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MSC分子机制对骨质疏松等相关疾病的治疗具有重要意义2022-08-08 09:09:50

质疏松症是一种以骨含量低、骨组织微结构化为特征的全身性骨病,随着许多国家的人口老龄化,骨质疏松症已成为一个重大的健康问题。有证据表明,年龄相关性骨质疏松症的发展与骨形成减少和骨髓脂肪积累增加有关。MSC是一种成体干细胞,具有多向分化潜能,可向成骨细胞、脂肪细胞、成软骨细胞分化。研究表明,MSC是脂肪细胞和成骨细胞的共同祖细胞,可通过调控成脂和成骨分化的平衡,维持骨稳态。MSC的成脂和成骨分化能力失衡,向脂肪细胞分化增多,成骨细胞分化减少是导致骨质疏松的部分原因。因此,研究MSC成骨分化的分子机制对骨质疏松等相关疾病的治疗具有重要意义。

近年来随着研究的不断深入,发现IFNγ可通过上调Runx2、ALP、OCN的表达促进成骨细胞的形成,骨桥蛋白作为Runx2下游靶基因发挥成骨分化能力。IFNγ-/-小鼠来源的MSC中Runx2表达较低,成骨分化能力也因此降低。此外,各种免疫细胞包括B细胞、促炎M1型巨噬细胞、树突状细胞和NK细胞等通过产生IFNγ抑制破骨细胞的形成。本实验室前期研究发现,GBP2是INFγ诱导的GBP家族成员,IFNγ处理MSC后,其 GBP2高表达,因此我们拟就GBP2能否调控MSC的多向分化能力展开相关研究。
 
本实验首先设计并构建了稳定过表达GBP2的慢病毒载体,有研究显示,MSC代数会影响MSC的成骨分化能力,因此,将慢病毒载体转染P4代前的hUC-MSC,获得稳定过表达GBP2的 hUC-MSC。进一步对慢病毒感染后的MSC的生物学特性进行鉴定,结果表明,GBP2highhUC-MSC保持MSC 的成纤维样细胞形态,高表达CD73、CD90、CD105,低表达 CD14、CD34、CD45。体外诱导分化结果显示,GBP2highhUC-MSC可诱导分化为脂肪细胞和成骨细胞,油红O染色后出现红色脂滴且高表达成脂关键转录因子ADI、PPAR-γ,ALP染色结果阳性且高表达成骨分化关键转录因子ALP、OPN。上述结果表明,过表达GBP2未改变hUC-MS的生物学特性。但对GBP2highhUC-MSC进行成骨诱导分化时发现,其成骨分化能力相较于正常 hUC-MSC显著提高,ALP活性较hUC-MSC组显著增强,成骨分化相关转录因子ALP、OPN的表达也显著提高。上述结果表明,GBP2过表达可明显促进hUC-MSC的成骨分化,GBP2参与调控MSC成骨分化,具体机制有待进一步探讨。综上所述,GBP2可有效促进hUCMSC的成骨分化,对进一步探讨MSC的成骨细胞分化以及骨质疏松治疗提供了实验依据。
 
出自《鸟苷酸结合蛋白 2 对人脐带来源间充质干细胞成骨分化的调控作用》作者陈耐寒,赵仁彬,孙鷖。