SATB2促进BMP9诱导C2C12细胞的成骨分化

目的:研究特异AT序列结合蛋白2(Special AT-rich sequence-binding protein 2,SATB2)在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9)诱导的间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)C2C12成骨分化中的作用。方法:首先用Ad-BMP9感染C2C12细胞,RT-PCR检测SATB2在基因水平上的表达变化,Western blot检测SATB2在蛋白水平上的变化;构建过表达SATB2重组腺病毒Ad-SATB2,感染C2C12细胞后,Western blot验证Ad-SATB2表达情况;用AdSATB2处理BMP9诱导的C2C12细胞,碱性磷酸酶(ALP)活性和染色检测成骨早期ALP的变化,茜素红S染色检测成骨晚期指标钙盐沉积的变化。结果:Ad-BMP9处理C2C12细胞后,比对照组SATB2在基因水平和蛋白水平上表达量上调;Ad-SATB2可以在细胞中成功表达SATB2蛋白;用Ad-SATB2处理BMP9诱导的C2C12细胞后,ALP以及钙盐的沉积与对照比较均上调。结论:SATB2可以促进BMP9诱导的间充质干细胞C2C12的成骨分化。     

SDF-1/CXCR4在BMP9介导C2C12细胞成骨分化过程中的作用研究

为了观察SDF-1/CXCR4信号轴在BMP9促C2C12细胞成骨分化过程中的作用,通过重组腺病毒过表达BMP9,检测对C2C12细胞中SDF-1及受体CXCR4 mRNA和蛋白表达水平的影响;同时利用重组腺病毒或中和抗体干扰SDF-1/CXCR4,与BMP9先后作用于C2C12细胞,通过定量测定碱性磷酸酶(ALP)、染色测定ALP表达、免疫细胞化学测定骨钙蛋白(OCN)表达、茜素红S染色测定钙盐沉积、Real-time PCR检测成骨相关转录因子Runx2和Osx的表达、Western blot检测成骨分化信号通路MAPK和Smad的变化。结果显示,BMP9能明显抑制C2C12细胞中SDF-1、CXCR4的表达(P<0.01),且具有剂量和时间依赖性;预先干扰SDF-1/CXCR4能明显影响由BMP9介导的早、中期成骨标志物ALP、OCN及早期转录因子Runx2、Osx的表达(P<0.01)和MAPK、Smad信号通路相关蛋白的变化(P<0.05);外源性SDF-1并不能影响晚期成骨标志物钙盐沉积。提示SDF-1/CXCR4信号轴在由BMP9介导的C2C12细胞成骨分化早、中期过程中发挥重要作用。     

低氧抑制C2C12细胞的体外分化

目的:研究低氧环境对C2C12细胞分化的影响,为探讨肌肉的发生和骨骼肌的损伤修复机理提供理论依据.方法:培养C2C12细胞,分别在常氧和低氧(3%O2)条件下诱导分化.免疫细胞化学方法检测成肌细胞终末分化的标志蛋白MI-IC(肌球蛋白重链)的表达;Western blot检测MHC以及MRFs(成肌调控因子)的表达.结果:在常氧条件下诱导分化的C2C12细胞融合形成肌管并表达MHC蛋白,而在低氧条件下培养的C2C12细胞几乎很少融合形成肌管并表达MHC蛋白;同时低氧下调了C2C12细胞中MRFs的表达.结论:低氧抑制了C2C12细胞的体外分化.     

激活Shh信号通路促进BMP9诱导的小鼠成肌细胞C2C12向成骨分化

近年来骨组织工程技术迅猛发展,小鼠成肌细胞C2C12因其来源广泛等优点可望成为有效的种子细胞应用于组织工程. 然而,对于C2C12细胞的成骨分化机制仍需深入研究. 为了观察Sonic hedgehog（Shh）信号通路对骨形态发生蛋白9（bone morphogenetic proteins 9,BMP9）诱导的C2C12细胞成骨分化的影响,构建过表达腺病毒Ad Shh,并作用于BMP9处理的C2C12细胞,检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase , ALP）的变化,茜素红S染色检测钙盐沉积,RT PCR检测Shh、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、骨钙素（osteocalcin,OCN）、Runx2、Dlx5、Id1和Id2基因表达,Western印迹检测Shh、OPN、OCN、Runx2和Dlx5的蛋白质表达,Micro-CT和H&E染色检测裸鼠皮下异位成骨包块情况. 结果表明,活化Shh信号通路可促进BMP9诱导的C2C12细胞早晚期成骨分化,以及裸鼠皮下异位成骨.体内外实验证明,Shh信号通路能促进BMP9诱导小鼠成肌细胞C2C12向成骨分化.     

干扰Sirt2促进C2C12成肌细胞分化

Sirt2是组蛋白去乙酰化酶(HDAC III)家族成员之一, 对细胞周期、自噬、脂肪细胞分化、神经细胞存活等生物学过程的调节发挥重要作用. 目前,Sirt2在肌肉发育过程中的研究尚未见报道.本文通过构建Sirt2慢病毒干扰载体,侵染C2C12成肌细胞,并用细胞免疫荧光化学、real-time PCR 和Western印迹方法,检测其对成肌分化标志基因及相关信号通路因子的影响. 结果显示,干扰质粒shRNA 663处理C2C12细胞后,Sirt2 mRNA及蛋白质表达水平与对照相比显著下调(P<0.01);C2C12细胞分化第4 d,MyoD,MyoG,MyHC mRNA及蛋白质表达均显著增加(P<0.01); PI3K,AKT,FoxO1磷酸化水平明显升高. 结果表明,Sirt2可通过PI3K/AKT/FOXO1信号通路来促进成肌细胞分化,是肌生成的一个潜在调节因子.     

KLHL31促进C2C12细胞的肌原分化

人类KLHL31基因是本实验室已克隆的基因,其蛋白质含有保守的BTB和串连重复的Kelch结构域,已有报道表明其在人类成体骨骼肌和心肌组织中特异表达。RT-PCR分析表明在C2C12细胞肌原分化过程中过表达KLHL31能够提高肌原分化标志基因MyoD与Myogenin的转录水平;荧光报告系统分析发现过表达KLHL31能够增强肌原分化相关基因MCK启动子的活性,表明KLHL31能够促进C2C12细胞的肌原分化。     

Runx1促进BMP9诱导的间充质干细胞MEFs的成骨分化

目的:研究Runx1在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9)诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)成骨分化中的作用。方法:用BMP9腺病毒感染MEFs细胞,利用RT-PCR和Western blot分别在mRNA和蛋白质水平检测Runx1的内源性表达;构建过表达Runx1的重组腺病毒Ad-Runx1,并在mRNA和蛋白质水平验证Ad-Runx1的效果;用Ad-Runx1和BMP9条件培养基共处理MEFs,检测成骨早期指标碱性磷酸酶(ALP)染色和活性,茜素红S染色检测成骨晚期指标钙盐沉积;RT-PCR和Western blot分别检测成骨关键转录因子Runx2在mRNA和蛋白质水平的变化。结果:Ad-BMP9处理MEFs细胞后,可使Runx1在mRNA和蛋白质水平表达上调;构建的Ad-Runx1处理MEFs后,可使Runx1在mRNA和蛋白质水平表达上调;Ad-Runx1处理BMP9诱导的MEFs细胞后,增强了ALP活性和钙盐沉积以及Runx2在mRNA和蛋白质水平的表达。结论:Runx1可以促进BMP9诱导的间充质干细胞MEFs的成骨分化。     

过表达miR-155抑制C2C12成肌分化

为明确miR-155在C2C12成肌分化中的作用及分子机制,本研究构建了miR-155过表达腺病毒载体,运用过表达miR-155的腺病毒感染C2C12,并诱导其成肌分化。通过形态学观察,成肌标志基因mRNA和蛋白表达水平的检测,以及双荧光素酶报告基因系统对预测的miR-155靶基因(TCF4)的验证,结果表明,C2C12细胞分化中,过表达miR-155明显降低了肌管的形成,成肌标志基因MyoG和MyHC的mRNA表达量极显著地下降(P0.01),而MyoD差异不显著(P0.05),成肌标志基因蛋白检测结果与mRNA检测结果一致;进一步研究显示miR-155与预测的TCF4基因的3'UTR 3个靶点(1487-1493,1516-1522,4532-4583)中的1个(4532-4538)结合,并发现过表达miR-155显著降低了TCF4的mRNA水平(P0.05)。表明miR-155可能通过靶向TCF4抑制C2C12成肌分化。     

miR-143-3p促进C2C12成肌细胞分化

MicroRNAs (miRNAs) 是一类小非编码RNA,近年研究发现其在骨骼肌发育调控中发挥重要作用.为探明miR-143-3p在C2C12成肌细胞分化中的调控作用,采用 real-time PCR 检测了miR-143-3p在小鼠各组织及C2C12成肌细胞分化过程中的表达;使用miR-143-3p 的模拟物和特异性抑制剂分别处理细胞,采用 real-time PCR 和 Western印迹分别检测成肌因子 MyoG和成肌标志基因 MyHC mRNA和蛋白水平的变化;用免疫荧光染色的方法观察肌管的形成.结果显示,miR-143-3p在小鼠各组织中均有表达,并且随着细胞分化表达量逐渐增加;C2C12成肌细胞过表达 miR-143-3p,与对照组相比,成肌调控因子MyoG和成肌标志基因MyHC 的mRNA和蛋白表达均显著升高,肌管数量明显增多;抑制剂处理结果显示,细胞分化被显著抑制.检测miR-143-3p对MyHC各亚型表达的影响发现,miR-143-3p表达的变化并不直接影响MyHC各亚型的表达.以上结果说明, miR-143-3p在骨骼肌和成肌细胞中均有表达,能够促进C2C12成肌细胞分化,但并不直接调控MyHCs的表达.     

Osteogenic protein-1 (OP-1, BMP-7) induces osteoblastic cell differentiation of the pluripotent mesenchymal cell line C2C12

The effects of Osteogenic Protein-1 (OP-1, BMP-7) on the differentiation of the pluripotent mesenchymal cell line, C2C12, were examined. OP-1 at 50 ng/ml partially inhibited myotube formation in C2C12 cells, while OP-1 at 200 ng/ml completely inhibited myotube formation and induced the formation of cells displaying osteoblastic morphology. High concentrations of OP-1 elevated the alkaline phosphatase (AP) activity dramatically, both as a function of time and OP-1 concentration. Osteocalcin (OC) mRNA expression was detected as early as 8 days in OP-1-treated cultures and subsequently increased considerably. Expression of bone sialoprotein (BSP) mRNA was low in control cultures and stimulated by OP-1. Collagen type I mRNA expression was enhanced by OP-1 during the early days in culture, but gradually decreased thereafter. MyoD mRNA expression, high in control cultures, was suppressed by OP-1 in a dose- and time-dependent manner. OP-1 enhanced ActR-I mRNA expression and significantly elevated the mRNA expressions of BMP-1, BMP-4, BMP-5, GDF-6, and GDF-8. The present results indicate that OP-1 is a potent inducer of C2C12 differentiation into osteoblastic cells.     

BMP2具有诱导C3H10T1/2细胞成脂肪分化的能力

探讨骨形态发生蛋白2（BMP2）诱导鼠胚胎间充质干细胞C3H10T1/2成脂肪分化能力,为临床脂肪代谢疾病的治疗提供理论基础．培养多潜能的间充质干细胞C3H10T1/2,用20 μg/ml BMP2对其诱导一定时间后,RT-PCR检测是否存在BMP信号通路中关键分子BMP受体BMPR I, BMPR Ⅱ及Smad 1/5/8的表达.Western印迹检测Smad 蛋白及MAPK 信号通路中p38磷酸化水平变化,QRT PCR检测成脂肪标志基因aP2以及成脂肪相关转录因子PPARγ,C/EBPα,C/EBPβ表达水平,同时用油红O染色,观测C3H10T1/2细胞成脂肪分化情况．经BMP2诱导后,C3H10T1/2细胞成脂肪分化标志(油红O染色)显著增加,Smad 蛋白及p38磷酸化水平有所上升,同时成脂肪标志基因aP2以及成脂肪相关转录因子PPARγ,C/EBPα,C/EBPβ表达水平各有一定程度提高．BMP2具有诱导C3H10T1/2细胞成脂肪分化能力,其成脂肪分化呈现对BMP2作用的时间依赖性．     

C2C12成肌细胞诱导肌性分化过程中miR-101a的表达

以C2C12成肌细胞为模型,在分化培养基中诱导C2C12建立体外肌性细胞分化模型.以poly (A)3′-端加尾和实时定量PCR方法研究miR-101a在C2C12细胞分化过程中的表达情况.结果发现,在细胞转入分化培养基进行肌性分化的1-5 d中,miR-101a的表达量逐渐增加,提示miR-101a可能在肌肉发生中发挥调控作用.     

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。     

干扰Sema7A抑制C2C12成肌细胞的增殖和分化

为研究脑信号蛋白家族（Semaphorins）成员Sema7A对成肌细胞增殖和分化的影响,本文设计并合成了Sema7A基因的小干扰RNA（small interfering RNA,siRNA）,用此siRNA转染C2C12成肌细胞．通过Hoechst核染和流式细胞术检测细胞增殖情况,免疫荧光检测肌管的形成情况,real-time qPCR和Western印迹技术检测成肌标记基因的变化.结果显示,干扰Sema7A后,C2C12成肌细胞增殖减慢,处在G2和S期的细胞所占的比例明显下降,而G1期细胞的比例升高．免疫荧光检测结果显示,干扰Sema7A后,肌管的直径及MyHC+细胞所占比例均显著降低．Real-time qPCR和Western印迹结果也显示,肌肉分化标志基因MyoD、MyoG、MyHC的mRNA及蛋白质表达均下降．进一步检测Sema7A受体下游信号通路发现,干扰Sema7A后,其下游信号分子PI3K和AKT的磷酸化水平被下调．以上结果表明,Sema7A可以调节C2C12成肌细胞的增殖和分化,可能是通过其受体作用于PI3K/AKT信号通路实现的,这为进一步研究Sema7A在骨骼肌发育中的作用提供实验基础.