抗肿瘤药物依托泊苷促进间充质干细胞成骨分化的研究

摘要：

目的·研究抗肿瘤药物依托泊苷对间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)成骨分化的促进作用及可能的机制.方法·体外分离C57BL/6J小鼠骨髓和人骨髓来源MSC.给予小鼠MSC不同浓度(0～12.50 μmol/L)的依托泊苷12、24、36、48和60h后,采用CCK-8法检测MSC的增殖活性.采用凋亡检测试剂盒检测依托泊苷(0、0.001、0.01、0.1、1 μmol/L)对大鼠成骨性骨肉瘤细胞系UMR-106凋亡的影响.分别以依托泊苷(0、0.001、0.01、0.1、1 μmol/L)处理小鼠和人MSC(同时诱导成骨分化)、UMR-106细胞,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色、茜素红染色分析细胞成骨分化情况.通过实时荧光定量PCR技术检测依托泊苷对小鼠MSC成骨分化标志物Alp、骨钙素、Ⅰ型胶原α1链mRNA水平的调控.将0.001 μmol/L依托泊苷与UMR-106细胞共孵育后,通过Illumina Xten高通量转录组测序和生物信息学分析,寻找依托泊苷上调的成骨分化相关靶基因,并通过PCR验证.Western blotting检测依托泊苷(0、0.001、0.01、0.1、1 μmol/L)处理的小鼠MSC中成骨特异性转录因子(osterix,OSX)、矮小相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)及DNA结合抑制因子 1(inhibitor of DNA binding 1,ID1)的表达变化.结果·依托泊苷对小鼠MSC增殖的影响呈现浓度依赖性;当浓度≥0.20μmol/L时,依托泊苷开始抑制MSC的增殖,48 h的半数抑制浓度(half-maximal inhibitory concentration,IC50)为2.192 μmol/L,60 h 的 IC50为 1.399 μmol/L.凋亡检测结果显示依托泊苷浓度为0.001～1 μmol/L时UMR-106细胞的凋亡率为16.137％～28.300％.ALP染色、茜素红染色及荧光定量PCR结果显示0.001～0.1 μmol/L依托泊苷对小鼠和人MSC以及UMR-106细胞具有促成骨分化的作用.RNA测序分析表明,依托泊苷可上调UMR-106细胞结缔组织生长因子基因表达.Western blotting分析结果显示,0.001、0.01 μmol/L依托泊苷显著增加小鼠MSC OSX、RUNX2及ID1的表达.结论·抗肿瘤药物依托泊苷可促进MSC成骨分化,该作用可能与其上调ID1、RUNX2、OSX表达有关.

关键词：依托泊苷;间充质干细胞;成骨分化;骨肿瘤;骨重建

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分类号：R966(药理学)

资助基金：国家自然科学基金;上海市教育委员会高峰高原学科建设计划;上海交通大学"转化医学交叉研究基金"

在线出版日期：2021-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：849-857