NICD表达下调对辐射损伤小鼠成骨细胞系MC3T3-E1增殖和功能基因表达的影响

作者：边佩鲜; 杨冰; 王靖雅; 孙元明; 龙伟

来源：国际放射医学核医学杂志, 2018, 42(02): 135-142.

• Notch信号通路胞内结构域
• RNA干扰
• 辐射损伤,实验性
• MC3T3-E1细胞

目的利用RNA干扰抑制小鼠成骨细胞系MC3T3-E1表达Notch信号通路胞内结构域(NICD),探讨靶向抑制NICD表达对辐射损伤MC3T3-E1细胞的增殖和相关功能基因表达的影响。方法建立抑制NICD表达的MC3T3-E1细胞株,利用实时定量PCR(qRT-PCR)和Western blot法检测其NICD基因的表达。MC3T3-E1细胞和NICD RNA干扰MC3T3-E1细胞经2 Gyγ射线照射后,用BrdU掺入法和qRT-PCR法检测上述细胞的增殖及相关功能基因的表达水平。使用Student-Newman-Keuls进行组间差异分析,两组间比较采用t检验。结果用RNA干扰技术可靶向抑制MC3T3-E1细胞表达NICD。抑制NICD表达可干扰前体成骨细胞和成骨细胞的增殖。2 Gy照射后,前体成骨细胞和成骨细胞以及NICD RNA干扰的成骨细胞的增殖明显下降,各靶细胞的相关功能基因与照射前相比的变化如下:①2 Gy照射后的前体成骨细胞成骨特导性转录因子(Runx2)表达上调,差异有统计学意义(t=2.353,P<0.05),NICD RNA干扰的前体成骨细胞Runx2表达下调,差异有统计学意义(t=2.353,P<0.05);②2 Gy照射后的前体成骨细胞和成骨细胞以及NICD RNA干扰的前体成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)表达上调,差异有统计学意义(t=3.182、3.345、3.555,均P<0.05),NICD RNA干扰的成骨细胞ALP表达下调,差异有统计学意义(t=5.045,P<0.01);③2 Gy照射后前体成骨细胞核因子κB受体活化因子配体(RANKL)表达下调,差异有统计学意义(t=2.541,P<0.05),成骨细胞和NICD干扰的前体成骨细胞RANKL表达上调,差异有统计学意义(t=3.299,P<0.05;t=10.212,P<0.01),而抑制NICD表达则发生相反变化,差异无统计学意义(t=0.765,P>0.05);④2 Gy照射后的前体成骨细胞和成骨细胞骨保护素(OPG)表达下调,差异有统计学意义(t=2994、2.782,均P<0.05),抑制NICD表达使前体成骨细胞OPG表达上调,差异有统计学意义(t=5.841,P<0.01),成骨细胞OPG表达下调,差异有统计学意义(t=2.544,P<0.05);⑤2Gy照射后各靶细胞巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)表达变化趋势与RANKL表达变化情况一致。结论在不同阶段的成骨细胞中抑制NICD表达对辐射损伤表现出的作用是不同的:①可降低前体成骨细胞和成骨细胞的增殖,对辐射损伤后的前体成骨细胞的增殖有保护作用;②可通过调节Runx2从而明显抑制辐照后前体成骨细胞分化,减少骨质丢失;③辐照后各成骨细胞不会通过RANKLUOPG/RANK系统表现出对破骨细胞功能的调节作用;④成骨细胞经过调节M-CSF表现出对破骨细胞的功能抑制作用。

• 单位
  中国医学科学院北京协和医学院; 基础医学院; 天津医科大学; 放射医学研究所