糖皮质激素上调FOXO1和FOXO3a表达抑制骨髓间充质干细胞成骨分化

• 作 者: 孙登龙
• 机 构: 华中科技大学
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2020年期
• 关键词: 糖皮质激素

目的：
　　糖皮质激素(glucocorticoids, GCs)在临床上被广泛用于非感染性炎症、癌症和自身免疫性疾病的治疗。但长期、大量服用GCs类药物，会导致患者发生继发性的股骨头坏死，对此尚无有效的治疗方法。研究表明，GCs可改变骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)的成骨、成脂分化能力，打破骨代谢平衡，最终诱发股骨头坏死，但具体分子机制尚不完全清楚。骨稳态依赖于BMSCs成骨、成脂的动态平衡。但BMSCs向成骨分化过程中伴随着氧化呼吸链的功能变化，造成细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平上升。为此，细胞通过FOXO转录因子激活一系列抗氧化系统，以防止因ROS水平上升而造成细胞损伤。那么FOXO转录因子是否参与了GCs诱导的BMSCs成骨分化能力改变？为此我们探究FOXO转录因子在GCs诱导的BMSCs分化能力转变过程中的具体作用。
　　方法：
　　经华中科技大学协和医院伦理委员会审批和患者知情同意后，我们在临床上收集无GCs用药史的股骨颈骨折患者和骨性关节炎患者骨髓，分离并培养BMSCs。选用状态较好、增殖能力较强的第三代细胞进行后续实验。用10-6M地塞米松(dexamethasone, Dex)对细胞预处理48h后，分别进行qPCR、BrdU染色、CCK-8和茜素红染色以检测FOXO表达水平、细胞增殖和成骨分化能力变化，以及用siRNA敲低FOXO1和FOXO3a后再次检测细胞增殖和成骨分化能力的变化。
　　结果：
　　1)地塞米松上调BMSCs中FOXO1和FOXO3a的表达；
　　2)地塞米松抑制BMSCs的增殖能力和成骨分化能力；
　　3)敲低FOXO1和FOXO3a后可明显缓解地塞米松对BMSCs增殖和成骨分化的抑制作用。
　　结论：
　　GCs通过上调FOXO1和FOXO3a表达抑制BMSCs增殖和成骨分化能力。本研究将为激素性股骨头坏死提供新的治疗靶点。