KEAP1-NRF2/HO-1通路介导LED红光促高糖诱导下人牙周膜干细胞成骨分化及减轻氧化损伤

摘要：

目的 探讨Kelch样ECH相关蛋白1-核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1(Kelch-like ECH associat-ed protein 1-nuclear factor erythroid 2-related factor 2/heme oxygenase-1,KEAP1-NRF2/HO-1)通路介导发光二极管(light-emitting diode,LED)红光对高糖诱导下人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells,hPDLSCs)成骨分化和氧化损伤的影响,为LED红光在细胞抗氧化损伤中的应用提供依据.方法 流式细胞术、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色和茜素红染色鉴定hPDLSCs;高糖预处理hPDLSCs 48 h,用1、3、5 J/cm2 LED红光照射细胞,CCK-8实验选择促细胞增殖率高的辐射曝光量进行后续实验.将hPDLSCs分为对照组、高糖组、高糖+光照组;ALP染色、ALP活性检测、茜素红染色和半定量分析检测成骨分化能力,qRT-PCR和Western blot检测细胞成骨相关基因ALP、Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)、成骨细胞特异性转录因子(osterix,OSX)基因和蛋白表达;qRT-PCR检测相关抗氧化酶基因超氧化物歧化酶2(su-peroxide dismutase 2,SOD2)、过氧化氢酶(catalase,CAT)表达;荧光显微镜观察和流式细胞术测定细胞内活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)水平;ELISA检测细胞上清液中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)水平.以NRF2特异性抑制剂ML385抑制NRF2通路,ALP染色、ALP活性检测细胞早期成骨分化能力,qRT-PCR检测早期成骨分化标志物ALP、RUNX2、OSX基因表达,Western blot检测细胞KEAP1、NRF2、HO-1蛋白表达水平.结果 选择促高糖诱导下hPDLSCs增殖率最高的5 J/cm2辐射曝光量进行后续实验(P<0.05).5 J/cm2 LED红光促进高糖诱导下hPDLSCs的成骨分化(P<0.05),上调ALP、RUNX2、OSX的基因与蛋白表达(P<0.05),上调SOD2、CAT基因表达(P<0.05),降低细胞ROS水平(P<0.05),减少细胞上清液中TNF-α、IL-1β水平(P<0.05).ML385抑制NRF2通路,细胞ALP活性降低(P<0.05),ALP、RUNX2、OSX基因表达下降(P<0.05),KEAP1蛋白表达上升(P<0.05),NRF2、HO-1蛋白表达下降(P<0.05).结论 LED红光可能通过KEAP1-NRF2/HO-1通路促进高糖诱导下hPDLSCs增殖和成骨分化,减轻氧化损伤.

关键词：发光二极管、人牙周膜干细胞、高糖、成骨分化、活性氧簇、抗氧化、Kelch样ECH相关蛋白1、核因子E2相关因子2、血红素加氧酶-1

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分类号：R78(口腔科学)

资助基金：四川省自然科学基金面上项目;四川省科技计划联合创新专项项目;四川省医学科研课题;西南医科大学校级科研项目

在线出版日期：2023-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：389-399