β-蜕皮甾酮促进小鼠前成骨细胞体外增殖及诱导成骨分化

文题释义：β-蜕皮甾酮：又称蜕皮激素、20-羟基蜕皮甾酮，分子式C₂₇H₄₄O₇，为黄棕色至白色粉末，味苦；主要存在于昆虫、蚕、露水草、牛膝、川牛膝等动植物体内，具有调节血糖血脂、促进胶原蛋白合成、抗疲劳、促进细胞生长和刺激真皮细胞分裂等作用，目前广泛应用于化妆品、医疗以及养殖业等领域。骨形态发生蛋白质2：是从脊椎动物骨骼基质中分离提纯的蛋白质，具有内肽酶活性、表皮生长因子模体，同源二聚体之间以二硫键相连，属于转化生长因子β家族，能诱导骨与软骨形成。骨桥蛋白：存在于矿化和活性沉积区，是一种含有Arg-Gly-Asp(RGD)结构的酸性糖蛋白，它与诱导成骨细胞成熟表型表达和矿化骨基质形成的活性蛋白密切相关。在成矿阶段，骨连接素、纤连蛋白与骨桥蛋白的表达高度相关。Ⅰ型胶原是钙盐沉积和细胞附着的支架，可促进细胞附着并刺激细胞分化。背景：β-蜕皮甾酮作为“植物类雌激素”不仅具有刺激蛋白质合成，促进碳水化合物和脂质代谢，缓解高血糖、高脂血症，以及保护内皮细胞免于凋亡并诱导其增殖的多种生物活性，而且有学者报道其在治疗骨质疏松症、骨折和其他骨骼炎症性疾病方面也有着重要的作用。目的：观察β-蜕皮甾酮对小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1细胞)体外增殖的影响，以及在安全剂量下，β-蜕皮甾酮是否对该细胞具有诱导成骨分化的作用。方法：取第4代MC3T3-E1细胞在成骨诱导分化培养基中培养7，10，14，21，28 d后，检测细胞不同时间段成骨分化蛋白(碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白、骨桥蛋白以及钙化结节)的表达量，以鉴定该细胞是否具有成骨分化的能力；然后将MC3T3-E1细胞接种于含不同终浓度β-蜕皮甾酮(0.01，0.1，1，10，100 µmol/L)的诱导培养基中，分别于第1，2，3，4，5，6，7天利用CCK8法检测细胞的增殖活性；最后设置对照组(普通诱导培养基组)和实验组(普通诱导培养基+β-蜕皮甾酮)，在相同条件下进行培养，并测定不同时间段各组细胞成骨标志蛋白的表达量。结果与结论：①MC3T3-E1细胞在成骨诱导培养基刺激下，第10天碱性磷酸酶染色以及Ⅰ型胶原蛋白荧光染色表达较高，同时碱性磷酸酶活性检测也验证了这一结果(P < 0.05)；诱导培养第14天骨桥蛋白免疫细胞化学染色也有明显表达；茜红素染色显示成骨诱导后的细胞较对照组结节数量明显增加，第28天比第21天的钙结节形成数目更多、直径更大、颜色更深；②CCK 8法测得β-蜕皮甾酮对MC3T3-E1细胞作用5 d后增殖活性达到最佳，促增殖活性最佳剂量为0.01 µ mol/L、0.1 µmol/L，2种浓度之间差异无显著性意义(P > 0.05)；③实验组细胞经β-蜕皮甾酮诱导培养第10天较对照组细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白表达更高；第14天实验组细胞内骨桥蛋白、骨钙素表达更高；第28天2组钙结节染色无明显差异；④结果说明，β-蜕皮甾酮能促进MC3T3-E1细胞体外增殖，且在安全剂量下能提高MC3T3-E1细胞向成骨细胞分化的能力。ORCID: 0000-0001-5641-6353(严才平)中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Beta-ecdysterone promotes in vitro proliferation and osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells

BACKGROUND: β-ecdysterone as a “phytoestrogen” has the ability to stimulate protein synthesis, promote carbohydrate and lipid metabolism, relieve hyperglycemia and hyperlipidemia, protect endothelial cells from apoptosis and induce their proliferation. Some scholars have reported that it also plays an important role in the treatment of osteoporosis, fractures and other bone inflammatory diseases.