CCDC134调控人牙髓干细胞成骨分化

摘要

目的探讨CCDC134(coiled-coil domain containing 134)对人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)成骨分化功能的调控作用。方法从牙髓组织中,分离培养hDPSCs,并分别以NC-CCDC134、shCCDC134、CCDC134慢病毒转染h DPSCs,分为空白对照组、阴性对照组、CCDC134下调组(shCCDC134)、CCDC134过表达组(CCDC134)。流式细胞术检测hDPSCs表面标志物Stro-1、CD105、CD34、CD45;甲苯胺蓝染色检测克隆形成;碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色检测ALP表达;茜素红染色检测矿化结节形成;油红染色检测成脂能力;q PCR检测CCDC134、Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,RUNX2)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)、Smad家族成员1(mothers against decapentaplegic homolog 1,SMAD1)的mRNA水平表达;蛋白印迹法检测CCDC134、RUNX2、OCN、BMP-2、SMAD1蛋白表达水平。进一步以BMP-2信号激活剂(BMP-2)和抑制剂(Dorsomorphin)分别干预CCDC134下调及上调的hDPSCs(分组为:shCCDC134、shCCDC134+BMP-2、CCDC134、CCDC134+Dorsomorphin),细胞聚合体移植于裸鼠皮下2个月,HE染色法检测新骨形成。结果 hDPSCs高表达间充质干细胞表面标志物,低表达造血干细胞表面标志物。与空白对照组相比,成骨诱导的hDPSCs中CCDC134的表达升高;与阴性对照组相比,shCCDC134组CCDC134的表达降低,CCDC134组的表达升高(P <0.05);shCCDC134组的矿化结节减少、成骨相关基因和蛋白表达降低(P <0.05),CCDC134组的指标升高(P <0.05);shCCDC134组的BMP-2/SMAD1信号通路的相关表达降低,CCDC134组表达升高(P <0.05)。与shCCDC134组相比,shCCDC134+BMP-2组成骨相关基因和蛋白表达升高、裸鼠皮下新骨形成增加(P <0.05),与CCDC134组相比,CCDC134+Dorsomorphin组以上指标降低(P <0.05)。结论 CCDC134通过调控BMP-2/SMAD1信号通路促进hDPSCs成骨分化。

关键词

牙髓干细胞 / CCDC134 / 成骨分化 / 组织工程 / 骨形成蛋白-2 / 重组人Smad家族成员1 / Runt相关转录因子2 / 骨钙素