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骨髓间充质干细胞成脂和成骨分化过程中Wnt信号通路的调

控效应

李萍华;刘钰瑜;崔燎

【摘要】背景:骨髓间充质干细胞的成脂肪分化与成骨分化比例的失衡与许多骨疾

病密切相关,而近些年发现Wnt信号通路在调控骨髓间充质干细胞的分化方向中起

重要作用.目的:通过Wnt信号通路PCR基因芯片观察大鼠骨髓间充质干细胞分化

为脂肪细胞和成骨细胞后相关基因表达的变化,寻找Wnt信号通路中调控骨髓间充

质干细胞分化的靶基因.方法:采用大鼠第3代骨髓间充质干细胞分别进行成骨诱导

和成脂诱导,7d后用Trizol萃取培养瓶中的细胞总RNA,倒置显微镜下观察骨髓间

充质干细胞形态特征及成骨诱导后和成脂诱导后细胞形态特征.采用Wnt信号通路

PCR芯片(大鼠)进行摹因芯片检测,以未诱导组为对照,计算成脂肪诱导,成骨诱导后

相关基因上调/下调的比值.结果与结论:①倒置显微镜下观察,传3代后可获得均一

性较高的骨髓间充质干细胞,骨髓间充质干细胞经成骨诱导后向成骨细胞方向分化,

经成脂诱导后向脂肪细胞方向分化.②与未诱导组相比,骨髓间充质干细胞成脂诱导

后Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk-1,kremen,FZD1,FZD7)等15个(ratio＞2),

下调的基因(sFrp5,-catenin,Dvl3,Tcf7)β等16个(ratio＜0.5).成骨诱导后,Wnt信

号通路表达上调的基因(Dkk1,kmmen,β-catenin,Wnt11)6个,表达下调的基因

(sFrp5,sFRP4,Fzd1)等15个.提示WnI信号通路在骨髓间克质干细胞成脂细胞分

化和成骨细胞分化中发挥重要作用.

【期刊名称】《中国组织工程研究》

【年(卷),期】2010(014)010

【总页数】6页(P1749-1754)

【关键词】脂肪细胞;成骨细胞;Wnt信号通路;骨髓间充质干细胞;基因芯片;DKK-1

【作者】李萍华;刘钰瑜;崔燎

【作者单位】广东医学院药理教研室,广东省湛江市,524023;广东医学院药理教研

室,广东省湛江市,524023;广东医学院药理教研室,广东省湛江市,524023

【正文语种】中文

【中图分类】R394.2

0引言

骨髓基质细胞是由许多细胞群体组成的异质细胞群，其间存在的间充质干细胞是一

种具有自我更新、复制及多向分化潜能的成体干细胞。骨髓间充质干细胞既可以向

成骨细胞方向分化又可以向脂肪细胞方向分化的双向分化特性在骨质疏松发生时的

骨量减少和骨髓中的脂肪组织增多相伴行的现象中发挥重要作用[1-3]。但调控骨

髓间充质干细胞分化方向的机制仍不清楚。

Wnt复合受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5(LRP5)缺失或获得的变异分别导致骨

质疏松-假性神经胶质瘤综合征(osteoporosispseudogliomalsyndrome，OPPG)

或高骨量，引起了众多科学家和临床医生对于Wnt信号通路在骨生物和骨疾病中

的作用的重视。

活化的经典Wnt通路通过上调成骨分化相关基因RUNX2，Dlx5或Osterix促进

骨髓间充质干细胞成骨形成[4-5]，同时成脂细胞的活化需要经典的Wnt信号通路

的失活[6]。以上所述Wnt信号通路与许多骨疾病有密切联系，并参与了骨髓间充

质干细胞分化方向的调控，但在Wnt信号通路中究竟是哪个或者是哪些调控骨髓

间充质干细胞分化方向的关键基因呢？

新兴的功能分类基因芯片是后基因组时代更系统有效的分析工具，在骨质疏松的研

究中，国内尚无相关道。其中，SABiosciences公司(USA)的Wnt信号通路PCR

芯片包含89个点。包含了经典Wnt信号通路和非经典Wnt信号途径相关基因。

本实验的目的是应用Wnt信号通路PCR芯片研究相关基因在骨髓间充质干细胞成

脂诱导和成骨诱导条件下的动态变化，找出相关靶基因，为研究药物对相关靶基因

的调控，探讨药物通过骨髓间充质干细胞的Wnt信号通路机制而发挥抗骨质疏松

作用提供理论和实验依据。

1材料和方法

设计：观察性实验。

时间及地点：实验于2008-10/2009-03在广东医学院药理教研室和上海康成生物

有限公司完成。

材料：1月龄SD雄性大鼠，体质量80