褪黑素缓解糖皮质激素抑制MC3T3-E1细胞成骨分化与矿化的作用机制

作者：赵锐; 朱悦; 陶琳; 单军^*

来源：医学研究生学报, 2021, 34(01): 8-13.

DOI：10.16571/j.cnki.1008-8199.2021.01.002

• 糖皮质激素
• 褪黑素
• 成骨分化
• BMP/Smad信号通路
• Smurf2

目的褪黑素能否挽救糖皮质激素所导致的成骨分化障碍尚不明确。文中旨在探讨褪黑素对糖皮质激素所致成骨分化障碍的抑制作用。方法应用地塞米松和褪黑素处理前成骨细胞系MC3T3-E1。将MC3T3-E1细胞分为对照组(基础培养液)、骨诱导组(骨分化细胞培养基)、地塞米松组(骨分化细胞培养基+100μmol/L地塞米松)、褪黑素组(骨分化细胞培养基+100μmol/L地塞米松+1μmol/L褪黑素);信号通路组(骨分化细胞培养基+100μmol/L地塞米松+1μmol/L褪黑素+1μmol/L LDN193189)与泛素化酶组(骨分化细胞培养基+100μmol/L地塞米松+1μmol/L褪黑素+5μmol/L MG132)。通过碱性磷酸酶(ALP)活性检测及染色、茜素红S染色及定量分析、qRT-PCR、Western blot评估细胞成骨分化和矿化。进一步分析BMP/Smad信号通路抑制剂(LDN193189)及泛素化酶抑制剂MG132对Runx2的影响。结果 MC3T3-E1细胞中ALP、OCN、COLL-1、Runx2 mRNA的表达水平比较,褪黑素组较地塞米松组明显升高(P<0.05),地塞米松组、对照组较骨诱导组明显降低(P<0.05)。与对照组、地塞米松组比较,骨诱导组可以显著提升ALP酶活性、茜素红染色定量表达、Runx2蛋白表达(P<0.05);与地塞米松组比较,褪黑素组显著增加了ALP酶活性、茜素红染色定量表达、Runx2蛋白含量(P<0.05)。与褪黑素组比较,信号通路组显著降低了Runx2蛋白含量(P<0.05),泛素化酶组Runx2蛋白含量表达亦显著降低(P<0.05),同时伴随着Smurf2表达显著增高(P<0.05)。结论褪黑素通过BMP/Smad信号通路,缓解了地塞米松导致的MC3T3-E1细胞成骨分化的抑制,同时伴随着由Smurf2介导的泛素化途径参与。

• 单位
  中国医科大学附属第一医院; 沈阳市骨科医院