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目的:随着我国太空事业的发展,宇航员太空活动增多,驻留时间延长,因失重导致的骨质疏松现象加重。同时随着我国社会老龄化的加剧,骨质疏松患者逐渐增多,给患者带来严重的健康问题和经济负担。CKIP-1(酪氨酸激酶相关蛋白酶1)基因是近年来新发现的骨分化、形成的负调控因子,能够有效对抗失重性及废用性骨质疏松。本文主要探索微重力环境下,CKIP-1基因对小鼠BMSCs细胞增殖、凋亡及成骨分化的影响及分子机制探讨研究,为治疗骨质疏松找到新的方法。方法:1敲除CKIP-1基因的BMSCs(knockout,KO-BMSCs)及正常BMSCs细胞提取:CKIP-1基因小鼠和野生型小鼠杂交繁育后,PCR法鉴定4周龄敲除CKIP-1基因小鼠(Knockout,KO型)与野生型C57BL/6小鼠(wild type,WT型),股骨离断用全骨髓法提取两组BMSCs细胞,传代培养,分离,纯化。观察细形态,胞流式细胞学鉴定纯度。并用细胞计数法及MTT法检测正常重力下CKIP-1对细胞增殖影响。2将BMSCs细胞(KO-BMSCs及WT-BMSCs)分别在不同重力环境中培养。细胞分为4组分为:(1)野生型BMSCs细胞正常重力组(wild type–normal gravity,WT-NG);(2)敲除CKIP-1型BMSCs细胞正常重力组(knockout–normal gravity,KO-NG);(3)敲除CKIP-1型BMSCs细胞微重力组(knockout–microgravity,KO-MG)(4)野生型BMSCs细胞微重力组(wild type–microgravity,WT-MG)。微重力环境用体外细胞旋转培养系统(RCCS)模拟,均在体外行成骨诱导培养5天后行相关检测。3细胞增殖及成骨分化相关指标检测3.1 MTT测量细胞0、3、5天细胞的增殖3.2流式细胞学技术及RT-PCR测定Bcl-2基因表达分析各组细胞的凋亡3.3茜素红染色检测各组细胞的矿化程度3.4细胞微丝染色3.5细胞碱性磷酸酶(ALP)浓度测定及染色3.6 RT-PCR检测成骨相关基因的表达3.7 Western blot检测成骨相关蛋白的表达结果:1敲除CKIP-1基因后,小鼠的生命体征及生长发育未受明显影响。KO-BMSCs细胞和WT-BMSCs在体外可以正常增殖生长。通过传代培养4代后BMSCs纯度可达90%以上。细胞计数显示KO-BM SCs增殖率低于WT-BMSCs组,MTT试验结果显示二者之间未有明显统计学意义;2.微重力条件抑制细胞增殖及BMSCs向成骨细胞的分化;微重力环境促进细胞凋亡,敲除CKIP-1基因促进了细胞的凋亡;3.微重力环境中BMSCs细胞由梭形变为圆形,WT-BMSCs形态变化较KO-BMSCs组弱。同时在微重力条件下两组BMSCs细胞的微丝变细,排列紊乱,但敲除CKIP-1基因能有效对抗微丝变化,保持微丝形态;4.敲除CKIP-1基因后BMSCs细胞成骨分化能力增强,BMP/Smad信号通道表达增强,成骨相关基因及蛋白的表达增强,而微重力环境中该趋势受到抑制。结论:1敲除CKIP-1后小鼠的生命体征及生长发育未受明显影响,敲除CKIP-1基因后小鼠BMSCs增殖率降低;2敲除CKIP-1后BMSCs细胞增值率降低,但敲除CKIP-1基因能有效对抗微重力阻碍BMSCs向成骨细胞分化的效应,促进细胞的成骨分化,可以为治疗骨质疏松治疗提供新的思路。