咖伦宾通过激活Wnt信号通路促进人颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化的研究

摘要

背景 咖伦宾是从中药青牛胆中提取的一类二萜呋喃内酯型化合物，具有多种生物学活性；其对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响尚不清楚。目的 研究咖伦宾对人颌骨骨髓间充质干细胞(human jaw bone marrow mesenchymal stem cells,h-JBMMSCs)成骨分化的影响并初步探索其分子机制。方法 对提取的h-JBMMSCs进行流式细胞术及成骨、成脂向分化鉴定；将h-JBMMSCs在不同浓度(0μmol/L、5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L、80μmol/L)咖伦宾条件下进行成骨诱导。CCK-8实验检测咖伦宾对细胞增殖的影响；碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性检测、茜素红染色和钙离子半定量检测评估咖伦宾对h-JBMMSCs成骨分化的影响；Western blot和qPCR检测Runx2、Col1a1的mRNA及蛋白表达情况；基于转录组数据的生物信息学分析和体外实验初步分析咖伦宾促进h-JBMMSCs成骨分化的分子机制。结果 咖伦宾浓度≤20μmol/L时，对h-JBMMSCs的增殖能力无抑制作用(P<0.05)。与0μmol/L组比较，5μmol/L组成骨诱导后ALP活性升高(P<0.01);20μmol/L组成骨诱导后茜素红红染面积和钙结节密度升高(P<0.001)。咖伦宾成骨诱导后，成骨相关基因与蛋白Runx2、Col1a1表达量增加(P<0.05)。富集分析结果显示，差异表达基因在细胞外基质受体相互作用和P53信号通路等方面显著富集，进一步分析箱线图及体外实验发现咖伦宾诱导成骨后Wnt信号通路主要下游效应体β-catenin的mRNA和蛋白表达量增加。结论 咖伦宾浓度≤20μmol/L时，对h-JBMMSCs的成骨向分化具有一定的促进作用，可能是通过激活Wnt信号通路得以实现的。

关键词

咖伦宾 / 骨质疏松症 / 间充质干细胞 / 细胞分化 / Wnt信号通路