目的探讨丙戊酸钠(sodium valproate,VPA)在抑制Erastin诱导的BMSCs铁死亡中的效果及其作用机制。方法从8周龄SD大鼠骨髓分离培养BMSCs并鉴定[流式细胞仪检测细胞表面抗原CD90、CD44、CD45表达,茜素红(alizarin red S,ARS)染色和油红O...
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目的探讨丙戊酸钠(sodium valproate,VPA)在抑制Erastin诱导的BMSCs铁死亡中的效果及其作用机制。方法从8周龄SD大鼠骨髓分离培养BMSCs并鉴定[流式细胞仪检测细胞表面抗原CD90、CD44、CD45表达,茜素红(alizarin red S,ARS)染色和油红O染色分别评估细胞的成骨和成脂分化能力]。取第3代细胞,使用Erastin诱导铁死亡模型,并通过不同浓度VPA进行干预,使用细胞计数试剂盒8法筛选最适药物浓度用于后续实验。实验分为4组,A组细胞在成骨诱导培养基中培养24 h,B组细胞在含最适浓度Erastin的成骨诱导培养基中培养24 h;C组细胞在含最适浓度Erastin和最适浓度VPA的成骨诱导培养基中培养24 h,D组细胞在含最适浓度Erastin、最适浓度VPA和8μmol/L EX527的成骨诱导培养基中培养24 h。评估细胞线粒体状态,包括丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)的水平;同时评估成骨能力,包括ALP活性和ARS染色;使用Western blot检测成骨相关蛋白[Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,RUNX2)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)]、铁死亡相关蛋白[谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)、铁蛋白重链1(ferritin heavy chain 1,FTH1)、溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)],以及通路相关蛋白[腺苷单磷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、去乙酰化酶1(Sirtuin 1,SIRT1)]的相对表达量。结果经鉴定所培养细胞为BMSCs。VPA能够抑制Erastin诱导的BMSCs铁死亡及成骨能力减弱,并通过激活AMPK/SIRT1通路发挥作用。其中,VPA显著降低了Erastin处理的BMSCs中ROS和MDA的水平,显著提高了GSH水平。同时,铁死亡相关蛋白(GPX4、FTH1和SLC7A11)的表达水平显著下降;VPA还上调了成骨相关蛋白(RUNX2和OPN)的表达,增强了矿化能力和成骨分化能力,并提高了通路相关蛋白(AMPK和SIRT1)的表达。这些效应可通过SIRT1信号通路抑制剂EX527逆转。结论VPA通过AMPK/SIRT1轴抑制BMSCs铁死亡并促进成骨。
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