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梓醇介导Wnt/β-catenin信号通路调控脂肪间充质干细胞成骨机制及修复骨缺损的相关研究
作者: 黄昕
单位: 天津医科大学口腔医院

摘要

大范围颌骨缺损的修复是临床面临的重大挑战。脂肪间充质干细胞(ADSCs)是前景广阔的种子细胞,但如何高效诱导其成骨分化是关键。梓醇是地黄的有效活性成分,据报道可通过Wnt/β-catenin通路促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,但其对ADSCs的作用及其与浓缩生长因子(CGF)支架的协同效应尚不明确。本研究探讨了梓醇调控ADSCs成骨分化的机制,及其联合CGF用于骨修复的协同功效。

在体外实验中,评估了梓醇对ADSCs细胞活力、成骨分化(通过ALP/ARS染色、RNA-seq、Western Blot检测、q-PCR)及Wnt/β-catenin通路的影响。通过β-catenin敲低的挽救实验验证了该通路的必要性。在体内实验中,将经梓醇预处理的ADSCs/CGF复合体植入大鼠颅骨缺损模型。术后8周通过Micro-CT和组织学分析评估骨修复效果。

(1)体外实验表明,梓醇(10-250 μM)对ADSCs无细胞毒性,并能剂量依赖性地增强其碱性磷酸酶(ALP)活性和矿化结节形成。(2)转录组学、q-PCR、蛋白质分析证实,梓醇激活了Wnt/β-catenin信号通路(上调Wnt3a、LRP5/6、β-catenin;抑制p-GSK-3β)及成骨相关蛋白(RUNX2、ALP)的表达。(3)敲低β-catenin完全逆转了梓醇的促成骨作用。(4)体内实验显示,与对照组相比,经梓醇(特别是50μM和250μM浓度)预处理的ADSCs/CGF复合体显著增加了大鼠颅骨缺损区的新生骨体积分数(BV/TV)和骨矿物质密度(BMD)。

梓醇通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进ADSCs的成骨分化。梓醇预处理联合CGF支架可协同增强骨缺损的修复效果。本研究为阐明梓醇的成骨机制提供了新的实验证据,并为开发基于中药活性成分的新型骨组织工程策略奠定了理论基础。

关键词: 梓醇、Wnt/β-catenin信号通路、脂肪间充质干细胞、成骨分化
来源:第十二届中国生物医学工程学会组织工程与再生医学大会