结核分枝杆菌10-kDa共伴侣蛋白调节人成骨细胞中核因子κB受体活化因子配体和骨保护素的表达水平

Mycobacterium tuberculosis 10-kDa co-chaperonin regulates the expression levels of receptor activator of nuclear factor-κB ligand and osteoprotegerin in human osteoblasts.

作者信息Yuanyu Zhang, Xia Liu, Kun Li, Jingping Bai
PMID25667654
发布时间2015-03
DOI10.3892/etm.2014.2153

实验完整度

中

包含细胞培养、ELISA、RT-qPCR、Western blot等体外实验,验证了剂量和时间依赖性效应,但缺乏体内模型或功能验证。

主要模型

第三代培养的人成骨细胞

重点核对

成骨细胞分离自12例无代谢性骨病患者的骨碎片 细胞在无血清培养基中预处理24小时 r-Mt cpn10浓度范围0.01–10 μg/ml 处理时间点2、4、8、24小时 OPG和RANKL mRNA及蛋白水平检测

摘要

本研究旨在探讨重组结核分枝杆菌(r-Mt)10-kDa共伴侣蛋白(cpn10)对第三代培养成骨细胞中骨保护素(OPG)和核因子κB受体活化因子配体(RANKL)表达的影响。成骨细胞样培养物分离自接受手术患者的手术骨碎片。在给予r-Mt cpn10刺激之前,细胞在无血清培养基中孵育24小时。将r-Mt cpn10加入新鲜无血清培养基中,终浓度为0.01–10 μg/ml。采用酶联免疫吸附测定法检测OPG的水平。进行逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)分析以测定RANKL和OPG mRNA的水平。为了测量OPG和RANKL的蛋白水平,进行了western blotting分析。r-Mt cpn10在10 μg/ml剂量下下调第三代培养成骨细胞中OPG的蛋白水平。RT-qPCR显示,与r-Mt cpn10(10 μg/ml)孵育4小时后OPG mRNA水平降低73%,8小时后降低85.5%。Western blot分析显示OPG蛋白水平有类似结果。在第三代培养的成骨细胞中,与r-Mt cpn10(10 μg/ml)孵育后,RANKL mRNA和蛋白水平分别增加2.6倍和1倍。此外,r-Mt cpn10(10 μg/ml)处理显著增加了RANKL/OPG比值。总之,本研究结果表明r-Mt cpn10以剂量和时间依赖的方式降低OPG水平并增加RANKL水平。值得注意的是,本研究表明r-Mt cpn10通过增加RANKL/OPG比值对成骨细胞发挥作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
r-Mt cpn10是否影响人成骨细胞中OPG和RANKL的表达,其作用是否通过调节RANKL/OPG比值实现?
核心机制
r-Mt cpn10通过下调OPG和上调RANKL表达,显著增加RANKL/OPG比值,从而可能促进破骨细胞生成和骨吸收。
主要证据
在第三代培养的人成骨细胞中,10 μg/ml r-Mt cpn10处理4-8小时使OPG mRNA降低73%-85.5%,8小时使RANKL mRNA升高2.6倍,蛋白水平分别相应降低和升高,并显著提高RANKL/OPG mRNA比值(9倍)。
研究意义
研究提示r-Mt cpn10可能通过局部增加RANKL和减少OPG,介导骨结核中的骨吸收和骨折风险增加。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

成骨细胞分离与培养

获得第三代成骨细胞样培养物用于后续实验

从12例无代谢性骨病患者的骨碎片中分离成骨细胞,培养至第三代,并验证成骨细胞表型。

2

r-Mt cpn10处理

考察r-Mt cpn10对OPG和RANKL表达的影响

细胞在无血清培养基中预处理24小时,然后加入不同浓度的r-Mt cpn10处理不同时间。

3

OPG分泌检测

测定r-Mt cpn10对OPG蛋白分泌的剂量效应

使用ELISA检测处理后细胞培养上清中OPG浓度,并归一化至细胞数。

4

RNA提取与RT-qPCR

定量检测OPG和RANKL mRNA水平

使用TRIzol提取总RNA,逆转录为cDNA,并通过RT-qPCR定量mRNA表达。

5

蛋白提取与Western blot

检测OPG和RANKL蛋白表达水平

提取总蛋白,通过SDS-PAGE分离并转膜,使用特异性抗体检测蛋白表达。

6

RANKL/OPG比值计算

评估r-Mt cpn10对成骨细胞净骨吸收活性的影响

基于mRNA或蛋白水平计算RANKL/OPG比值,比较处理后不同时间点的变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基----
超胎牛血清Shanghai Biological Engineering Co., Ltd.--
青霉素Shanghai Biological Engineering Co., Ltd.--
链霉素Shanghai Biological Engineering Co., Ltd.--
L-谷氨酰胺Shanghai Biological Engineering Co., Ltd.--
磷酸盐缓冲液Shanghai Biological Engineering Co., Ltd.--
胰蛋白酶-EDTAShanghai Biological Engineering Co., Ltd.--
低速台式离心机Lu Xiangyi Centrifuge Instrument Co., Ltd.--
MaxiSorp™酶标板Nalge Nunc International--
小鼠抗人OPG单克隆抗体Abcamab2147
重组人OPG----
生物素化山羊抗人OPG抗体Shanghai YongYe Biotechnology Co., Ltd.批号40849
酶标仪Bio-RadMF
TRIzol®试剂Invitrogen Life Technologies--
SYBR® Select预混液Applied Biosystems®; Invitrogen Life Technologies--
2100系列生物分析仪Agilent Technologies--
RevertAid™第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.--
ABI® 7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems; Invitrogen Life Technologies--
聚偏二氟乙烯膜Millipore--
兔抗RANKL多克隆抗体Biossbs-0747R
兔抗OPG多克隆抗体Biossbs-0431R
辣根过氧化物酶缀合的抗小鼠或抗兔免疫球蛋白GZhongshan Jinqiao Biological Technology Co., Ltd.--
Amersham™ ECL™蛋白印迹检测试剂GE Healthcare--
SPSS 17.0软件SPSS, Inc.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
骨碎片来源(12例无代谢性骨病男性患者)、消化方法、培养条件(DMEM、10%超胎牛血清、2 mM L-谷氨酰胺、抗生素)
阅读提示:Methods - Cell culture
r-Mt cpn10处理
无血清预处理24小时、r-Mt cpn10浓度(0.01-10 μg/ml)、处理时间(2、4、8、24小时)
阅读提示:Methods - Cell culture; Results
OPG分泌检测
细胞接种密度(500,000细胞/25-cm²)、培养时间(24小时)、ELISA检测步骤
阅读提示:Methods - ELISA; Fig. 1
mRNA表达检测
RNA提取方法(TRIzol)、逆转录试剂盒、RT-qPCR条件(内参GAPDH、引物序列)
阅读提示:Methods - RT-qPCR; Fig. 2A, 3A, 4A
蛋白表达检测
蛋白提取方法、上样量(40 μg)、抗体稀释度
阅读提示:Methods - Western blotting; Fig. 2B, 3B, 4B