2型糖尿病对大鼠颌骨骨髓间充质干细胞生物学特性的影响及其机制研究

背景 2型糖尿病患者骨代谢异常,颌骨骨质和骨量都发生明显改变,是牙周炎的全身促进因素之一.Wnt信号通路可以促进干细胞矿化并修复骨组织缺损.然而 2 型糖尿病影响下Wnt信号通路是否参与了对颌骨骨髓间充质干细胞(jaw bone marrow mesenchymal stem cells,JBMMSCs)的成骨分化调控仍未可知.目的 研究 2型糖尿病对大鼠JBMMSCs增殖及分化等生物学特性的影响,并对其机制进行初步探索.方法 选取连续两周随机血糖≥16.7mmoL/L的 13周龄GK大鼠为 2型糖尿病组,相同周龄的Wistar大鼠作为对照组,两组各 10只;无菌条件下采用骨髓冲洗法与骨片消化法相结合的方法分离培养两组JBMMSCs作为研究对象.CCK-8法检测并比较两组细胞增殖能力,流式细胞术检测细胞被诱导凋亡的能力.对JBMMSCs进行成骨、成脂诱导后,qRT-PCR评估成骨、成脂及Wnt信号通路相关基因的表达改变,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色检测成骨诱导后ALP的表达变化,茜素红染色比较钙结节形成能力,油红O染色检测成脂诱导后脂滴形成能力.结果 与对照组相比,2型糖尿病组JBMMSCs的增殖及克隆形成能力降低,凋亡早期与晚期的细胞比例增加(P＜0.05).两组JBMMSCs成骨诱导后成骨相关基因ALP、OCN和Runx2 mRNA表达升高,但 2型糖尿病组低于对照组(P＜0.05),2型糖尿病组钙结节形成能力和ALP染色面积及密度较对照组低(P＜0.05).成脂诱导后,成脂相关基因的表达和脂滴的形成较对照组减少(P＜0.05).2 型糖尿病组JBMMSCs成骨诱导 7d后Wnt信号通路相关分子Wnt4、Wnt5a、Wnt7b的mRNA表达较对照组升高,β-catenin的表达水平较对照组低.结论 2型糖尿病影响大鼠颌骨骨髓间充质干细胞的增殖和克隆、抑制成骨及成脂分化能力,其成骨能力的降低可能与Wnt信号通路相关.