Notch信号介导骨细胞过表达BMP4促进骨髓基质细胞成骨分化

目的 探究骨细胞MLO-Y4过表达骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein-4,BMP4)通过Notch信号对骨髓基质细胞ST2成骨分化的影响.方法 使用BMP4重组腺病毒(Ad-BMP4)以及阴性对照(Ad-GFP)分别感染MLO-Y4后与ST2共培养,分为GFP组及BMP4组;Western blot检测MLO-Y4细胞BMP4蛋白表达;采用实时荧光定量PCR (qPCR)检测MLO-Y4的BMP4和Notch配体基因、共培养体系中成骨标志基因、Notch靶基因以及促血管生成因子表达;碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及生化定量检测ALP活性;在共培养体系中加入Notch信号抑制剂DAPT后,再次检测上述指标.结果 MLO-Y4过表达BMP4,上调Notch配体Jag1、Jag2、Dll4表达;ALP染色以及生化定量结果显示共培养第1天GFP组和BMP4组ALP活性差异无统计学意义,在第3、5天,BMP4组ALP活性更高(P＜0.05);BMP4组成骨标志基因在第1天仅Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)显著升高(P＜0.05),第3、5天BMP4组Alp、Runx2、骨钙蛋白(osteocalcin,Ocn)、Ⅰ型胶原(collagen Ⅰ)均显著增高(P＜0.05);第3天BMP4组Notch信号靶基因Hey1、Hey2,血管内皮生长因子(vascular endothlial growth factor,VEGF)、低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor 1α,HIF1α)的表达也显著增高(P＜0.05);加入DPAT抑制Notch信号后,BMP4组ALP活性、成骨标志基因以及促血管生成因子表达均显著下降(P＜0.05).结论 MLO-Y4过表达BMP4可以促进ST2成骨分化,该过程可能与Notch信号增强有关.