成纤维细胞生长因子18对骨髓间充质干细胞增殖、成骨分化的影响及其机制

作者：金林; 郭卫春^*; 向威; 李丹妮

来源：中华实验外科杂志, 2022, 39(11).

• 成纤维细胞生长因子18
• 骨髓间充质干细胞
• 细胞增殖
• 成骨分化

目的探讨成纤维细胞生长因子18(FGF18)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖、成骨分化的影响及其机制。方法 SD大鼠长骨提取BMSCs, 用含不同浓度FGF18的成骨诱导分化培养基培养, 采用细胞试剂盒(CCK-8)法检测细胞增殖。设定空白对照组, 碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色和ALP活性检测评估BMSCs的成骨分化能力;采用荧光定量聚合酶链反应(PCR)检测核心结合蛋白因子2(Runx2)、骨形态发生蛋白4(BMP4)和Ⅰ型胶原蛋白(COLⅠ)基因的mRNA表达;采用蛋白质印迹法(Western blot)检测成骨相关蛋白(Runx2、COLⅠ、OCN)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路相关蛋白[细胞外信号调节激酶(ERK1/2)、磷酸化(p)-ERK1/2、p38、p-p38]的表达。两组间比较采用t检验。结果 CCK结果显示, FGF18对BMSCs的促增殖效应随浓度升高和时间延长而递增。干预7 d和14 d后, FGF18组ALP染色和茜素红染色的着色程度均明显高于对照组。ALP活性随FGF18浓度升高和时间延长而递增。干预3 d时, FGF18组Runx2、BMP4基因的mRNA表达量高于对照组, 差异有统计学意义(1.891±0.327比1.103±0.331, 2.115±0.403比1.134±0.327, t=2.933、3.274, P<0.05)。干预7 d时, FGF18组Runx2、BMP4和COLⅠ基因的mRNA表达均较对照组明显上升, 差异均有统计学意义(5.852±0.525比1.903±0.451, 5.115±0.633比1.734±0.527, 4.451±0.553比1.525±0.483, t=9.883、7.110、6.902, P<0.05)。干预3 d和7 d时, FGF18组Runx2、COLⅠ、p-ERK1/2和p-p38蛋白表达量均高于对照组, 差异有统计学意义(Runx2为0.927±0.108比0.647±0.087, 1.257±0.188比0.825±0.103, t=3.497、3.490, P<0.05;COLⅠ为0.538±0.062比0.405±0.047, 0.729±0.106比0.513±0.074, t=2.961、2.894, P<0.05;p-ERK1/2为0.908±0.113比0.614±0.072, 0.968±0.142比0.686±0.086, t=3.800、2.942, P<0.05;p-p38为1.203±0.194比0.826±0.082, 1.135±0.186比0.803±0.076, t=3.100、2.862, P<0.05)。结论 FGF18可以通过MAPK信号通路来实现对BMSCs细胞增殖以及早期成骨分化的调控, 且具有良好的诱导成骨分化的生物活性。

• 单位
  武汉大学人民医院