目的:特发性脊柱侧凸(Idiopathic Scoliosis,IS)是生长发育期间原因未知的脊柱侧凸,表现为一种三维的脊柱畸形,患病率呈上升趋势,其长期威胁着患者的健康,可能导致许多不良结果,极大的降低人们的生活质量。特发性脊柱侧凸进展最快的时间,发生在少年生长发育最快的年龄,也就是骨骼发育、成骨细胞增殖最活跃的时间段。褪黑素可以影响骨代谢,有大量证据表明其可以影响特发性脊柱侧凸的进展。我们以前的研究发现,高浓度褪黑素可以显著抑制成骨细胞增殖,介导其发生内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)甚至凋亡。因此,探讨高浓度褪黑素介导成骨细胞内质网应激及细胞凋亡的机制可能为治疗特发性脊柱侧凸提供新的思路。外界刺激可导致细胞内质网生理功能发生紊乱,引发内质网应激,内质网通过激活未折叠蛋白反应以减轻细胞损伤,恢复细胞功能,然而过强或长时间的ERS,可引起细胞凋亡。有学者研究指出Septin4可能是ERS的感受器,作为ERS的靶点调控细胞的生理过程。Septin4蛋白被认为是细胞骨架的一部分,并且参与许多重要的细胞生理过程,如细胞转运、有丝分裂、纤维化和细胞凋亡。有研究指出Septin4可以通过细胞凋亡途径在小鼠肿瘤模型或者人类患者中抑制肿瘤发展,减弱由日本血吸虫诱导的肝纤维化进程发展。然而,对于Septin4是否参与骨代谢疾病,比如褪黑素调节特发性脊柱侧凸的进展方面的研究,尚未有人报道。本研究的目的旨在明确Septin4在高浓度褪黑素介导成骨细胞的内质网应激以及细胞凋亡过程中的变化,探讨其作用机制。从这项研究中获得的信息可能对于探索使用褪黑素治疗特发性脊柱侧凸提供新的视野和方向。研究方法:本实验采用MTT法测定成骨细胞活力,使用Annexin V-FITC/PI双染细胞、流式细胞术分析凋亡和Western blot检测来明确Septin4参与高浓度褪黑素介导的人成骨细胞(h FOB 1.19细胞)内质网应激以及细胞凋亡中的变化。然后通过对Septin4过表达,解析其对高浓度褪黑素介导的人成骨细胞内质网应激和细胞凋亡的作用。此外,我们将应用鬼笔环肽染色纤维状肌动蛋白,以探讨过表达Septin4对高浓度褪黑素介导h FOB细胞骨架的影响以及细胞形态的变化。结果:1.高浓度褪黑素抑制h FOB 1.19细胞的活力,促进细胞凋亡,增加Septin4、ERS和凋亡通路相关基因的表达。2.过表达Septin4加强高浓度褪黑素诱导人成骨细胞的细胞活力下降,促进细胞凋亡的能力,且增加内质网应激和细胞凋亡通路相关基因的表达。3.过表达Septin4加重人成骨细胞中由高浓度褪黑素诱导的细胞骨架的破坏以及细胞形态学变化的程度。结论:本研究证实Septin4参与并增强了由高浓度褪黑素介导的人成骨细胞内质网应激和细胞凋亡过程,加重高浓度褪黑素对成骨细胞细胞骨架的破坏以及细胞形态学变化的程度。