LPS通过上调BMP4促进猪主动脉瓣膜间质细胞成骨样分化

该文主要探究了LPS通过上调骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)促进猪主动脉瓣膜间质细胞(valve interstitial cells,VICs)成骨样分化的作用及机制,为钙化性主动脉瓣膜病(calcific aortic valve disease,CAVD)的干预及治疗提供理论依据。采用免疫组化法检测非CAVD组和CAVD组瓣膜组织中Runx2和BMP4的表达,Western blot检测Runx2和BMP4的蛋白表达;采用胶原酶(I型)消化瓣膜后分离猪VICs,用免疫荧光染色进行表型鉴定;采用LPS和重组人BMP4腺病毒处理VICs;用ALP染色、茜素红S染色、qRT-PCR和Western blot法检测细胞的早期和晚期成骨能力、Smad1/5/8和ERK1/2的磷酸化水平。结果显示,BMP4和Runx2蛋白在CAVD组中的表达水平明显高于non-CAVD组。原代猪VICs分离成功,其中α-SMA和Vimentin呈阳性,CD31呈阴性。LPS可使VICs ALP活性增强、钙盐沉积增多、钙化指标上升和BMP4增加;BMP4可使VICs ALP活性增强、钙盐沉积增多、钙化指标上升,且使Smad1/5/8和EKR1/2的磷酸化水平升高。提示LPS可以上调BMP4的表达进而促进VICs的成骨样分化,Smad1/5/8与ERK1/2信号通路可能在该过程中发挥重要作用。     

颗粒蛋白前体抑制钙盐诱导主动脉瓣膜间质细胞成骨分化

该文主要研究颗粒蛋白前体(progranulin,PGRN)对猪主动脉瓣膜间质细胞(valve interstitial cells,VICs)成骨分化的影响及机制,为钙化性主动脉瓣膜病(calcific aortic valve disease,CAVD)的早期干预及治疗提供理论依据。采用免疫组化检测正常组和CAVD组中Runx2、OPN的表达,Western blot检测PGRN、纤维化指标α-SMA、钙化指标(Runx2、OPN)的表达以及AKT磷酸化水平。采用胶原酶连续消化法分离VICs,并用免疫荧光染色行表型鉴定。体外实验加入人PGRN重组蛋白,采用ALP染色、茜素红S染色、qPCR和Western blot检测细胞早期及晚期成骨分化能力以及AKT的磷酸化水平;并加入AKT的激活剂SC-79进行反向验证。结果表明,与正常组织相比,CAVD瓣膜组织中PGRN明显降低,α-SMA、Runx2、OPN和p-AKT在CAVD组中表达均明显高于正常组。成功分离出原代VICs,α-SMA和vimentin阳性,vWF阴性。PGRN可使VICs的ALP活性降低、钙盐沉积明显减少;PGRN可下调纤维化/钙化指标,且AKT的磷酸化水平降低;SC-79可减弱PGRN对纤维化/钙化指标的下调作用。提示PGRN能够抑制静止的VIC向肌纤维母细胞样的活化VIC乃至成骨样VIC进行转化,AKT信号通路可能在该过程中发挥重要作用。     

BaP通过AhR抑制BMP2诱导的间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

该文主要研究苯并芘(benzoapyrene,Ba P)对骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP2)介导的间充质干细胞C3H10T1/2细胞成骨分化的影响,并探究这种作用的调控机制。用腺病毒Ad-BMP2感染C3H10T1/2细胞,RT-PCR检测到BMP2的表达水平显著增高(P0.001),芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,Ah R)的表达则无显著差异。随后加入不同浓度Ba P处理,检测Ba P对BMP2诱导的C3H10T1/2细胞成骨分化的影响,处理7天检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的染色和活性,14天检测茜素红S染色。结果显示,Ba P可以剂量依赖的方式抑制BMP2介导的ALP和钙盐沉积(P0.001);Western blot检测结果显示,Ba P可以剂量依赖的方式抑制BMP2诱导的p-Smad1/5/8(p-drosophila mothers against de-capentaplegic 1/5/8)及Runx2的表达(P0.01,P0.001)。应用Ah R拮抗剂CH223191后,测定结果显示,其可部分逆转Ba P对BMP2诱导的C3H10T1/2细胞早晚期成骨分化及BMP2/Smad信号通路的抑制作用(P0.05,P0.001)。该研究结果提示,Ba P可通过Ah R抑制BMP2介导的促进间充质干细胞C3H10T1/2细胞成骨分化,这一过程与BMP2/Smad信号通路受到抑制有关。     

BMP7基因沉默抑制钙盐诱导猪主动脉瓣膜间质细胞成骨分化

目的:探究小干扰RNA(small interference RNA,siRNA)介导的骨形态发生蛋白7(bone morphogenetic protein7,BMP7)基因沉默对钙盐诱导猪主动脉瓣膜间质细胞成骨分化的影响及机制,为钙化性主动脉瓣膜病(calcific aortic valve disease,CAVD)的干预及治疗提供理论依据。方法:非CAVD瓣膜组织(non-CAVD组)取自手术治疗的主动脉夹层患者,CAVD瓣膜组织(CAVD组)取自因钙化性主动脉瓣狭窄而进行主动脉瓣膜置换术的患者,采用免疫组化和Western blot法检测non-CAVD组和CAVD组中BMP7、Runt相关转录因子2(Runx2)的蛋白质表达水平。选取健康家猪处死后即刻于无菌条件下取主动脉瓣叶,采用胶原酶连续消化法分离主动脉瓣膜间质细胞,观察其形态特征,并用免疫荧光染色行表型鉴定。采用脂质体转染法将BMP7-siRNA转染猪主动脉瓣膜间质细胞,采用qPCR和Western blot法验证BMP7表达的变化;利用钙盐培养基诱导细胞成骨分化,建立体外主动脉瓣膜间质细胞钙化模型后,采用ALP染色和茜素红S染色实验分别检测细胞早期及晚期成骨分化能力;采用qPCR和Western blot法分别检测细胞成骨相关基因及蛋白质Runx2、OCN和OPN的表达情况。并用Western blot法检测BMP7下游信号通路中Smad1/5/8的磷酸化水平。结果:BMP7和Runx2蛋白在CAVD组中表达明显高于non-CAVD组。成功分离出原代猪主动脉瓣膜间质细胞,α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)及波形蛋白(vimentin)染色阳性,血管性血友病因子(von willebrand factor,vWF)染色阴性。转染BMP7-siRNA后猪主动脉瓣膜间质细胞中BMP7的mRNA和蛋白质水平均明显下调,早期及晚期成骨分化能力均明显降低。沉默BMP7基因的表达,可下调Runx2、OCN和OPN的基因及蛋白质表达,且磷酸化的Smad1/5/8(p-Smad1/5/8)蛋白水平明显降低。结论:BMP7基因沉默抑制钙盐诱导的主动脉瓣膜间质细胞的成骨分化能力,BMP7/Smads信号通路可能在该过程中发挥重要作用。     

过表达miR-155抑制BMP9诱导间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

目的:研究过表达miR-155对BMP9诱导间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化的影响。方法:(1)用重组腺病毒Ad-BMP9(BMP9)诱导C3H10T1/2细胞成骨分化,定量PCR(qPCR)检测miR-155的表达,RT-PCR检测Runx2和ALP的表达。(2)miR-155和BMP9共同处理C3H10T1/2细胞,qPCR检测miR-155的表达,ALP活性和染色检测早期成骨能力。(3)miR-155和BMP9共同处理C3H10T1/2细胞,诱导分化14d茜素红S染色检测晚期成骨能力。(4)miR-155和BMP9共同处理C3H10T1/2细胞,qPCR检测成骨分化相关基因Runx2、OSX、COL1A1、ALP、OCN和OPN的表达。(5)miR-155和BMP9共同处理C3H10T1/2细胞,Western blot检测p-Smad1/5/8、OCN和OPN蛋白水平的表达。(6)qPCR和Western blot分别检测HIF1α和VEGF的mRNA表达水平和蛋白质表达水平。(7)应用荧光素酶报告基因对miR-155的靶基因进行筛选和验证。结果:在BMP9诱导C3H10T1/2细胞成骨分化过程中,过表达miR-155降低ALP活性及染色;减少钙盐沉积;成骨分化相关基因Runx2、OSX、COL1A1、ALP、OCN和OPN表达降低;抑制p-Smad1/5/8、OCN和OPN蛋白水平的表达;HIF1α和VEGF的mRNA和蛋白表达水平减少。在对靶基因的检测中,过表达miR-155可以抑制HIF1α蛋白水平的表达,但对其mRNA水平无明显影响。结论:miR-155过表达减弱BMP9诱导间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化,可能是通过抑制Smad/BMP信号通路发挥作用,也有可能是通过抑制靶基因HIF1α的表达来发挥作用。