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二甲基氧化甘氨酸对人骨髓间充质干细胞成骨、成脂分化及线粒体自噬的影响

Effect of dimethylglyoxal glycine on osteogenic,adipogenesis differentiation,and mitophagy of human bone marrow mesenchymal stem cells

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摘要背景:骨髓间充质干细胞在股骨头坏死等疾病的治疗中发挥重要作用,其治疗效果与细胞质量息息相关,如何为细胞赋能成为如今研究的热点.目的:探究低氧模拟剂二甲基氧化甘氨酸预处理对人骨髓间充质干细胞线粒体自噬、分化能力的影响.方法:从患者髂骨的骨髓血中提取骨髓间充质干细胞,体外培养至第3代,用0,10,50,100 μmol/L二甲基氧化甘氨酸处理24 h,然后更换成骨诱导分化培养基,此为预处理组;而在细胞贴壁后直接用含有0,10,50,100 μmol/L二甲基氧化甘氨酸的成骨诱导培养基培养,此为持续处理组.诱导7 d后进行碱性磷酸酶染色,选出最利于成骨分化的条件为实验组,正常培养的骨髓间充质干细胞为对照组.采用碱性磷酸酶染色、碱性磷酸酶活性、油红O染色及RT-qPCR评估两组骨髓间充质干细胞的成骨、成脂分化差异;采用MitoSox染色检测线粒体活性氧水平;采用Mito-tracker和Lyso-tracker染色检测线粒体和溶酶体的共定位情况;使用荧光探针JC-1检测线粒体膜电位.结果与结论:碱性磷酸酶染色显示,对骨髓间充质干细胞成骨最有利的处理方式为10 μmol/L二甲基氧化甘氨酸预处理24 h.与对照组相比,实验组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶染色表达增强,碱性磷酸酶活性和成骨相关基因表达升高,油红O染色显示脂滴生成减少以及成脂相关基因表达下降,线粒体活性氧生成减少,线粒体和溶酶体的共定位增多,线粒体膜电位升高.结果表明,10 μmol/L二甲基氧化甘氨酸预处理可以促进骨髓间充质干细胞成骨分化,抑制成脂分化,并增强线粒体自噬.