农业生物技术学报

作者：蒋娣娣, 李宗帅, 高坤, 马甜, 刘婉若, 张勇

单位：甘肃农业大学 动物医学院/甘肃省动物生殖生理及繁殖调控重点实验室,兰州 730070

关键词：双峰驼诱导多能干细胞(bciPSCs),体外分化,成骨细胞(OB),骨关节炎(OA),

基金：国家自然科学基金(31560638; 31960725)

干细胞具备自我复制与多向分化能力,在再生医学等领域意义重大。双峰驼(Camelus bactrianus)作为适应极端环境的独特物种,其诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)蕴含特殊分化调控机制。本研究围绕双峰驼诱导多能干细胞(bactrian camel induced pluripotent stem cells, bciPSCs),先筛选其成骨诱导分化的最佳培养方案,再以该方案所得成骨细胞(osteoblast, OB)为对象,探索构建炎症模型的最佳药物及浓度。首先通过qRT-PCR、免疫荧光、核型分析等确定实验室所保存bciPSCs的多能性和分化能力;然后通过直接和间接两种诱导方式及两种不同培养基对bciPSCs进行诱导分化,将所获OB通过qRT-PCR、免疫荧光、蛋白印迹等实验确定成骨分化效果,并比较所获得OB纯度,确定最佳诱导方式;选取成骨诱导效率最佳方式获得的细胞构建炎症模型,使用脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)和白细胞介素-1β (interleukin-1β, IL-1β)对OB进行处理,通过CCK-8、qRT-PCR、蛋白印迹筛选出最佳药物及浓度。结果显示,实验室保存bciPSCs中多能性基因的表达与双峰驼成纤维细胞(bactrian camel embryonic fibroblasts, CEF)相比极显著上调(P<0.01),细胞在传代过程中未发生形态及多能性的改变,表明其具有分化为3个胚层细胞的能力,可用于后续研究;通过直接和间接两种诱导方式对bciPSCs进行定向诱导分化,成骨标志基因骨钙素(bone gamma-carboxyglutamate protein, BGLAP)、Ⅰ型胶原蛋白α2链(collagen type Ⅰ α2, COL1A2)、Runt相关转录因子2 (runt-related transcription factor 2, Runx2)、分泌型磷蛋白1 (secreted phosphoprotein 1, SPP1)表达水平显著上调(P<0.05),骨桥蛋白(osteopontin, OPN)和Runx2蛋白水平同样显著上调(P<0.05),免疫荧光和成骨特异性染色均呈阳性表达,通过组间比较,选择成骨特性更为明显的一组细胞进行后续研究;LPS和IL-1β处理细胞24 h后细胞活力明显下降(P<0.01),其中肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-6 (Interleukin-6, IL6)和IL-1β的表达水平显著升高(P<0.05),其中70 ng/mL的IL-1β对炎症因子的上调更为明显,可作为构建炎症模型的条件。本研究为骨关节炎疾病发病机制及药物筛选的研究提供生物材料和参考数据。

来源：2025年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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