一、人成骨肉瘤MG-63細胞株和成人成骨細胞的培養與分化特性的觀察
目的:觀察人成骨肉瘤MG-63細胞株和正常成人成骨細胞分化的特性。方法:在細胞培養的不同時間,用α-磷酸奈酚法測定堿性磷酸酶(ALP)活性;放射免疫法測定骨鈣素(BGP)含量;半定量逆轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)測I型膠原、MMP-1、TIMP-1基因mRNA表達;Van GieSon氏苦味酸酸性復紅染色法染色細胞I型膠原。結果:人成骨肉瘤MG-63細胞株接種培養第7天后I型膠原基因表達較高。MMP-1表達量隨時間推移逐漸增加,至第24天達到高峰。第1~9天TIMP-1 表達量逐漸增加,其后基本恒定。0~12天ALP活性逐漸增高,致12天達zui高,其后逐漸下降。18天后,細胞有許多大小不等的結節形成,I型膠原結節染色較無結節處深。正常成人成骨細胞(hOB)接種培養后0~6天細胞逐漸匯片。0~12天ALP活性逐漸增高,致12天達zui高,其后逐漸下降。第6天BGP表達zui高,其后逐漸下降。結論:分離培養的hOB具有成骨細胞的特性;人成骨肉瘤MG-63細胞株為具有人成骨細胞表型特征的成骨細胞模型。人成骨肉瘤MG-63細胞株和hOB的生長分為細胞增殖、骨基質成熟、骨基質礦化階段,且I型膠原、BGP、MMP-1、TIMP-1基因表達及ALP活性呈時間特異性。
二、人成骨肉瘤MG-63細胞株和成人成骨細胞基質金屬蛋白酶及其抑制因子的表達
目的:觀察人成骨肉瘤MG-63細胞株和正常成人成骨細胞(hOB)基質金屬蛋白酶(MMPs)和基質金屬蛋白酶抑制因子(TIMPs)表達的類型。方法:MMPs和TIMPs mRNA表達用RT-PCR檢測。結果:人成骨肉瘤MG-63細胞株和hOB均表達MMP-1、MMP-2、MMP-7、MMP-10、MMP-11、MMP-14、MMP-15、MMP-16、MMP-17、TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3。人成骨肉瘤MG-63細胞株可表達MMP-12,hOB則無。結論:人成骨肉瘤MG-63細胞株和hOB表達的MMPs和TIMPs類型基本相似,人成骨肉瘤MG-63細胞株可以作為具有人成骨細胞表型特征的成骨細胞模型來研究MMPs和TIMPs的表達與調控。
三、雌二醇對人成骨肉瘤MG-63細胞株和成人成骨細胞基質金屬蛋白酶及其抑制因子的作用
目的:探討雌二醇(17β-estradiol,E2)對人成骨肉瘤MG-63細胞株和正常成人成骨細胞(hOB)基質金屬蛋白酶(MMPs)及其抑制因子(TIMPs)的作用和雌激素缺乏致骨質疏松的發病機制。方法:MMPs和TIMPs蛋白質表達用ELISA和Western Blot檢測, mRNA用RT-PCR檢測。MMPs活性用明膠酶譜法檢測。結果:發現E2抑制人成骨肉瘤MG-63細胞株MMP-1 mRNA和蛋白質表達,并且呈劑量依賴關系;10-8M E2抑制hOB MMP-1蛋白質表達;E2對人成骨肉瘤MG-63細胞株MMP-2及TIMP-1 mRNA及蛋白質表達無影響;E2對hOB MMP-2及TIMP-1 蛋白質表達無影響;E2對人成骨肉瘤MG-63細胞株和hOB MMP-2活性亦無影響。結論:雌激素不足可導致其對人成骨樣細胞MMP-1的抑制作用減弱,促進骨吸收和骨基質分解,此可能為雌激素缺乏致骨質疏松的重要發病機制。
四、雌二醇對人成骨肉瘤MG-63細胞株和成人成骨細胞膜型 基質金屬蛋白酶-1的影響
目的:膜型基質金屬蛋白酶-1(membrane type 1-matrix metalloproteinase, MT1-MMP)是zui近發現的一種可由多種細胞表達的基質金屬蛋白酶。為探討雌二醇(E2)對人成骨肉瘤MG-63細胞株和正常成人成骨細胞(hOB)膜型基質金屬蛋白酶(MT1-MMP)的作用和絕經后骨質疏松癥(OP)的作用機制。方法 Northern雜交、Western雜交和激光共聚焦顯微系統免疫熒光法分別檢測MT1-MMP mRNA和蛋白質表達。MMP-2活性用明膠酶譜和酶聯免疫吸附測定檢測。結果 觀察到E2促進MG-63細胞MT1-MMPmRNA表達,并呈劑量依賴關系。E2促進MG-63細胞MT1-MMP蛋白質表達,并呈劑量依賴關系;E2干預24~48小時促進MG-63細胞MT1-MMP蛋白質表達;激光共聚焦顯微系統免疫熒光法證實E2促進MT1-MMP蛋白質表達增強,MT1-MMP蛋白質表達于細胞膜和細胞質中。E2對MG-63細胞MMP-2活性無影響。結論 E2可促進MG-63細胞MT1-MMP表達。雌激素不足可減少成骨樣細胞MT1-MMP表達,此可能為絕經后OP的骨吸收增強機理之一。