炎症环境下线粒体自噬与大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化相关性研究

作者:刘倩; 关淼升; 王潇宇; 许荣宸; 刘琳; 刘振; 李鸿波
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目的:探讨在高浓度肿瘤坏死因子(Tumor necrosis,factor-,TNF)诱导的炎症环境下,大鼠骨髓间充质干细胞(Rat)的线粒体自噬和成骨分化能力之间的相关性。方法:用100ng/ml碱性磷酸酶构建体外炎症微环境。探讨炎症微环境中线粒体自噬与成骨分化的相关性。实验分为t组(TNF-100ng/ml组)、T+促进剂组(TNF-100ng/ml+雷帕霉素(Rapamycin)组)和T+抑制剂组(TNF-100ng/ml+3甲基腺嘌呤(3MA)组)。在免疫荧光观察到线粒体自噬的变化。通过CCK-8和碱性磷酸酶(ALP)的活性测定和茜素红染色,检测线粒体自噬变化对细胞增殖和成骨分化的影响。通过RT-PCR和Western Blot检测与成骨和自噬相关的基因和蛋白质在线粒体中的表达,以探讨炎症环境下线粒体自噬对成骨分化的影响。结果:TNF-100ng/ml成功构建了体外炎症微环境。Mito的共定位结果PCC的tracker和LC3显示t+启动子组优于T+抑制剂组(P<0.05)。CCK-8和ALP的活性测定和茜素红染色结果显示,与T组相比,T+促进剂组rBMSCs的增殖能力、ALP活性和钙结节矿化度增加,而T+抑制剂组rBMSCs的增殖能力、ALP活性和钙结节矿化度降低(P<0.05)。RT-PCR和Western Blot的结果显示,与T组相比,ALP和OPN表达量的骨相关蛋白和T+抑制剂基因显著降低,LC3II/LC3I、PINK1和Parkin的线粒体自噬相关蛋白显著降低,P62/SQSTM1显著升高(P<0.05)。与T组相比,ALP和OPN的T+促进剂成骨相关蛋白和基因表达显著增加,LC3II/LC3I、PINK1和Parkin的线粒体自噬相关蛋白表达显著增加,P62/SQSTM1显著降低(P<0.05)。结论:在TNF-100ng/ml构建的体外炎症微环境下,rBMSCs线粒体成骨分化能力受到抑制,自噬能力下降。