葡萄糖对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的影响

中国热带医学 2 0 1 3年第 1 3卷第 3期

C h i n a T o r p i c a l M e d i c i n e A p r i l 2 0 1 3 V o 1 . 1 3 N o . 3

2 7 9

论

著

葡萄糖对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的影响 邓丽萍，黄晓青，乐有为，龙爱梅，罗明娟，胡园园，黄妙玲 摘要：目的体外观察葡萄糖对间充质干细胞 ( B M S C s )向成骨细胞 ( 0 B )分化的影响，探讨其对骨代谢的作用机 制。 方法从大鼠长骨骨髓分离获取间充质干细胞，在不同糖浓度 ( 5 . 6 m mo l/ 1、 2 5 m mo l/ 1、 5 0 m mo l/ 1 )干预下向成骨细

胞诱导分化培养 2 1 d;茜素红染色、光镜计数矿化率； r e a h i me P C R测定 O B的标记物碱性磷酸酶( A L P ),骨钙素( B G P ) 及转录因子 R u n x 2 m RN A表达，进行不同糖浓度组干预后的变化比较。 结果显示随着糖浓度升高，矿化率显著降低，差异有统计学意义( P< 0 . 0 5 )。与5 . 6 mm o l/ 1组比较， 5 0 mm o l/ 1组的 A L P, B G P及 R u n x 2 mR N A表达减少，分别为7 3% ( P< 0 . 0 5 )、 6 9%( P< O . 0 s )及 7 0%( P< 0 . 0 5 ), 2 5 m mo l/ l组的 A P、 L B G P及 R u n x 2 m R N A表达下降也具有显著性 ( P< O . 0 5 )。 结论高糖抑制 B MS C s向O B分化，可能为糖尿病性骨质疏松形成的重要机制之一。 关键词： B MS C s;葡萄糖；成骨细胞；分化。 中图分类号： R 5 8 7 . 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 9— 9 7 2 7 ( 2 0 1 3 ) 3— 2 7 9— 0 3 E f e c t s o f g l u c o s e o n t h e d i f e r en t i a t i o n o f r a t BMSC i n t o o s t e o b l a s t i c l i n e a g e s .DENG“一 p i n g: HUANG

X i a o - q i n g, Y u e Y o u— w e i, e t 1. a ( D e p a r t me n t o fE n d o c r i n o l o g y, L o n g g a n g C e n t r a l H o s p i t a l, S h e n

z h e n 5 1 8 1 1 6, G u a n g d o n g, R. C h i n￣C o r r e s p o di n n g a u t h o r: HU ANG Xi a o - q i n g, E- ma i l: x yy e l o l w@ y a h o o . C O I n .￣ r t ) _ _

A b s t r a c t: Ob j e c t i v e T o i n v e s t i g a t e t h e e f e c t s o f g l u c o s e o n t h e d i f e r e n t i a t i o n o f r a t b o n e - m a r r o w 8仃 0 m a l c e H s ( B MS C s ) ( m e s e n c h y m a l s t e m c e l 1 ) i n t o o s t e o b l a s t i c l i n e a g e s i n t h e p r e s e n c e o f a l l o s t e o g e n i c m e d i u m. Me t h o d s T h e c a l c i u m t u b e r c l e f o r ma t i o n w o u l d b e e x a mi n d e b y s t a i n i n g o f mi n e r li a z d e n o d u l e s w i t h Al i z a r i n r e d S .A n d t h e a c t i v i t y o f

a l k a l i B e p h o s p h a t a s e( A L P ), o s t e o c lc a i n a n d R u n x 2 b e t w e e n i n t e r b l o c k s w a s e x a m i n d e b y r e l a t i m e P C R . R e s u l t s

T w e n t y - o n e d a y s a f t e r i n d u c i t o n t h e n u m b e r o f o s t e o b l a s t s d e c r e a s e d i n h i g h e r c o n c e n t r a t i o n l g u c o s e a s d e t ct e e d b y A l i z a r i n r e d S, t h e m R N A e x p r e s s i o n o f A L P, B G P a n d R u n x 2 d e c r e a s e d t o 7 3%( P< O . 0 5 ), 6 9%(尸< 0 . 0 5 ) a n d 7 0

%( O . 0 5 ),

i n 5 0 mm o l/ l g l u c o s e t h a n i n 5 . 6 mm o l/ l l g u c o s e . he T d i f e r e n t i a t i o n o f o s t e o b l a s t i c s d cr e e a s e d i n a d o s e— d e p e n d e n t m nn a e r

w i t h p i o g i l t a z o n e t h a n w i t h o u t p i o li g t a z o￣ e i n t r i c o n c e n t r a t i o n o f l g u c o s e . C o n c l u s i o n s Hi h g c o n c e n r t a i t o n l g u c o s e i n h i b i t e d t h e d i f e r e n i t a i t o n o f BMS C s i n t o o s t e o b l a s t i c s, t h i s o b s e r v a t i o n p r o v i d e a p o t e n t i l a me c h a n i s ms o f d i a b e t e s - i n d u c e d o s t e o po r o s i s .

K e y WO r d s: BMS Cs; Gl u c o s e; Os t e o b l a s t; Di fe r e n t i a t i o n

骨髓间充质干细胞 ( b o n e m a r r o w s t r o m a l c e l l s, B M S C s )是多能干细胞的一种，它具有多向分化潜能， 主要存在于骨髓中。与非糖尿病患者相比，糖尿病患者发生骨质疏松的比例明显升高【¨。有研究显示，血糖高会影响骨髓间充质干细胞的增殖和分化，导致骨量减少和骨质疏松症，目前其作用机制尚不清楚。本文从细胞水平观察葡萄糖对 B M S C s向 O B分化的影响，目的在探讨葡萄糖对 M S C s向O B分化的影响及作用机制。 1材料和方法

磷酸钠， 0 . 1 t l m o l/ l地塞米松， 5 0 u m o l/ l维生素 c )。 r e a l t i me P C R试剂盒(大连宝生物公司 ),雄性 Wa s t e r 大鼠( 1 2 0克左右 )由同济医学院动物中心提供，引物

序列由上海英骏 i n v i t r o g e n生物技术有限公司合成。 1 . 2实验方法

1 . 2 . 1 B M S C s分离和原

代培养

在无菌环境中取出

Wa s t e r大鼠股骨和胫骨中骨髓细胞，贴壁法分离并纯

化其中的 B M S C s,接种于 5 0 m L含基本培养基的培养瓶中，置于饱和湿度， 3 7 o (=, 5%C O 2培养箱， 2 4 h 后首次换基本培养基，以后每 2 d换基本培养基一次。

1 . 1 实验材料

L— D ME M( G I B C O)、胰蛋白酶、胎牛

(换 4次 ) 1 . 2 . 2传代培养 (定向诱导 MS C s成骨分化并加入干

血清 ( G I B C O )、 B一磷酸甘油钠、地塞米松、茜素红、维

生素 c、二甲基亚砜等 ( S I G M A公司)。基本培养基 ( 1 0 0 u/ m l青霉素， 1 0% F B S, 1 0 0 u g/ m l链霉素， L— D M E M o

预剂)取骨髓细胞第 2代细胞，以1 0 4/孔密度分别接种于有盖玻片的 6孑 L板中 (细胞将行茜素红染色 ) 及未置盖玻片的 6孔板中 (细胞将提取 R N A行

骨诱导培养基(基本培养基中加入 1 0 m m o l/ L B一苣

作者单位：深圳市龙岗中心医院内分泌科，广东深圳 5 1 8 1 1 6 作者简介：邓丽萍( 1 9 8 0~ ),女，汉族，硕士，主治医师，研究方向：糖尿病与骨代谢。 通讯作者： E - m a i l: x f _ y e H o w C/￣a h o o . t o m. a n