转化生长因子β1及Ras同源基因家族成员A在软骨细胞分化过程中对细胞形态和细胞骨架的影响

作者：陈宇婷; 贺飞明; 向伟; 王超; 曹薇薇; 王维山; 刘伟^*

来源：中国组织工程研究, 2022, 26(14): 2144-2149.

• 骨关节炎
• 转化生长因子β1
• RhoA
• 性别决定区Y框蛋白9
• 细胞骨架

背景:骨关节炎的重要病理变化是关节软骨的退变,转化生长因子β1和Ras同源基因家族成员A分别在维持关节软骨稳态和骨关节炎的发生发展中起重要作用。目的:探讨转化生长因子β1、Ras同源基因家族成员A在软骨细胞分化过程中对细胞形态、骨架及相关因子表达的影响,以及转化生长因子β1与Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9之间的相互调控关系。方法:外源性添加转化生长因子β1不同质量浓度、不同时间刺激ATDC5细胞,检测Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9的蛋白表达情况;转化生长因子β1、LY-364947(一种有效的ATP竞争性转化生长因子β受体Ⅰ抑制剂)、溶血磷脂酸(Ras同源基因家族成员A激动剂)不同组合处理ATDC5细胞72 h,检测Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9、转化生长因子β的蛋白表达情况,并观察细胞形态、细胞骨架的变化情况。结果与结论:(1)随着转化生长因子β1作用质量浓度和时间的增加,Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9蛋白表达水平显著升高(P <0.001);(2)相比空白对照组,溶血磷脂酸能够显著提高Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9蛋白表达水平(P <0.001),但溶血磷脂酸对转化生长因子β的蛋白表达水平没有影响(P> 0.05),转化生长因子β1+溶血磷脂酸处理细胞使Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9和转化生长因子β的蛋白表达水平都显著升高(P <0.001),LY-364947使Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9的蛋白表达水平降低(P <0.001),并且显著减弱了溶血磷脂酸对Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9的激活作用(P <0.001);(3)相比未经处理的空白对照组,转化生长因子β1、溶血磷脂酸、转化生长因子β1+溶血磷脂酸处理ATDC5细胞后,细胞形态伸长、胞内肌动蛋白丝排列更加有序,聚集在细胞边缘的肌动蛋白丝增多,LY-364947使细胞形态变为多边形,肌动蛋白丝排列紊乱,细胞边缘的肌动蛋白丝减少;LY-364947+溶血磷脂酸对细胞形态和骨架的改变情况与LY-364947处理组有类似的结果;(4)提示在ATDC5细胞中,转化生长因子β1对Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9的蛋白表达水平有浓度剂量和时间叠加作用,转化生长因子β1可能是Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9的上游因子,转化生长因子β1通过调控Ras同源基因家族成员A、性别决定区Y框蛋白9的表达调节细胞骨架的功能,进而参与调节骨关节炎的发生发展过程。

• 单位
  石河子大学医学院第一附属医院; 石河子大学