高迁移率族蛋白1通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬促进骨髓干细胞的趋化及成骨分化

目的 探讨高迁移率族蛋白1(HMGB1)通过PTEN诱导假定激酶1(PINK1)/帕金蛋白(Par-kin)介导的线粒体自噬对骨髓干细胞的趋化及成骨分化的影响.方法 将人骨髓间充质干细胞(hBM-SCs)分为7组:control组、siRNA-NC组、siRNA-HMGB1组、pcDNA-NC组、pcDNA-HMGB1组、pcDNA-HMGB1+siRNA-NC组、pcDNA-HMGB1+siRNA-PINK1组.采用Transwell检测细胞迁移能力;茜素红染色检测各组细胞中钙结节数目;ELISA检测骨桥蛋白(OPN)、碱性磷酸酶(ALP)的含量;RT-qPCR检测各组细胞中成骨细胞特异性转录因子(Osterix)、HMGB1及Runt相关转录因子2(RUNX2)、转录因子CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBPα)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)水平;透射电镜检测线粒体自噬小体数目;Western Blot检测hBMSCs中Parkin及微管相关蛋白1A/1B-轻链3(LC3Ⅱ/Ⅰ)、选择性自噬接头蛋白62(P62)和自噬关键分子酵母Atg6同系物(Beclin1)等线粒体自噬相关蛋白的表达.结果 HMGB1通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬对hBMSCs的趋化作用研究表明:与pcDNA-NC组相比,pcDNA-HMGB1组HMGB1表达、细胞迁移率、线粒体自噬数目及自噬相关蛋白Beclin-1、LC3B-Ⅱ/Ⅰ的表达增加,Parkin、P62等蛋白的表达降低(P＜0.05);与siRNA-NC组相比,siRNA-HMGB1组HMGB1表达、细胞迁移率、线粒体自噬数目及Beclin-1、LC3B-Ⅱ/Ⅰ等表达降低,Parkin、P62表达增高(P＜0.01).HMGB1通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬对hBMSCs的成骨分化作用研究结果显示:与pcDNA-NC组相比,pcDNA-HMGB1组钙结节数量、Osterix及RUNX2含量、ALP及OPN的表达升高(P＜0.01),PPARγ、C/EBPα的表达降低(P＜0.05);与pcDNA-HMGB1+siRNA-NC组相比,pcDNA HMGB1+siRNA-PINK1组钙结节数量、Osterix及RUNX2含量、ALP及OPN的表达降低(P＜0.05),PPARγ、C/EBPα的表达升高(P＜0.05).结论 HMGB1高表达能通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬促进hBMSCs的趋化、成骨细胞分化及抑制成脂细胞分化,可能是骨质疏松症的潜在治疗靶点.