SMYD2蛋白表达量。结果 CCK-8结果表明LLY-507在0.8 μmol/L的剂量下细胞活性无明显影响,不会明显抑制细胞增殖。ALP染色及活性测定表明,加入50 nmol/L及以上剂量的LLY-507干预7 d后能够明显抑制MC3T3-E1及hMSCs成骨分化以及碱性磷酸酶的表达（P<0.05）;茜素红染色及半定量分析表明100 nmol/L剂量的LLY-507能够明显抑制MC3T3-E1及hMSCs的矿化能力（P<0.05）。通过qPCR,加入25 nmol/L及以上剂量的LLY-507分别干预7 d和14 d后能够明显抑制hMSCs成骨分化相关基因Runx2、Osterix、OPG、OPN的mRNA表达（P<0.05）。通过Western blot, 加入50 nmol/L及以上剂量的LLY-507干预7 d和14 d后均能够明显抑制hMSCs的Runx2蛋白和SMYD2蛋白的表达。结论 抑制SMYD2的表达能够抑制成骨相关基因的表达,说明SMYD2在成骨分化过程中起到促进成骨的作用。     

辛伐他汀通过p38MAPK信号通路诱导BMSCs成骨分化的研究

目的观察辛伐他汀(SIM)体外单独给药对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响。方法取第二代大鼠BMSCs随机分为4组,对照组(CM):完全培养基培养;诱导组(OM):成骨诱导培养基培养;辛伐他汀组(SIM):含终浓度为10-7mol/L的辛伐他汀的完全培养基培养;阻断剂组(SB+SIM):先用p38MAPK通路阻断剂SB203580干预30min后,加入等浓度辛伐他汀。给药4 h后,Western Blot检测p-p38MAPK、p38MAPK蛋白的表达。给药7d后,进行碱性磷酸酶(ALP)染色和比活性测定。给药7、14d后,采用Real-time PCR法检测ALP、Ι型胶原(COLΙ)、骨钙素(OCN)和Runt相关转录因子2(Runx2)m RNA的表达。结果 1Western Blot检测:OM组和SIM组p-p38MAPK表达水平显著高于CM组和SB+SIM组(P0.05)。2ALP比活性测定:OM组和SIM组显著高于CM组,与相比,SB+SIM组显著低于SIM组(P0.05)。3ALP染色:OM组和SIM组细胞胞浆内出现棕色颗粒,而SB+SIM组和CM组未见明显阳性染色颗粒。4Real-time PCR检测:在第7d、14d,OM组和SIM组ALP、COLΙ和Runx2 m RNA表达水平均显著高于CM组,SB+SIM组明显低于SIM组(P0.05);第7d,OM组OCN m RNA表达水平明显高于CM组(P0.05);在第14d,OM组和SIM组OCN m RNA表达水平高于CM组,SB+SIM组低于SIM组(P0.05)。结论辛伐他汀可以在缺乏成骨诱导成分的环境下,通过活化p38MAPK信号诱导大鼠BMSCs向成骨细胞分化。     

Evidence for a role of p38 MAP kinase in expression of alkaline phosphatase during osteoblastic cell differentiation.

In the present study, we investigate the implication of the mitogen-activated protein kinases (MAPKs) Erk, p38, and JNK in mediating the effect of fetal calf serum (FCS) on the differentiation of MC3T3-E1 osteoblast-like cells. Erk is stimulated by FCS in proliferating, early-differentiating, as well as in mature cells. Activation of p38 by FCS is not detected in proliferating cells but is observed as the cells differentiate. JNK is activated in response to FCS throughout the entire differentiation process, but a maximal stimulation is observed in early differentiating cells. The roles of Erk and p38 pathways in mediating MC3T3-E1 cell differentiation was determined using specific inhibitors such as U0126 and SB203580, respectively. These experiments confirmed that the Erk pathway is essential for mediating cell proliferation in response to FCS, but indicated that this MAP kinase has little effect in regulating the differentiation of MC3T3-E1 cells. In contrast, p38 only marginally influenced proliferation, but appeared to be critical for the control of alkaline phosphatase (ALP) expression in differentiating cells. Finally, results obtained with high doses of SB203580, which also affected JNK activity, suggest that p38 and/or JNK are probably also involved in the control of type 1 collagen and osteocalcin expression in differentiating cells. The data indicate that MAPKs regulate different stages of MC3T3-E1 cell development in response to FCS. Distinct MAPK pathways seem to independently modulate osteoblastic cell proliferation and differentiation, with Erk playing an essential role in cell replication, whereas p38 is involved in the regulation of ALP expression during osteoblastic cell differentiation. JNK is also probably involved in the regulation of osteoblastic cell differentiation, but its precise role requires further investigation.     

罗格列酮对多囊肾囊肿衬里上皮细胞p38促分裂原活化蛋白激酶信号通路的影响

目的 探讨罗格列酮对多囊肾囊肿衬里上皮细胞p38促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路的作用。 方法 分别用罗格列酮（RGZ,10 μmol/L）、过氧化物酶体增殖物活化受体γ（PPARγ）抑制剂GW9662（10 μmol/L）、RGZ（10 μmol/L）+GW9662（10 μmol/L）、p38MAPK特异性抑制剂SB203580（10 μmol/L）、SB203580（10 μmol/L）+RGZ（10 μmol/L）处理体外培养的多囊肾囊肿衬里上皮细胞（PKD细胞）2 h后,再用表皮生长因子（EGF）刺激不同时间,另设置空白对照组和单独EGF刺激组。采用Western印迹方法检测p38MAPK、磷酸化p38MAPK（p-p38）、增殖细胞核抗原（PCNA）表达;RT-PCR检测p38 mRNA表达;免疫细胞化学检测c-fos和c-jun的表达。 结果 (1) 与空白对照组相比,EGF显著上调p-p38、PCNA、 c-fos和c-jun的表达（P ＜ 0.01）。(2) 与EGF单独刺激相比,RGZ显著降低p38活化和基因表达（均P ＜ 0.01）。RGZ组、SB203580+RGZ组p-p38、PCNA、c-fos、c-jun表达明显下调（P ＜ 0.01）,两组间差异无统计学意义。(3) 与RGZ组相比,RGZ+GW9662组部分阻断RGZ的下调作用（P ＜ 0.05）。 结论 罗格列酮抑制多囊肾囊肿衬里上皮细胞增殖的作用机制可能与其降低p38MAPK活性,继而抑制PCNA、c-fos及c-jun表达有关。这种抑制作用是部分非PPARγ依赖的。     

Sphingosine 1-phosphate induces heat shock protein 27 via p38 mitogen-activated protein kinase activation in osteoblasts.

We previously showed that sphingosine 1-phosphate acts as a second messenger for tumor necrosis factor alpha-induced interleukin-6 synthesis in osteoblast-like MC3T3-E1 cells and that the synthesis by sphingosine 1-phosphate is dependent on p42/p44 mitogen-activated protein (MAP) kinase activation. In the present study, we investigated the effect of sphingosine 1-phosphate on the induction of heat shock protein 27 (HSP27) in MC3T3-E1 cells. Not C2-ceramide, but sphingosine and sphingosine 1-phosphate significantly induced HSP27 accumulation dose dependently in the range between 1microM and 30 microM. DL-threo-dihydrosphingosine, an inhibitor of sphingosine kinase, markedly inhibited the sphingosine-induced HSP27 accumulation. Sphingosine 1-phosphate induced increase in the levels of the mRNA for HSP27. Sphingosine 1-phosphate stimulated the phosphorylation of p38 MAP kinase. The sphingosine 1-phosphate-induced HSP27 accumulation was dose dependently suppressed by SB203580, an inhibitor of p38 MAP kinase, but not PD98059, an inhibitor of the upstream kinase that activates p42/p44 MAP kinase. SB203580 reduced the sphingosine 1-phosphate-induced increase of mRNA for HSP27. These results strongly suggest that sphingosine 1-phosphate-stimulated HSP27 induction is mediated via p38 MAP kinase activation in osteoblasts.     

Glucocorticoid induces apoptosis of osteoblast cells through the activation of glycogen synthase kinase 3β

Glucocorticoids (GCs), which play an important role in the normal regulation of bone remodeling, are widely used as anti-inflammatory and chemotherapeutic agents. However, continued exposure to GCs results in osteoporosis, which is partially due to apoptosis of osteoblasts and osteocytes. To understand the mechanism of how GCs induce cell death in osteoblasts, we examined apoptotic effects of dexamethasone (Dex), GC, on MC3T3-E1 osteoblast cells. Results revealed that Dex-induced apoptosis was inhibited by a GC receptor antagonist, mifepristone, and a general caspase inhibitor, Z-VAD-fmk, indicating that Dex induces apoptosis of MC3T3-E1 cells through the pathways involved in GC receptor and caspase. Glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) is known to participate in apoptosis signaling in MC3T3-E1 cells. Dex activated both GSK3β and p38-mitogen-activated protein kinase (MAPK). The inhibition of GSK3β by inhibitor (LiCl) or small interference RNA (siRNA) decreased apoptosis. In contrast, the inhibition of p38-MAPK by inhibitor (SB203580) or siRNA did not decrease, but increase apoptosis. These results suggest that Dex-mediated apoptosis of osteoblasts is facilitated by GSK3β, but prevented by p38-MAPK.