目的研究表明基质细胞衍生因子-1(SDF-1)在骨性关节炎中发挥重要作用,然而SDF-1在体外软骨分化中的作用仍不清楚,本研究的主要目的是使用MSCs和ATDC5细胞来阐明SDF-1在TGF-3诱导下细胞软骨分化的作用。 方法流式细胞术及三系分化鉴定MSCs的干细胞特性。实验分组为:无细胞因子组,TGF-3(10nM)组,SDF-1(100nM)联合TGF-组,AMD3100(100M,
目的 研究表明基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)在骨性关节炎中发挥重要作用,然而SDF-1α在体外软骨分化中的作用仍不清楚,本研究的主要目的是使用MSCs和ATDC5细胞来阐明SDF-1α在TGF-β3诱导下细胞软骨分化的作用。
方法 流式细胞术及三系分化鉴定MSCs的干细胞特性。实验分组为:无细胞因子组,TGF-β3(10nM)组,SDF-1α(100nM)联合TGF-β组,AMD3100(100μM,CXCR4的特异性拮抗剂)联合TGF-β组。软骨诱导培养基软骨细胞形成微球,行甲苯胺蓝染色和ALP染色。MSCs和ATDC5培养7天,Westernblot检测细胞中Ⅱ型胶原和Aggrecan(均为成熟软骨的标志),SOX9(软骨分化早期重要的调节因子)蛋白的表达。检测细胞中ALP(肥大软骨的标志),RUNX2(软骨分化晚期软骨骨化重要的调节因子)蛋白的表达。不同浓度SDF-1α联合TGF-β处理下,无血清培养MSCs24小时,Westernblot检测β-catenin的表达。使用Wnt的激动剂LiCL、拮抗剂DKK1、单独或联合SDF-1α,将MSCs培养7天使用Westernblot检测细胞COLII、Aggrecan和ALP的表达。
结果 MSCs经诱导之后行茜素红、油红O及甲苯胺蓝染色,表现出良好的三系分化特性;流式检测:CD90和CD105高表达,CD34和CD31低表达。细胞微球染色显示软骨形成良好,SDF-1α刺激下甲苯胺蓝着色变浅,而ALP着色加深。Westenblot检测发现:SDF-1α处理后,COLII、Aggrecan和SOX9表达降低,ALP和RUNX2表达升高,AMD3100处理组,蛋白表达的情况则相反。SDF-1α处理MSCs,可发现β-catenin的表达升高;LiCL的作用与SDF-1α类似;而DKK1可以抵消SDF-1α的作用。
结论 SDF-1α可以损害成熟软骨的形成,促进软骨的肥大和骨化,这种作用可能是通过激活Wnt/β-catenin细胞通路,从而调节SOX9和RUNX2来实现的。AMD3100作为SDF-1α作为的拮抗剂,在未来可以用于骨性关节炎的预防和治疗。
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