微丝解聚在低强度脉冲超声促进骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

作者：杨丽; 姚欢; 朱慧; 何依蔓; 杨珂; 王冬^*

来源：陆军军医大学学报, 2022, 44(09): 943-949.

DOI：10.16016/j.2097-0927.202110052

• 微丝解聚
• 低强度脉冲超声
• 骨髓间充质干细胞
• 成骨分化

目的 研究微丝解聚在低强度脉冲超声(low intensity pulsed ultrasound, LIPUS)促进骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)成骨分化时的作用。方法 培养小鼠BMSCs,随机分为4组：空白对照组；LIPUS组；LIPUS+DMSO组；LIPUS+CytoD(细胞松弛素D,Cytochalasin D)组。碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)染色检测ALP活性。免疫荧光染色观察RUNX2的表达和细胞定位。Western blot检测成骨分化相关基因Ⅰ型胶原(Collagen1)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)的蛋白表达变化以及细胞中丝状肌动蛋白(filamentous actin, F-actin)与球状/单体肌动蛋白(globular/monomeric actin, G-actin)的含量。通过激光共聚焦显微镜观察细胞形态变化及微丝骨架结构变化。结果 与空白对照组相比，LIPUS辐照能显著增加ALP活性，促成骨相关基因Collagen1(P<0.01)、OPN(P<0.05)、RUNX2(P<0.01)的蛋白表达量升高，其中RUNX2表达量升高约1.5倍(P<0.01)。荧光染色显示LIPUS处理后RUNX2在细胞核内表达明显增加，细胞略缩小，同时可见细胞质内点状G-actin分布，Western blot实验分析F-actin/G-actin的比值发现LIPUS组明显小于对照组(P<0.05)。此外，与LIPUS+DMSO组相比，LIPUS+CytoD组能促进胞内微丝的解聚，F-actin/G-actin的比值明显下降(P<0.05),ALP活性明显增加(P<0.05),RUNX2的细胞核内表达明显增加(P<0.05),成骨相关基因的蛋白表达水平明显增高(P<0.05)。结论 LIPUS可以促进BMSCs成骨分化，其机制可能与LIPUS促进微丝的解聚有关。

• 单位
  重庆医科大学附属儿童医院; 重庆医科大学附属第一医院