双龙接骨丸通过调节miR-217/RUNX2轴激活Wnt/β-catenin通路促进骨髓间充质干细胞成骨分化

Shuanglongjiegu pill promoted bone marrow mesenchymal stem cell osteogenic differentiation by regulating the miR-217/RUNX2 axis to activate Wnt/β-catenin pathway.

作者信息You-Li Tan, Shao-Hua Ju, Qiang Wang, Rui Zhong, Ji-Hai Gao, Ming-Jian Wang, Ya-Lan Kang, Meng-Zhang Xu
PMID39350234
发布时间2024-10-01
DOI10.1186/s13018-024-05085-0

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、成骨分化、茜素红染色)、双荧光素酶报告基因验证miR-217靶向RUNX2、miR-217 mimic/pcDNA-RUNX2功能回复实验及Wnt/β-catenin通路蛋白检测,多层级证据验证机制。

主要模型

大鼠BMSCs SD大鼠含药血清制备

重点核对

含药血清浓度:2.5%、5%、10% 成骨诱导时长:21天 miR-217 mimic和pcDNA-RUNX2转染 Wnt/β-catenin通路蛋白检测

摘要

本研究旨在探讨双龙接骨丸(SLJGP)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响,并基于miR-217/RUNX2轴探讨其机制。结果发现,SLJGP含药血清以剂量依赖性方式促进BMSCs的活力。在成骨分化条件下,SLJGP促进ALP、OPN、BMP2、RUNX2的表达以及BMSCs的成骨分化能力。此外,SLJGP显著降低miR-217的表达,且miR-217直接靶向RUNX2。经miR-217 mimic处理后,SLJGP对BMSCs增殖和成骨分化的促进作用显著受到抑制。miR-217 mimic与pcDNA-RUNX2共处理进一步证实miR-217/RUNX2轴参与SLJGP促进BMSCs成骨分化。此外,Wnt/β-catenin通路蛋白表达分析显示,SLJGP通过miR-217/RUNX2激活Wnt/β-catenin通路。总之,SLJGP通过调节miR-217/RUNX2轴并激活Wnt/β-catenin通路促进BMSCs成骨分化。

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
SLJGP是否通过miR-217/RUNX2轴激活Wnt/β-catenin通路促进BMSCs成骨分化?
核心机制
SLJGP下调miR-217,解除其对RUNX2的抑制,上调RUNX2表达,进而激活Wnt/β-catenin通路,促进BMSCs成骨分化。
主要证据
ELISA显示SLJGP促进ALP、OPN、BMP2、RUNX2表达,茜素红染色显示钙结节增多;双荧光素酶报告基因证实miR-217靶向RUNX2;miR-217 mimic逆转SLJGP的促进作用,pcDNA-RUNX2回复该抑制;Western blot和免疫荧光显示Wnt1、β-catenin表达上调。
研究意义
研究阐明SLJGP治疗骨质疏松的可能机制,为临床应用提供理论依据。

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

SLJGP含药血清制备

获取用于体外实验的含药血清。

SD大鼠随机分为对照组和SLJGP组,SLJGP组灌胃0.92 g/kg SLJGP,对照组灌胃等体积生理盐水,每日两次,连续3天,末次给药2小时后采血制备血清。

2

BMSCs分离与培养

获得用于实验的大鼠BMSCs。

从大鼠股骨和胫骨骨髓腔冲洗收集骨髓细胞,离心后用完全培养基培养,细胞融合80%时传代。

3

药物血清对BMSCs活力影响检测

筛选SLJGP最佳作用浓度。

BMSCs接种96孔板,分别用对照血清和不同浓度(2.5%、5%、10%)SLJGP血清处理48小时,CCK-8检测活力。

4

SLJGP对BMSCs成骨分化影响检测

验证SLJGP对BMSCs成骨分化的影响。

BMSCs分为普通培养基组、普通培养基+中浓度SLJGP组、成骨诱导组、成骨诱导+中浓度SLJGP组,成骨诱导21天,检测ALP、OPN、BMP2、RUNX2表达及茜素红染色。

5

miR-217靶向RUNX2验证

验证miR-217与RUNX2的结合关系。

靶基因预测并通过双荧光素酶报告基因实验验证,构建RUNX2-WT和RUNX2-Mut载体,转染细胞后检测荧光素酶活性。

6

miR-217/RUNX2轴功能验证

验证miR-217/RUNX2轴在SLJGP促进成骨分化中的作用。

在成骨诱导条件下,BMSCs分为对照组、SLJGP组、NC mimic+SLJGP组、miR-217 mimic+SLJGP组、miR-217 mimic+SLJGP+pcDNA-NC组、miR-217 mimic+SLJGP+pcDNA-RUNX2组,检测miR-217和RUNX2表达、细胞活力、成骨因子表达及钙化。

7

Wnt/β-catenin通路激活验证

验证SLJGP通过miR-217/RUNX2轴激活Wnt/β-catenin通路。

通过Western blot检测Wnt1、β-catenin、RUNX2蛋白表达,免疫荧光检测β-catenin表达及定位。

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
双龙接骨丸----
青霉素-链霉素BiosharpBL505A
大鼠BMSCs完全培养基ProcellCM-R131
大鼠BMSCs成骨诱导分化培养基ProcellPD-008
RiboFect CP转染试剂盒RibobioC10511-05
Opti-MEM I培养基Gibco31985088
Lipo2000转染试剂Gibco11668500
CCK-8工作液BiosharpBS350B
酶标仪BioTekELx800
大鼠ALP ELISA试剂盒ZCIBIOZC-36805
大鼠OPN ELISA试剂盒ZCIBIOZC-36664
大鼠BMP2 ELISA试剂盒ZCIBIOZC-36653
大鼠RUNX2 ELISA试剂盒ZCIBIOZC-36954
双荧光素酶报告系统VazymeDD1205-01
破膜剂Biosharp0694
山羊血清封闭液BosterAR1009
β-catenin一抗proteintech51067-2-AP
FITC标记的山羊抗兔二抗ServicebioGB22303
DAPI工作液ZSBIOZLI-9557
OlyVIA数字扫描浏览软件OLYMPUS--
Image-J分析系统----
细胞裂解液BeyotimeP0013
蛋白酶抑制剂BiosharpBL612A
磷酸酶抑制剂BiosharpBL615A
BCA蛋白浓度测定试剂盒BeyotimeP0009
Immobilon-PSQ PVDF膜Sigma-AldrichISEQ00010
β-actin抗体abclonalAC026
RUNX2抗体abclonalA2851
Wnt1抗体AffinityAF5315
β-Catenin抗体abclonalA11932
HRP标记的山羊抗小鼠IgG (H+L)abclonalAS003
山羊抗兔IgG (H+L)抗体AffinityS0001
超敏ECL Western HRP底物zen-bio17046
荧光图像分析系统Tanon5200
Molpure细胞/组织总RNA提取试剂盒YEASEN19221ES50
PrimeScript逆转录试剂盒TakaraRR047A
TB Green Premix Ex TaqIITakaraRR820A
QuantStudio实时荧光定量PCR系统ThermoFisher--
Bulge-Loop miRNA qRT-PCR引物RibobioR10031.8
Bulge-Loop miRNA qRT-PCR起始试剂盒RibobioR11067.3

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
动物与含药血清制备
SD大鼠周龄、体重、给药剂量、给药频次、给药时长、采血时间点
阅读提示:Methods: Animals
BMSCs分离与培养
细胞来源、培养基、培养条件(温度、CO2浓度)、传代融合度
阅读提示:Methods: Preparation of rat BMSCs
成骨诱导分化
细胞接种密度、成骨诱导培养基、诱导时间、染色方法
阅读提示:Methods: Osteogenesis induction of BMSCs; Figure 1
细胞转染
miRNA mimic浓度、质粒量、转染试剂用量、转染时间、培养基更换时间
阅读提示:Methods: Cell transfection
活力检测
细胞密度、处理时间、CCK-8孵育时间、检测波长
阅读提示:Methods: Cell proliferative activity
蛋白表达检测
抗体稀释度、封闭条件、孵育时间、曝光条件
阅读提示:Methods: Western blot analysis