骨髓间充质干细胞中Jag1对骨骼发育的影响

作者：班彤彤; 俞谦; 邱守涛; 吴红光; 李科; 刘慧娟^*

来源：中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2020, 13(04): 334-340.

• Jag1
• 成骨分化
• 软骨分化
• 细胞外调节蛋白激酶
• c-Jun氨基末端激酶

目的探讨骨髓间充质干细胞中Jag1对骨骼发育的影响并分析其可能的作用机制。方法杂交得到基因型为Prrx1-Cre; Jag1f/f的基因敲除小鼠,并选择Jag1f/f小鼠作为同窝对照,记录小鼠体重并分析其变化趋势。取10 d小鼠股骨进行Micro CT扫描,分析骨量、骨小梁数量、骨小梁厚度和分离度数据。苏木素—伊红(hematoxylin-eosin,H/E)染色观察股骨生长板部位组织学变化。免疫荧光染色观察Ⅰ型胶原(collagenⅠ,ColⅠ)、Ⅱ型胶原(CollagenⅡ,ColⅡ)、Ⅹ型胶原(CollagenⅩ,ColⅩ)的表达情况。体外分离并培养骨髓间充质干细胞,提取蛋白,Western blot检测细胞外调节蛋白激酶1/2 (extracellular regulated protein kinases 1/2,Erk1/2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)蛋白磷酸化水平。结果经实时荧光定量PCR检测,构建的Prrx1-Cre; Jag1f/f基因型小鼠在骨髓间充质干细胞中以较高的效率敲除了Jag1。Prrx1-Cre; Jag1f/f小鼠发育迟缓,随着出生时间增长,与对照鼠相比体重明显下降,并于出生后20 d左右死亡。Micro-CT扫描结果显示Prrx1-Cre; Jag1f/f小鼠股骨骨量、骨小梁数量、骨小梁厚度显著下降。Prrx1-Cre; Jag1f/f小鼠生长板软骨层变薄(P<0.05),成骨细胞、早期软骨细胞及肥大软骨细胞的数量均显著下降(P<0.05)。Western Blot结果显示骨髓间充质干细胞中Erk1/2蛋白磷酸化水平显著下降,JNK蛋白磷酸化水平显著上升。结论在Prrx1标记的骨髓间充质干细胞中敲除Jag1可抑制成骨、软骨分化,这一作用可能通过抑制Erk1/2信号通路,激活JNK信号通路而实现。

• 单位
  上海交通大学; 生命科学技术学院