红景天苷促进MC3T3-E1细胞成骨分化能力的体外实验

doi:10.12307/2025.207

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (2): 231-237.doi: 10.12307/2025.207

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红景天苷促进MC3T3-E1细胞成骨分化能力的体外实验

刘朝辉1，韩晓谦1，段昕2，郭鹏达1，张云涛1

1滨州医学院附属医院口腔科，山东省滨州市 256600；2山东省临沭县妇幼保健院，山东省临沂市 276700

收稿日期:2023-12-16 接受日期:2024-02-04 出版日期:2025-01-18 发布日期:2024-05-23
通讯作者: 张云涛，硕士，副教授，滨州医学院附属医院口腔科，山东省滨州市 256600
作者简介:刘朝辉，男，1998年生，山东省东营市人，汉族，滨州医学院在读硕士，主要从事口腔种植修复研究。
基金资助:
2020山东省专业学位研究生提升计划(SDYAL20202)，项目负责人：张云涛

Salidroside promotes osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells: an in vitro experiment

Liu Zhaohui1, Han Xiaoqian1, Duan Xin2, Guo Pengda1, Zhang Yuntao1

1Department of Stomatology, Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256600, Shandong Province, China; 2Maternal and Child Health Hospital of Linshu County, Linyi 276700, Shandong Province, China

Received:2023-12-16 Accepted:2024-02-04 Online:2025-01-18 Published:2024-05-23
Contact: Zhang Yuntao, Master, Associate professor, Department of Stomatology, Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256600, Shandong Province, China
About author:Liu Zhaohui, Master candidate, Department of Stomatology, Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256600, Shandong Province, China
Supported by:
2020 Shandong Provincial Postgraduate Enhancement Program for Professional Degree, No. SDYAL20202 (to ZYT)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
红景天苷：红景天苷(C14H20O7，相对分子质量300.30)是从红景天属植物中提取的主要药理活性成分，目前广泛应用于医药领域。红景天苷具有多种药理特性，主要包括抗低氧、抗疲劳、抗癌、抗炎和抗衰老等作用。近年来研究发现红景天苷拥有促进成骨细胞增殖、分化的能力。
LY294002：是一种能够阻断三磷酸酰肌醇蛋白激酶(Phosphotidylinsitol-3-Kinase)细胞信号传导通路的蛋白激酶抑制剂，它是类黄酮化合物槲皮素的衍生物，可引发对磷酸肌醇3-激酶(PI3K)的更高抑制，被广泛用于三磷酸酰肌醇蛋白激酶细胞信号传导通路的特性研究中。

背景：骨缺损可直接影响牙齿种植的成功率及种植体的长期稳定性。研究显示红景天苷可促进成骨细胞增殖、分化，但对于其成骨分化相关通路具体研究不多。
目的：体外细胞实验研究红景天苷对MC3T3-E1细胞增殖和分化的影响，并探究其对相关基因和蛋白表达的影响。
方法：采用CCK-8实验和碱性磷酸酶实验筛选红景天苷(0.5，1，5，10，50 μmol/L)促进MC3T3-E1细胞增殖和分化的最佳浓度。实验分为4组：对照组、红景天苷组、红景天苷+LY294002组、LY294002组，分别用成骨诱导液、含10 μmol/L红景天苷、10 μmol/L红景天苷+10 μmol/L LY294002、10 μmol/L LY294002的成骨诱导液进行培养，观察红景天苷及PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002对成骨相关基因和蛋白表达的影响。
结果与结论：①CCK-8实验和碱性磷酸酶实验显示：红景天苷促进MC3T3-E1细胞增殖的作用在10 μmol/L时最显著；②与对照组相比，红景天苷可以促进矿化、促进细胞黏附、减少细胞死亡，提高Runx-2、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达(P < 0.01)，提高Runx-2和p-Akt蛋白表达(P < 0.01)；而添加PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002则可逆转以上结果；③结果表明，红景天苷能促进 MC3T3-E1细胞矿化，并能促进成骨相关基因、蛋白的表达，这可能与PI3K/Akt信号通路的激活有关。
https://orcid.org/0009-0008-1871-2600(刘朝辉)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 红景天苷, MC3T3-E1细胞, 细胞分化, 成骨, 矿化, LY294002, PI3K/Akt信号通路

Abstract: BACKGROUND: Bone defects can directly affect the success rate and long-term stability of dental implants. Studies have shown that salidroside has the ability to promote the proliferation and differentiation of osteoblasts, but less is reported on its pathways related to osteogenic differentiation.
OBJECTIVE: To investigate the effects of salidroside on the proliferation and differentiation of MC3T3-E1 cells and the expression of related genes and proteins through in vitro cell experiments.
METHODS: Cell counting kit-8 test and alkaline phosphatase test were used to determine the optimal concentration of salidroside (0.5, 1, 5, 10, and 50 μmol/L) in promoting the proliferation and differentiation of MC3T3-E1 cells. There were four groups in the experiment: control group, salidroside group, salidroside+ LY294002 group, and LY294002 group, which were cultured with osteogenic induction solution, osteogenic induction solution containing 10 μmol/L salidroside, osteogenic induction solution containing 10 μmol/L salidroside+10 μmol/L LY294002, and osteogenic induction solution containing 10 μmol/L LY294002, respectively. The effects of salidroside and LY294002, an inhibitor of the PI3K/Akt signaling pathway, on the expressions of genes and proteins related to osteogenesis were observed.
RESULTS AND CONCLUSION: Cell counting kit-8 assay and alkaline phosphatase assay showed that salidroside promoted the proliferation of MC3T3-E1 cells most significantly at 10 μmol/L. Compared with the control group, salidroside could promote mineralization, promote cell adhesion, reduce cell death, increase mRNA expression of Runx-2, osteocalcin and osteopontin (P < 0.01), and increase protein expression of Runx-2 and p-Akt (P < 0.01). However, the addition of LY294002 reversed the above results. These findings indicate that salidroside can promote the mineralization of MC3T3-E1 cells and the expression of osteogenesis-related genes and proteins, which may be related to the activation of PI3K/Akt signaling pathway.

Key words: salidroside, MC3T3-E1 cell, cell differentiation, osteogenesis, mineralization, LY294002, PI3K/Akt signaling pathway

中图分类号:

刘朝辉, 韩晓谦, 段昕, 郭鹏达, 张云涛. 红景天苷促进MC3T3-E1细胞成骨分化能力的体外实验[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(2): 231-237.

Liu Zhaohui, Han Xiaoqian, Duan Xin, Guo Pengda, Zhang Yuntao. Salidroside promotes osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells: an in vitro experiment[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(2): 231-237.

图/表（结果） 10

2.1 红景天苷对MC3T3-E1细胞最适浓度的筛选
2.1.1 CCK-8增殖实验结果见图1。

不同浓度红景天苷培养细胞12，24和36 h后，可见红景天苷对MC3T3-E1细胞的增殖有促进作用。12 h时，促增殖作用最强的红景天苷10 μmol/L组吸光度值与红景天苷5 μmol/L及50 μmol/L组无明显差异；而24 h及36 h时，红景天苷10 μmol/L组的吸光度值与红景天苷5 μmol/L及50 μmol/L组的差异有显著性意义(P < 0.05)。由此认为，红景天苷10 μmol/L为促进MC3T3-E1细胞增殖的最适宜浓度。
2.1.2 碱性磷酸酶活性测定见图2，3。不同浓度红景天苷培养细胞7 d后，可见红景天苷对MC3T3-E1细胞的分化有促进作用，并能促进碱性磷酸酶的分泌。在所选红景天苷浓度梯度中，红景天苷10 μmol/L组对MC3T3-E1细胞的促分化作用最强，且与红景天苷5 μmol/L及50 μmol/L组比较差异有显著性意义。通过不同浓度红景天苷对MC3T3-E1细胞增殖、分化作用的测定及对比，选取10 μmol/L作为后续实验中红景天苷的作用浓度。

2.2 最适浓度红景天苷及LY294002对MC3T3-E1细胞生物学性能的影响
2.2.1 茜素红染色及半定量分析见图4。MC3T3-E1细胞矿化诱导21 d后，经茜素红染色矿化结节呈现红色，与对照组相比，红景天苷组矿化结节形成较为明显。

茜素红染色的半定量分析结果见图5，可见红景天苷组吸光度值显著高于对照组(P < 0.01)，而红景天苷+ LY294002组和LY294002组处理组的吸光度值显著低于红景天苷组(P < 0.01)。结果说明红景天苷能够促进MC3T3-E1细胞的矿化，而LY294002能够减弱红景天苷的这种矿化促进作用。

2.2.2 罗丹明-鬼笔环肽染色见图6。各组药物干预 24 h
后，经罗丹明-鬼笔环肽染色，结果可见红景天苷组细胞黏附数量较多，细胞形态表现为向较多方向伸展，同时能够观察到较为清晰的伪足；而对照组及 LY294002 组细胞黏附数量相对较少，细胞形态相对较圆润，细胞间连丝也相对较少。说明红景天苷能促进 MC3T3-E1 细胞的增殖，而LY294002 可以拮抗这种促进作用。

2.2.3 活/死细胞染色见图7。各组药物干预24 h后，经Calcein/PI染色，与对照组相比，红景天苷组红色荧光检测到的死细胞较少，LY294002组红色荧光的死细胞稍有增多；而红景天苷+LY294002组检测到的死细胞与红景天苷处理组相比有所增多。说明红景天苷处理可以减少MC3T3-E1细胞的死亡，而LY294002可以拮抗红景天苷的这种作用。

2.2.4 实时荧光定量聚合酶链反应见图8。各组药物干预24 h后，与对照组相比，红景天苷组MC3T3-E1细胞Runx-2、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达量明显提高(P < 0.01)；与红景天苷组相比，红景天苷+LY294002组以及LY294002组的Runx-2、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达量均有明显降低(P < 0.01)。

2.2.5 Western blot结果见图9。

各组药物干预24 h后，与对照组相比，红景天苷组的Runx-2和p-Akt蛋白表达显著增加(P < 0.01)；与红景天苷组相比，红景天苷+LY294002组和LY294002处理组的Runx-2和p-Akt蛋白表达均显著降低(P < 0.01)。可见红景天苷可以促进Akt的磷酸化，从而激活PI3K/Akt信号通路，而LY294002可以抑制红景天对于PI3K/Akt信号通路的激活作用。

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引言

随着口腔医学和材料学的不断进步，牙齿缺失的修复方法变得更加完善。其中，种植修复作为牙齿缺失的首选治疗方式，不仅在美观性和治疗效果方面表现出色，而且在功能恢复综合评价中也得到更高的认可[1-3]。
牙齿种植过程中常遇到的一个问题是骨缺损，可能需要通过骨移植技术来重建骨缺损[4-5]。自体骨如颅骨、髂骨等被认为是目前骨移植的金标准，除此之外骨引导再生技术、填充物骨水泥、生物陶瓷以及牵张成骨等也属于自体骨移植的替代方法。目前，关于骨移植技术的研究趋势之一是利用生长因子来提高组织再生能力、缩短治疗时间，以增加治疗的可预测性[6-7]。无论是体外研究还是体内研究都表明，生长因子的应用可以促进组织再生[8]。然而，生长因子使用的高成本和不稳定性等缺点也限制了其使用和推广[9-10]。人们转而寻找其他替代品，作为一种有前途的替代品，来自中草药的植物源化学物质具有天然、无毒和成本较低的特点，并且可以通过与生长因子联合应用增强疗效[11]。
中药天然分子在长期使用中不良反应较少、耐药性低，对于新型成骨药物的研发具有明显优势。红景天苷(C14H20O7，相对分子质量300.30)是从红景天属植物中提取的主要药理活性成分，目前广泛应用于医药领域[12]。
研究表明红景天苷具有多种药理特性，主要包括抗低氧、抗疲劳、抗癌、抗炎和抗衰老等作用[13]，这些特性使其成为预防和治疗各种疾病的有效选择，尤其是对于阿尔茨海默病、动脉粥样硬化和帕金森病等疾病[14]。在骨代谢方面，研究发现红景天苷可以促进C3H10T1/2和MC3T3-E1细胞中与成骨相关的mRNA表达，并通过介导骨形态发生蛋白信号通路、AMPK信号通路及骨保护素/核因子κB受体活化因子配体信号通路调控骨代谢[15-17]。此外，红景天苷对破骨细胞的分化、极化和骨吸收有一定的抑制作用[18]。近年来，针对红景天苷对成骨细胞的影响以及相关通路方面仍需要进一步研究。
此次实验通过研究红景天苷和磷酸肌醇3-激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(phosphoinositide3-kinase/serine threonine protein kinase，PI3K/Akt)通路抑制剂LY294002对MC3T3-E1前成骨细胞系生物学性能的影响，旨在了解红景天苷对于PI3K/Akt信号通路的影响并发掘其在骨缺损修复领域的潜能。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计细胞学体外实验，组间比较使用单因素方差分析，两两比较使用LSD-t检验。
1.2 时间及地点实验于2022年10月至2023年4月在滨州医学院完成。
1.3 材料红景天苷(大连美仑生物公司)；胎牛血清(美国 Gibco 公司)；碱性磷酸酶检测试剂盒(上海碧云天公司)；茜素红S染液(北京Solarbio公司)；Calcein/PI细胞活性与细胞毒性检测试剂盒(上海碧云天公司)；CCK- 8检测试剂盒(日本同仁化学研究所)；荧光定量PCR试剂盒 (北京索莱宝公司)；LY294002(大连美仑生物公司)；CO2培养箱(美国赛默飞世尔科技公司)；Runx-2抗体、p-Akt抗体(cell Signaling Technology)；高速台式离心机(德国 Eppendorf公司)；荧光实时定量聚合酶链反应仪(澳大利亚Corbett公司)；Tanon 5200系列全自动化学发光/荧光图像分析系统(上海天能科学有限公司)；小鼠颅顶前成骨细胞亚克隆14(MC3T3-E1，四川大学赠)。
1.4 实验方法
1.4.1 细胞培养将MC3T3-E1细胞加入α-MEM培养基 (含体积分数10% 的胎牛血清、100 mg/L的链霉素、100 U/mL的青霉素)，置于37 ℃、体积分数5%CO2 培养箱中培养，经3次细胞传代后进行实验。
1.4.2 红景天苷对MC3T3-E1细胞最适浓度的筛选
(1)CCK-8增殖实验：分组设置为使用完全培养基(对照组)和依次使用0.5，1，5，10，50 μmol/L红景天苷干预的共6个组。将细胞以3×107 L-1的浓度接种在96孔板上，每组5个复孔，共6个组，按每孔100 μL细胞悬液进行接种。24 h细胞贴壁后对照组使用完全培养基，实验组每孔分别添加含0.5-50 μmol/L红景天苷的完全培养基。分别于培养12，24，36 h时，加入CCK-8工作液并测定于450 nm处各组的吸光度值。
(2)碱性磷酸酶活性测定：将细胞以3×107 L-1的浓度接种于12孔板，按照6个组，每组3个复孔。每孔500 μL细胞悬液并加入500 μL完全培养基进行接种。培养24 h 后，对照组每孔加入500 μL成骨诱导液，实验组每孔分别加入500 μL含 0.5-50 μmol/L红景天苷的成骨诱导液。根据试剂说明书配置 BCIP/NBT 工作液。将孔板放入培养箱培养7 d后取出，吸尽并废弃原培养液，使用40 g/L中性甲醛固定30 min；PBS冲洗3次，每次10 min；每孔加入 BCIP/NBT工作液250 μL，染色30 s，PBS冲洗 2 次并晾干，使用倒置显微镜观察并拍照。另一孔板弃原培养液，每孔加入细胞裂解液200 μL裂解后根据碱性磷酸酶试剂盒的说明书进行操作，酶标仪测定405 nm处各组的吸光度值。
1.4.3 最适浓度红景天苷及LY294002对MC3T3-E1细胞生物学性能的影响
(1)茜素红染色及半定量分析：将细胞以3×107 L-1的浓度接种于6孔板，每孔100 μL；分为4组，每组3个复孔，培养24 h后将培养液分别替换为成骨诱导液、含10 μmol/L红景天苷、10 μmol/L红景天苷+10 μmol/L抑制剂 LY294002、10 μmol/L抑制剂LY294002的成骨诱导液，每孔2 mL。矿化诱导21 d后用体积分数95%冰乙醇固定20 min；弃孔内液体每孔加入0.1%茜素红染液2 mL，放入培养箱内培养30 min，充分冲洗干燥后放于显微镜下观察并拍照。使用氯化十六烷基吡啶溶液溶解矿化结节，酶标仪测定540 nm处各组的吸光度值。
(2)罗丹明-鬼笔环肽染色：将细胞以2×107L-1的浓度接种于激光共聚焦小皿，分为4 组，每组 3 个复孔，每孔加入1 mL细胞悬液。放入培养箱培养 24 h，待细胞贴壁后将培养液分别替换为完全培养基、10 μmol/L含红景天苷、10 μmol/L红景天苷+10 μmol/L抑制剂 LY294002、10 μmol/L抑制剂 LY294002 的完全培养基，再次放入培养箱培养24 h 后取出用于染色。弃原培养液，PBS冲洗3 次，使用40 g/L多聚甲醛固定 10 min，PBS 冲洗3次，每次10 min。避光条件下，使用含体积分数1%胎牛血清的PBS配置罗丹明-鬼笔环肽工作液(200 nmol/L)与 DAPI 工作液(200 nmol/L)，每皿先加入鬼笔环肽工作液250 μL，染色30 s，PBS冲洗2 次，再各加入DAPI工作液250 μL，染色30 s，PBS冲洗2 次后滴加封片剂，置于4 ℃、暗室中保存。放于激光共聚焦显微镜下观察。
(3)活/死细胞染色：将细胞以1×108 L-1的浓度接种于24 孔板，每孔1 mL；分为4组，每组3个复孔；24 h 后更换为完全培养基、含10 μmol/L红景天苷、10 μmol/L红景天苷+10 μmol/L抑制剂 LY294002、10 μmol/L抑制剂LY294002 的完全培养基。根据说明书的要求配置Calcein-AM/PI检测工作液，药物干预24 h后，每孔加入250 μL 工作液后放入培养箱内培养30 min，使用荧光显微镜观察染色效果。
(4)实时荧光定量聚合酶链反应(Real-time PCR)：分组同(3)，各组药物干预48 h后使用Trizol法提取RNA，反转录前对总RNA纯度进行检测，各组A260/A280 值测试结果均在1.8-2.1范围内。根据自带说明书指定的操作流程，合成cDNA，操作全程于冰上进行。用反转录试剂盒合成cDNA，并扩增DNA。反应步骤为：①预变性：95 ℃下30 s，循环1 次；②变性：95 ℃下 5 s；③退火：60 ℃下 30 s，循环 40 次。定义对照组基因表达量为1，收集荧光信号，使用2-ΔΔCt公式计算目的基因的表达量。Runx-2引物：5’-CGG ACG AGG CAA GAG TTT CA-3’和5’-TTG GTG CAG AGT TCA GGG AG-3’；骨钙素引物：5’-CGC TCT GTC TCT CTG ACC TC-3’和5’-CGC CGG AGT CTC TTC ACT AC-3’；骨桥蛋白引物：5’-ATC TCC TTG CGC CAC AGA AT -3’和5’-ATC GTC ATC ATC GTC GTC CA-3’；GAPDH引物：5’-CAT CTT CCA GGA GCG AGA CC-3’和5’-CTC GTG GTT CAC ACC CAT CA-3’。
(5)Western blot实验：分组同(3)，各组药物干预48 h后裂解细胞，使用BCA蛋白浓度定量试剂盒测得蛋白浓度，各孔加入蛋白后进行SDS-PACE，使得蛋白转移至PVDF膜上。配置含5%脱脂奶粉的TBST缓冲液，室温下封闭转印膜1 h。依据目的基因相对分子质量的大小将PVDF膜裁剪成合适大小，分别加入1∶500 比例稀释的一抗(Runx-2抗体、p-Akt抗体)在 4 ℃条件下摇床过夜。TBST缓冲液冲洗3 次，每次10 min。加入相对应的二抗后于室温下培养1 h，TBST 缓冲液再次冲洗3 次，同样为每次10 min。将PVDF膜与ECL混合液充分接触，发光显影并用凝胶成像分析系统拍照，定义对照组蛋白表达量为1，对蛋白条带进行灰度值分析。
1.5 主要观察指标 ①红景天苷对MC3T3-E1细胞最适浓度的筛选；②最适浓度红景天苷及LY294002对MC3T3-E1细胞生物学性能的影响。
1.6 统计学分析采用SPSS 22.0统计分析软件进行数据统计分析，结果用x±s表示。组间比较使用单因素方差分析，两两比较使用LSD-t检验，检验标准P < 0.05认为差异有显著性意义。统计图由graphpad prism软件制作。该文章的统计学方法已经滨州医学院附属医院生物统计学专家审核。

讨论

骨缺损是牙齿种植中的一个常见病症，而创伤、肿瘤、炎症等引起的牙槽骨和颌面部骨缺损较为常见。骨引导再生技术是一种有效且可靠的成骨方法，它已被广泛应用于牙周、牙槽和种植手术，以提高治疗效果和安全性。到目前为止，越来越多的支架或屏障材料、相关再生细胞或干细胞、细胞因子或生长因子等元素被引入到引导骨再生技术中，现阶段的研究方向逐渐转向了天然药物，尽管目前对药物与受体相互作用和中草药所涉及的信号通路的理解存在缺陷，但传统中药仍然具有潜力，多种证据表明其是治疗骨质疏松症的一种安全有效的方法。
在小鼠前成骨细胞系体外实验中，红景天苷可促进前成骨细胞的增殖与分化，有研究显示其与骨形态发生蛋白信号的激活、Runx-2的上调以及NF-κB磷酸化的抑制，进而影响一系列相关信号通路等有关[19]。PI3K/Akt通路可调控细胞代谢、凋亡及分化、炎症、血管形成等多种生理病理过程，对骨代谢平衡也具有关键的调控作用，激活PI3K/AKT信号可诱导成骨细胞表达血管内皮生长因子，促使血管生成，并可促进成骨前体细胞增殖及成骨分化，增强骨形成，提高骨密度，进而改善骨质疏松症状[20-21]。有研究表明在低氧状态下红景天苷可以增强细胞对氧气环境改变的适应性，促进成骨细胞增殖和分化，同时抑制由低氧诱导的成骨细胞凋亡，这可能与PI3K/AKT信号通路有关[22]。
在此项研究中，发现红景天苷可能通过激活前成骨MC3T3-E1细胞中的PI3K/Akt信号通路，从而促进前成骨细胞的分化和钙化。在细胞增殖实验中发现红景天苷对MC3T3-E1细胞增殖的促进作用呈现一定的剂量依赖性与时间依赖性，当红景天苷浓度在0.5-10 μmol/L范围内时，其促增殖作用与剂量呈现正相关，而当浓度为50 μmol/L时，红景天苷的促增殖作用较10 μmol/L时减弱，这与CHEN等[10]的研究表现出一定的一致性。碱性磷酸酶是一种重要的生物学指标，是成骨细胞分泌的同源二聚体蛋白，可以用来检测成骨细胞的分化能力，并且可以作为一种特异性标志，在早期成骨过程中发挥着重要作用[23-24]，实验结果显示0.5-50 μmol/L的红景天苷在7 d 时均显著提高碱性磷酸酶活性，且在0.5-10 μmol/L范围内时其促成骨细胞分化作用与浓度呈正相关；将钙化诱导 21 d 的细胞进行固定染色，镜下观察拍照发现细胞钙化结节大且颜色深数量多。推测一定浓度红景天苷可以促进成骨细胞的早期分化和钙化。
在骨生长中有多种成骨及破骨基因的参与，Runx2是成骨分化中的关键调节因子，在成骨分化过程中可以直接调控其他成骨相关基因的表达[25-26]。骨钙素是成骨细胞活性剂分化的指标之一，是研究骨代谢的一项生化标志物[27]。骨桥蛋白是由成骨细胞分泌的一种高度磷酸化的糖蛋白，可以沉积到骨基质中促进破骨细胞黏附或者类骨质矿化，骨桥蛋白在黏附、重塑和在生物材料与骨相互作用的骨整合等方面都有非常重要的作用[28]。进一步采用RT-PCR、Western blot实验检测红景天苷对PI3K/Akt信号通路基因和蛋白表达的影响，结果表明在加入红景天苷后成骨分化相关基因Runx-2、骨钙素、骨桥蛋白均有不同程度的提高，p-Akt蛋白的表达也提升；而在加入PI3K/Akt抑制剂LY29400后，其促进均有不同程度的降低。表明红景天苷可能通过PI3K/Akt信号通路促进MC3T3-E1细胞的分化和矿化。据报道，Runx2能促进PI3K信号通路的进行，增加Akt的蛋白表达，同时PI3K/Akt信号通路又可以改善Runx2和Runx2转录所依赖的DNA分子结合，他们在成骨分化过程中相互调控[29-30]。此外，Runx2可以通过与启动子结合，上调成骨基因骨桥蛋白和骨钙素的表达来调控成骨细胞的分化[31]。Runx-2的减少可抑制骨桥蛋白的表达，从而阻碍间充质干细胞向前成骨细胞或从未成熟成骨细胞向成熟成骨细胞的分化[32]。
此次研究还存在一定的局限性：首先，实验主要验证药物对通路的影响，故相关基因和蛋白表达检测选择的时间节点较短，所以对长期成骨的作用尚未探究；其次，研究采用的MC3T3-E1细胞系来源于小鼠，其表型和人的成骨细胞相比必然存在一定的差异，且目前的研究是以体外实验为基础的，其结果有待于体内实验的进一步验证。
综上所述，该研究证实红景天苷可能通过PI3K/Akt信号通路促进MC3T3-E1细胞的分化和矿化，研究结果为红景天苷在治疗骨质疏松症和口腔骨缺损修复方面的应用提供了实验基础，但仍需要进一步的实验验证。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

红景天苷促进MC3T3-E1细胞成骨分化能力的体外实验

Salidroside promotes osteogenic differentiation of MC3T3-E1 cells: an in vitro experiment

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