CamkⅡδ在破骨细胞分化过程中作用机制的研究

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YOLANDA123456789
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目的:应用Lentivirus(慢病毒)构建CamkIIδ的干扰载体,采用RNA干扰技术对CamkIIδ进行信号调控,来探索其对破骨细胞生成、功能以及下游相关基因表达的影响,以证实 CamkIIδ在唑来膦酸诱发的破骨细胞抑制中的关键调控作用和分子机制。  方法:1、建立 RAW264.7细胞体外培养体系,根据 RANKL(50ng/ml)诱导时间分0d、1d、3d、5d四组,于各时间点收获细胞,分别应用 Western-blot、免疫荧光细胞化学、Real-time PCR技术检测各时间点CamkIIδmRNA和蛋白表达水平以探究其在破骨细胞分化过程中的表达规律。2、唑来膦酸对破骨细胞生成、功能以及CamkIIδ、NFATc1、TRAP、c-Src基因表达的影响。实验分为两组:对照组和唑来膦酸(ZOL)组。细胞均用50ng/ml RANKL诱导;而 ZOL组于第2、3d加入1×10-6M唑来膦酸,于第5d末收获细胞。应用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色及牙本质磨片吸收陷窝检测评价两组细胞破骨细胞生成及骨吸收情况;分别应用免疫荧光细胞化学、Western-blot和Real-time PCR检测两组细胞 CamkIIδ、NFATc1、TRAP、c-Src基因表达情况。3、成功构建重组慢病毒 CamkIIδ RNA干扰载体。表达绿色荧光的阴性载体病毒转染 RAW264.7细胞,确定最适的病毒转染滴度 MOI值和转染效率。实验分为空白组、阴性载体组、干扰组,重组慢病毒转染12小时后换成含 RANKL的完全培养基培养,5天后收获细胞。通过检测CamkIIδ mRNA和蛋白表达水平来确定其干扰效率。采用TRAP染色及牙本质磨片吸收陷窝检测评价三组细胞破骨细胞生成及骨吸收情况;分别应用免疫荧光细胞化学、Western-blot和Real-time PCR技术检测三组细胞中NFATc1、TRAP、c-Src基因表达情况。  结果:1、CamkIIδ mRNA表达量在第0、1、3和5天分别是1.028±0.041、2.478±0.087、10.524±1.284和42.914±2.667(P<0.01);蛋白的表达量分别是128.052±7.497、163.633±12.003、234.299±8.958和263.387±7.817(P<0.05或 P<0.01)。本实验初步证明 CamkIIδ在破骨细胞形成过程中呈时间依赖性高表达,且蛋白和mRNA水平表达一致。2、经RANKL诱导5d后,对照组和ZOL组中均有 TRAP+多核破骨细胞生成。唑来膦酸处理组中 TRAP+多核破骨细胞的数目、骨吸收陷窝的数目和面积分别是20.0±3.2、18.0±4.2和6335.3±1043.2μm2,较对照组中36.0±8.4、37.2±5.0和11636.2±3661.1μm2明显减少,下降幅度分别为44.4%、65.6%和50.6%(P<0.05或 P<0.01)。唑来膦酸对破骨细胞分化过程中 CamkIIδ及其下游因子NFATc1、TRAP和c-Src mRNA表达水平也产生了抑制作用,使其分别下降了44.1%、48.9%、53.8%和49.6%;其蛋白表达水平分别下降了42.70%、32.23%、45.48%和48.02%。免疫荧光化学检测显示 ZOL组中 CamkIIδ、NFATc1、TRAP和c-Src的荧光强度较对照组明显减弱。上述结果提示唑来膦酸可抑制作破骨细胞生成和骨吸收功能,同时下调了破骨细胞分化过程中 CamkIIδ及其下游因子 NFATc1、TRAP和c-Src的表达。3、本实验成功构建了 CamkIIδ重组慢病毒干扰载体。最适病毒滴度 MOI是30,其转染效率>70%。CamkIIδRNA干扰使其 mRNA下降了80.4%,蛋白下降了72.3%,即干扰效率>70%。TRAP染色及牙本质磨片吸收陷窝检测,结果显示三组细胞都有TRAP+多核破骨细胞形成(胞核≥3个)和骨吸收陷窝出现,但干扰组破骨细胞数目、牙本质磨片吸收陷窝的数目和面积分别为15.2±2.6、15.6±3.2和4992.9±691.5μm2,显著低于阴性载体组的30.0±4.2,33.4±3.1和9443.2±1973.2μm2和空白组的32.2±3.0、35.2±3.5和10023.5±2284.7μm2(P<0.05),而空白组和阴性载体组之间无明显差异(P>0.05)。CamkIIδRNA干扰显著抑制了其下游因子NFATc1、TRAP、c-Src的表达。Real-time PCR检测表明干扰组中 NFATc1、TRAP、c-Src mRNA表达水平分别较空白组下降了53.3%、49.1%和54.5%(P<0.05);Western blot检测表明,干扰组中 NFATc1、TRAP、c-Src蛋白表达水平较空白组分别下降了50.0%,42.6%和35.1%(P<0.05);免疫荧光化学检测显示干扰组中各因子荧光强度较空白组明显减弱。相关检测中空白组合阴性载体组之间无明显差异(P>0.05)。上述结果说明,CamkIIδ RNA干扰对破骨细胞的生成和功能产生了抑制作用,同时下调了破骨细胞信号通路中下游相关因子NFATc1、TRAP和c-Src。  结论:1、本研究证实,CamkIIδ在破骨细胞形成的不同阶段呈时间依赖性持表达增强,其 mRNA和蛋白表达趋势一致;2、唑来膦酸可显著抑制破骨细胞生成和骨吸收功能;并下调破骨细胞分化中 CamkIIδ以及下游因子 NFATc1、TRAP和c-Src基因的表达;3、CamkIIδRNA干扰对破骨细胞生成及骨吸收功能可产生显著抑制作用,并使下游因子NFATc1、TRAP和c-Src基因表达显著下降。
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