基于Wnt/β-catenin通路探究Hmga1过表达慢病毒调节成骨分化治疗骨质疏松症的机制

摘要

目的 探究高迁移率族AT Hook蛋白1(high mobility group AT-hook 1,Hmga1)通过Wnt/β-catenin通路调控骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell, BMSC)成骨分化治疗骨质疏松症的作用机制。方法 通过体外构建Hmga1过表达慢病毒(lentiviral vector, LV)转染大鼠BMSC,联合Wnt通路抑制剂Dickkopf-1(DKK1)干预，采用qRT-PCR、Western blot、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性检测及茜素红染色分析成骨分化相关指标；建立卵巢切除(ovariectomized, OVX)骨质疏松大鼠模型，通过骨髓腔注射Hmga1过表达慢病毒(Hmga1-LV),利用显微CT、组织学染色及免疫荧光技术评估骨微结构及成骨分化相关蛋白表达。结果 BMSC成骨分化过程中Hmga1表达呈时间依赖性上调，而OVX大鼠骨组织中Hmga1表达显著降低。过表达Hmga1可显著增强BMSC的ALP活性及矿化结节形成，并上调Runt相关转录因子2(Runx2)和骨钙素(Ocn)的表达，该效应被DKK1部分逆转。Hmga1过表达通过促进β-catenin核转位激活Wnt/β-catenin通路。体内实验显示，Hmga1-LV治疗显著改善OVX大鼠骨小梁厚度(Tb.Th)及骨体积分数(BV/TV),并降低骨小梁分离度(Tb.Sp),但对破骨细胞分化无显著影响。结论 Hmga1通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进BMSC成骨分化，逆转OVX诱导的骨质流失，是绝经后骨质疏松症基因治疗的潜在靶点。

关键词

Hmga1过表达慢病毒 / BMSC / 成骨分化 / 骨质疏松症