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肿瘤坏死因子-α和机械拉伸联合作用对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响

摘要目的:<br>  本研究的目的是探讨肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-alpha,TNF-α)和机械拉伸联合作用于MC3T3-E1细胞,对其成骨分化的影响以及该过程中核转录因子kappaB(nuclearfactor-kappaB,NF-κB)信号通路的作用。<br>  方法:<br>  在MC3T3-E1细胞培养基内加入两种浓度的TNF-α(0.5和10ng/mL),使用Flexell4000细胞加载系统以12%的幅度拉伸12h,探讨炎性因子存在条件下机械拉伸对成骨细胞分化的影响;MC3T3-E1细胞用NF-κB信号通路抑制剂吡咯烷二硫氨基甲酸酯(pyrrolidinedithiocarbamate,PDTC)预处理后,在10ng/mL的TNF-α存在条件下以12%的幅度拉伸细胞12h,探讨在成骨分化过程中NF-κB通路调控的因子。采用Westernblot和RT-PCR技术在蛋白和基因水平上检测骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、I型胶原蛋白(typeIcollagen,COL1)、碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)、Runt相关转录因子2(runt-relatedtranscriptionfactor2,Runx2)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、核转录因子κB受体活化因子配体(receptoractivatorofnuclearfactor-kappaBligand,RANKL)、NF-κB和磷酸化NF-κB(phosphorylatedNF-κB,p-NF-κB)的表达。<br>  结果:<br>  单独进行机械拉伸可显著增加OPG、COL1、Runx2、ALP和OCN的表达,但RANKL的表达及RANKL/OPG比值均降低。TNF-α单独作用导致COL1、Runx2、ALP、OPG和OCN表达的显著下调,并促进RANKL的表达,增加RANKL/OPG比值。在TNF-α存在下,机械拉伸引起的上调或下调均受到明显抑制。P-NF-κB/NF-κB比值在TNF-α和机械拉伸的作用下均升高。抑制NF-κB信号通路可抑制TNF-α和机械拉伸诱导的COL1、OCN、ALP和OPG的表达变化。<br>  结论:<br>  结果提示,MC3T3-E1细胞的成骨分化在机械拉伸作用下被促进,而TNF-α会抑制其成骨分化,且TNF-α对机械拉伸诱导的MC3T3-E1细胞成骨分化有明显抑制作用,NF-κB信号通路参与了该过程,可调控OPG、COL1、ALP和OCN的表达。

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