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1、骨髓基質(zhì)干細胞具有多向分化潛能,在適當(dāng)條件下能被激活、動員并向軟骨和成骨方向分化。研究證實,骨髓腔中氧濃度處于4%~7%之間波動。低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α)是介導(dǎo)低氧反應(yīng)的核心因子。本實驗以Cre/LoxP技術(shù)為基礎(chǔ),分離、純化4~5周齡轉(zhuǎn)基因小鼠(VHLloxp/loxp、HIF-1αloxp/loxp) 的MSCs,體外用帶Cre腺病毒(Ad-Cre)敲除其VHL和HIF-1α基因(
2、VHL-/-、HIF-1α-/-),構(gòu)建不同HIF-1α表達水平的骨髓基質(zhì)干細胞模型,并用帶GFP腺病毒(Ad-GFP)感染的MSCs作為正常對照組。將VHL、HIF-1α敲除組和對照組分別置于5%和20%氧濃度下干預(yù)。上述三組分別在成軟骨和成骨誘導(dǎo)液的作用下,并于相應(yīng)的時間點(成軟骨誘導(dǎo)液干預(yù)第14天和成骨誘導(dǎo)液干預(yù)第21天)收集細胞,采用實時定量PCR技術(shù)和組織化學(xué)方法檢測誘導(dǎo)后MSCs的成軟骨表型(II型膠原,Collagen I
3、I)和成骨表型(骨鈣素,OC和堿性磷酸酶,ALP)表達情況,探討低氧/HIF-α通路對骨髓基質(zhì)干細胞(MSCs)多向分化能力的影響。研究結(jié)果表明,在5%氧濃度條件,VHL基因敲除后,HIF-α表達升高,能促進軟骨細胞表型(Collagen II)和成骨細胞表型(OC和ALP)表達,與20%氧濃度未敲除組相比有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。反之,在5%氧濃度條件下,HIF-1α基因敲除后,能抑制軟骨細胞表型(II型膠原)和成骨細胞表型(OC
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