《IGF-I對氟誘導成骨細胞凋亡的保護機制》是依託中國農業大學，由韓博擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：IGF-I對氟誘導成骨細胞凋亡的保護機制
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：韓博
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來本課題組通過細胞生物學方法進行氟對成骨細胞(OB)細胞因子表達的影響研究，初步發現氟抑制OB IGF-I表達，但其作用的機制至今還不得而知。因此，本項目旨在：①建立OB原代培養模型，適量的IGF-I和氟同時作用於OB，觀測OB的增殖分化過程；②通過雷射共聚焦觀察細胞骨架結構，用實時螢光定量PCR和Western-blot對IGF-I基因、蛋白信號進行克隆、測序和表達；③通過透射電鏡和流式細胞技術，研究氟促進成骨細胞凋亡的特徵和IGF-I對成骨細胞凋亡的保護過程；④利用電子順磁共振波譜儀測定OB自由基的變化；⑤從PI3K/Akt途徑探討氟下調OB IGF-I基因和IGF-I上調OB IGF-I基因表達以及OB增殖分化的內在機理。闡明IGF-I對氟誘導成骨細胞凋亡的保護機理，從而為IGF-I套用於臨床防治氟骨症提供依據。
結題摘要
氟的過量攝入導致氟骨症，但氟的骨損傷機制尚不完全清楚。在骨代謝過程中類胰島素生長因子-I（IGF-I）及其受體（IGF-IR）起著非常重要的作用。適量的硒有利於骨的形成，過量的硒可以產生毒性作用，它對成骨細胞中細胞因子IGF-I和IGF-IR的影響也不得而知。本研究通過成骨細胞的分離培養，並向成骨細胞添加不同劑量的氟化鈉（10-6、10-5、10-4、5×10-4mol/L）和亞硒酸鈉（1×10-8、1×10-7、1×10-6、5×10-6和1×10-5mol/L），作用不同的時間，採用螢光顯微鏡、透射電鏡及流式細胞儀檢測DCF的螢光強度來測定細胞內的ROS水平，採用DAPI螢光染色的方法和Annexin V/PI螢光雙染色的方法檢測氟致成骨細胞凋亡的程度，採用螢光定量PCR和Western blot檢測IGF-I和IGF-IR基因和蛋白水平，採用小RNA干擾的方法檢測IGF-I和IGF-IR在硒致小鼠成骨細胞增殖和凋亡中所起的作用，通過檢測氟化物對成骨細胞的氧化應激損傷、IGF-I蛋白表達水平、成骨細胞結構、細胞周期、細胞骨架和細胞凋亡的影響，探討IGF-I對氟化物致骨骼成骨細胞凋亡的保護機制。體外實驗結果表明氟化鈉抑制小鼠原代培養的成骨細胞的增殖和IGF-I的蛋白表達，細胞內活性氧水平升高，誘導成骨細胞停滯在S期和凋亡。較高濃度的硒（5×10-6mol/L和1×10-5mol/L Na2SeO3）抑制成骨細胞活性，而低濃度的硒（1×10-8和1×10-7mol/L Na2SeO3）促進成骨細胞的增殖。掃描電鏡和流式細胞術檢測凋亡的結果顯示，較高濃度的硒促進成骨細胞的壞死和凋亡。基因和蛋白檢測表明，較高濃度的硒明顯抑制IGF-1R基因和蛋白的表達，低濃度的硒促進其基因和蛋白的表達。siRNA干擾檢測結果顯示，同一濃度的亞硒酸鈉，干擾組的MTT活性要低於未乾擾組。caspase-3的活性檢測中，干擾組要高於未乾擾組。由此可以推斷出由於硒對成骨細胞的增殖和凋亡的影響是通過IGF-IR起作用的，氧化應激和IGF-I蛋白表達降低而使氟化鈉抑制成骨細胞增殖，誘導成骨細胞凋亡。進而可以得出，過量的氟在與骨骼疾病相關代謝異常和降低成骨細胞存活的過程起著極其重要的作用。本項目發表論文9篇，其中SCI收錄9篇，累計IF=21.432。培養已畢業的博士生3名，已畢業的碩士生2名。
