高糖环境中程序性细胞死亡受体1抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

doi:10.12307/2025.075

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (19): 3961-3967.doi: 10.12307/2025.075

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高糖环境中程序性细胞死亡受体1抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

韩念荣，黄异飞，艾克热木·吾斯曼，刘岩路，胡炜

新疆医科大学附属中医医院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000

收稿日期:2024-02-08 接受日期:2024-05-08 出版日期:2025-07-08 发布日期:2024-09-12
通讯作者: 胡炜，主任医师，新疆医科大学附属中医医院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
作者简介:韩念荣，男，1992年生，河南省驻马店市人，汉族，新疆医科大学在读博士，主治医师，主要从事中西医结合脊柱外科方面的研究。
基金资助:
新疆维吾尔自治区自然科学基金-杰出青年科学基金(2022D01E29)，项目负责人：胡炜

Programmed death receptor 1 inhibits osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells in a high glucose environment

Han Nianrong, Huang Yifei, Akram · Osman, Liu Yanlu, Hu Wei

Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Received:2024-02-08 Accepted:2024-05-08 Online:2025-07-08 Published:2024-09-12
Contact: Hu Wei, Chief physician, Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
About author:Han Nianrong, Doctoral candidate, Attending physician, Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by:
Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region - Outstanding Youth Science Foundation, No. 2022D01E29 (to HW)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

骨髓间充质干细胞：是一类具有多向分化潜能的干细胞，可分化为骨细胞、成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞，广泛存在于骨髓和松质骨中，对维持骨稳态起重要作用。
程序性细胞死亡受体1：是一种跨膜蛋白，主要表达于T细胞，并与靶细胞上的程序性细胞死亡配体1特异性结合后，具有共抑制/共刺激的免疫调控作用，可抑制T细胞活化、增殖及细胞因子分泌，参与肿瘤免疫、自身免疫及免疫耐受等。

摘要
背景：程序性细胞死亡受体1(programmed death receptor-1，PD-1)在高糖环境下影响骨髓间充质干细胞成骨分化的作用机制尚不清楚。
目的：探讨高糖环境中PD-1对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其调控机制。
方法：将大鼠骨髓间充质干细胞随机分为正常糖组(5.6 mmol/L)、高糖组(30 mmol/L)、PD-1过表达组、PD-1过表达空载组、PD-1敲低组、PD-1敲低空载组、PI3K/AKT通路抑制剂组(PD-1敲低+5 μmol/L LY294002)。通过在高糖培养基中培养大鼠骨髓间充质干细胞来模拟体外糖尿病环境，采用qRT-PCR检测大鼠骨髓间充质干细胞中PD-1及其配体PD-L1和成骨标志物Runx2、OSX的mRNA表达，采用碱性磷酸酶染色和茜素红S染色观察成骨分化能力，采用CCK-8检测细胞增殖情况，采用Western blot检测PD-1、PD-L1、p-PI3K、p-AKT的蛋白表达。
结果与结论：①高糖组PD-1及PD-L1表达显著高于正常糖组，高糖组骨髓间充质干细胞的成骨分化能力较正常糖组显著下降；②敲低PD-1表达可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化、增加细胞增殖活性，同时激活PI3K/AKT通路；③加入PI3K/AKT通路抑制剂LY294002后，骨髓间充质干细胞成骨分化能力显著下降。结果表明：PD-1依赖于PI3K/AKT信号通路抑制高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。

https://orcid.org/0009-0008-3316-573X (韩念荣)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 骨髓间充质干细胞, 高糖, 成骨分化, 程序性细胞死亡受体1, PI3K, AKT

Abstract: BACKGROUND: The mechanism of programmed death receptor-1 (PD-1) effect on osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells in high glucose environment remains unclear.
OBJECTIVE: To explore the effect of PD-1 on osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells in high glucose environment and its regulatory mechanism.
METHODS: Rat bone marrow mesenchymal stem cells were randomly divided into normal glucose group (5.6 mmol/L), high glucose group (30 mmol/L), PD-1 overexpression group, PD-1 overexpression no-load group, PD-1 knockdown group, PD-1 knockdown no-load group, and PI3K/AKT pathway inhibitor group (PD-1 knockdown+5 μmol/L LY294002). Rat bone marrow mesenchymal stem cells were cultured in high glucose to simulate the diabetic environment in vitro. The mRNA expression of PD-1 and ligand PD-L1 and the mRNA expression of osteogenic markers Runx2 and OSX in rat bone marrow mesenchymal stem cells were detected by qRT-PCR. The osteogenic differentiation ability was observed by alkaline phosphatase staining and alizarin red staining. Cell proliferation was detected by CCK-8 assay. The protein expressions of PD-1, PD-L1, p-PI3K, and p-AKT were detected by western blot assay.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The levels of PD-1 and PD-L1 were significantly increased in the high glucose environment in vitro, and the osteogenic differentiation ability of bone marrow mesenchymal stem cells was inhibited in the high glucose environment. (2) Knockdown of PD-1 expression could promote osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells, increase cell proliferation activity, and activate the PI3K/AKT pathway. (3) After addition of PI3K/AKT pathway inhibitor LY294002, the ability of bone marrow mesenchymal stem cells to differentiate into osteoblasts decreased. The results show that PD-1 is dependent on the PI3K/AKT signaling pathway to inhibit osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells under high glucose environment.

Key words: one marrow mesenchymal stem cell, high glucose, osteogenic differentiation, programmed death receptor-1, PI3K, AKT

中图分类号:

韩念荣, 黄异飞, 艾克热木·吾斯曼, 刘岩路, 胡炜. 高糖环境中程序性细胞死亡受体1抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(19): 3961-3967.

Han Nianrong, Huang Yifei, Akram · Osman, Liu Yanlu, Hu Wei . Programmed death receptor 1 inhibits osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells in a high glucose environment[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(19): 3961-3967.

图/表（结果） 2

2.1 骨髓间充质干细胞鉴定结果 流式细胞术鉴定结果显示表面抗原CD90和CD44阳性，CD34与CD45阴性，见图1。
2.2 高糖抑制大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化并促进PD-1及PD-L1的表达 采用qPCR检测高糖组与正常糖组PD-1、PD-L1的mRNA表达，结果显示，高糖组PD-1及PD-L1的mRNA表达水平显著高于正常糖组(P < 0.05)，见图2A。成骨诱导分化21 d后，与正常糖组相比，高糖组碱性磷酸酶染色强度和形成矿化结节的能力降低，见图2B。结果表明，高糖环境会抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨能力，提高大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中PD-1及PD-L1的表达水平。
2.3 敲低PD-1可以促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化 为了进一步探索PD-1对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的调控功能，选择了1个敲低效率最好的siRNA(siRNA3)构建PD-1敲低慢病毒(sh-PD-1)，见图3A。结果显示，PD-1过表达组PD-1和PD-L1的mRNA与蛋白表达水平较高糖组显著升高，差异均有显著性意义(P < 0.05)；PD-1敲低组PD-1和PD-L1的mRNA与蛋白表达水平较高糖组显著降低，差异均有显著性意义(P < 0.05)，见图3B-F；茜素红S染色和碱性磷酸酶染色显示PD-1敲低组细胞成骨分化能力较高糖组增加，而PD-1过表达组细胞成骨分化能力较高糖组降低，见图3G，H；PD-1敲低组细胞增殖活性较高糖组增加，PD-1过表达组细胞增殖活性较高糖组降低，差异均有显著性意义(P < 0.05)，见图3I。同时，PD-1敲低组成骨标志物Runx2、OSX mRNA表达水平较高糖组增加(P < 0.05)；而PD-1过表达组成骨标志物OSX mRNA表达水平较高糖组降低(P < 0.05)，见图3J，K。

2.4 降低PD-1可以激活PI3K/AKT通路 如图4所示，PD-1敲低组p-PI3K和p-AKT表达水平较高糖组显著升高(P < 0.05)；而PD-1过表达组p-PI3K和p-AKT表达水平较高糖组显著降低(P < 0.05)。结果表明PD-1可以调控PI3K/AKT信号通路影响大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。
2.5 PD-1调控大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化依赖于PI3K/AKT通路 为了进一步了解PD-1对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的调控机制依赖于PI3K/AKT通路，加入PI3K/AKT通路抑制剂LY294002，茜素红S染色和碱性磷酸酶染色显示成骨细胞分化能力较PD-1敲低组降低，与高糖组相似，见图5A，B；PI3K/AKT通路抑制剂组的细胞增殖活性较PD-1敲低组降低(P < 0.05)，与高糖组相比无明显差异，见图5C。同时，PI3K/AKT通路抑制剂组的成骨标志物Runx2、OSX mRNA表达水平较PD-1敲低组显著降低(P < 0.05)，与高糖组相比无明显差异，见图5D，E。PI3K/AKT通路抑制剂组PI3K和AKT信号通路的蛋白磷酸化水平较PD-1敲低组均显著降低(P < 0.05)，见图5F-H。

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引言

糖尿病是一种复杂的代谢性疾病[1-2]，约50%的糖尿病患者合并骨质疏松，并且糖尿病性骨质疏松的发病率与糖尿病的病程相关[3-6]。骨髓间充质干细胞成骨-成脂分化平衡在骨代谢疾病中发挥关键作用，骨髓间充质干细胞的异常成骨分化与骨质疏松症的发生有关[7]，自体、异体或转基因骨髓间充质干细胞移植均可有效增加骨量和骨密度，提高骨机械强度，纠正骨代谢失衡，促进骨形成[8]。研究显示高糖条件下骨髓间充质干细胞的成骨能力受到抑制，这导致糖尿病患者骨转换减少和骨骼脆性增加[9-10]。随着糖尿病发病率的增加和由此带来的社会经济负担，需深入了解高糖环境对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其调控机制，为治疗和预防骨质疏松症提供新的方法。
研究表明，程序性细胞死亡受体1(programmed death receptor-1，PD-1)在体内多个组织广泛分布，程序性细胞死亡配体1 (programmed cell death ligand 1，PD-L1)是一种可以穿越细胞膜的蛋白，可特异性结合PD-1并传递抑制性信号。PD-L1存在于胰腺的胰岛细胞中，PD-1/PD-L1的激活可以形成免疫下调的微环境，对1型糖尿病的发生发展起到重要作用[11-13]。既往研究发现PD-1/PD-L1轴同时影响成骨和破骨细胞的分化，以此共同维持骨稳态[14-16]。LIN等[17]发现过表达PD-L1的外泌体特异性结合T细胞表面的PD-1，抑制T细胞的活化，当其与T细胞预培养时，PD-L1能诱导间充质干细胞向成骨分化。PD-1过表达可造成牙根尖干细胞的成骨分化受抑制[18]，但其在糖尿病性骨质疏松中的作用有待进一步研究。PI3K/Akt通路的激活会导致骨髓间充质干细胞衰老或凋亡[19-21]，武永利等[22]指出PI3K/Akt信号通路与软骨细胞的过度凋亡有相关性。
该研究旨在阐明高糖环境下PD-1/PD-L1对骨髓间充质干细胞成骨分化的调节作用，首次提出PD-1及PI3K/AKT信号通路在糖尿病性骨质疏松中的可能潜在价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

材料方法

1.1 设计 体外细胞实验。
1.2 时间及地点 实验于2023年8-12月在新疆医科大学实验室完成。
1.3 材料 大鼠骨髓间充质干细胞(货号：RASMX-01001，Cyagen)；大鼠骨髓间充质干细胞完全培养基(货号：RAXMX-90011，Cyagen)；OPTI-MEM(货号：31985，GIBCO)；LY294002(货号：HY-10108，MCE公司)；成骨诱导分化试剂盒(货号：RAXMX-90021，Cyagen)；碱性磷酸酶染色试剂盒(货号：C3206，碧云天)；碱性磷酸酶定量试剂盒(货号：A059-2，南京建成)；茜素红S染液(货号：G1038，Servicebio)；BCA蛋白浓度测定试剂盒(货号：AS1086，Aspen)；CCK-8试剂盒(货号：BS350b，Biosharp)；IP裂解液(货号：AS1003，Aspen)；SDS-PAGE凝胶制备试剂盒(货号：AS1012，Aspen)；CD34抗体(货号：PA5-78978，Invitrogen)；CD44抗体(货号：MA5-17522， Invitrogen)；CD45抗体(货号：11-0461-80，Ebioscience)；CD90抗体(货号：11-0900-81，Ebioscience)。
1.4 实验方法
1.4.1 细胞鉴定 大鼠骨髓间充质干细胞解冻后，300×g离心5 min，向细胞沉淀中加入1 mL PBS重悬，300×g离心5 min，弃上清，细胞沉淀加入100 μL PBS重悬，按说明书用量分别加入荧光标记的一抗(CD34抗体4 μL，CD44抗体10 μL，CD45抗体0.5 μL，CD90抗体0.5 μL)，混匀后于4 ℃冰箱中孵育20 min，加入1 mL PBS重悬细胞，300×g离心5 min，弃上清，其中CD34染色的细胞悬液中加入5 μL FITC标记的二抗，4 ℃避光孵育20 min，300×g离心5 min，弃上清，细胞沉淀加入100 μL PBS重悬，收集细胞悬液至流式管中，上机检测。
1.4.2 骨髓间充质干细胞分组及成骨分化 将第3代大鼠骨髓间充质干细胞以5×105/孔密度接种于6孔板，随机分为正常糖组(5.6 mmol/L)、高糖组(30 mmol/L)、PD-1过表达组、PD-1过表达空载组、PD-1敲低组、PD-1敲低空载组、PI3K/AKT通路抑制剂组[PD-1敲低+5 μmol/L LY294002]，正常糖组用骨髓间充质干细胞完全培养基培养24 h，其余6组用骨髓间充质干细胞高糖培养基处理24 h，然后利用成骨诱导分化试剂盒诱导骨髓间充质干细胞成骨分化21 d。
1.4.3 质粒构建及慢病毒转染 在成骨诱导分化之后进行转染，为了产生稳定的细胞系，使用了上海和元生物公司生产的pSLenti-U6-shRNA(PD-1)-CMV-EGFP-F2A-Puro-WPRE、SLenti-U6-shRNA(NC2)-CMV-EGFP-F2A- Puro-WPRE构成慢病毒shRNA载体，以及pLenti-EFla-EGFP-F2A-Puro-CMV-PD-1、pLenti-EFla-EGFP-F2A-Puro-CMV构成慢病毒过表达载体。大鼠骨髓间充质干细胞以5×105/孔密度接种于6孔板中，加入大鼠骨髓间充质干细胞高糖培养基培养，长至80%融合时采用Lipofectamine 2000进行转染，shRNA浓度为200 nmol/L，质粒质量浓度为1 μg/μL，转染48 h。PI3K/AKT通路抑制剂组是在PD-1敲低组基础上加入5 μmol/L PI3K/AKT通路抑制剂LY294002。
1.4.4 细胞增殖实验 用胰蛋白酶消化各组大鼠骨髓间充质干细胞，细胞浓度为1×108 L-1，按1×104/孔接种于96孔板，每孔加100 μL骨髓间充质干细胞完全培养基，置于37 ℃、体积分数5%CO2培养箱中培养24 h以贴壁，更换无血清OPTI-MEM培养基培养24 h，每孔加入10 μL CCK-8工作液，37 ℃培养2 h，使用酶标仪在450 nm处测定吸光度值。
1.4.5 碱性磷酸酶染色 各组大鼠骨髓间充质干细胞使用BCIP/ NBT 碱性磷酸酶显色试剂盒进行染色。简单地说，去除培养基后，PBS洗涤3次，用40 g/L多聚甲醛固定15 min，然后用BCIP/NBT染色工作液室温暗孵育30 min，用蒸馏水终止显色反应，显微镜观察。采用碱性磷酸酶定量试剂盒进行碱性磷酸酶活性分析。
1.4.6 茜素红S染色 收集各组骨髓间充质干细胞，PBS洗涤3次，用40 g/L多聚甲醛固定细胞15 min，0.1%茜素红S染液浸泡10 min，倒置显微镜下观察。
1.4.7 qRT-PCR检测PD-1、PD-L1、Runx2、OSX的表达 设计PD-1、PD-L1、Runx2、OSX的荧光实时定量PCR引物，见表1。第一链cDNA合成：2xEntiLink™ Synthesis Super Mix 10 μL，RNA 2 μg，ddH2O至20 μL；25 ℃ 5 min，42 ℃ 30 min，85 ℃ 5 min。qPCR反应：2× Master Mix 5 μL，引物工作液(2.5 μmol/L)1 μL，Template 1 μL，ddH2O 2 μL，Rox 1 μL，配制成10 μL体系混合均匀，在仪器上保持95 ℃ 30 s，95 ℃ 10 s，58 ℃ 10 s，72 ℃ 30 s，40个循环，从而获得qPCR反应结果，采用2 -ΔΔCt方法用于结果量化计算。

1.4.8 Western blot检测PD-1、PD-L1、p-PI3K、p-AKT的蛋白表达 将各组细胞裂解、离心、BCA定量后，配置5%浓缩胶和10%分离胶、样本变性加样、电泳和转膜，将膜装入5% BSA封闭液，室温封闭1 h，加入一抗PD-1、PD-L1、p-AKT(1∶2 000稀释)、p-PI3K(1∶500稀释)、GAPDH(1∶10 000稀释)，4 ℃孵育过夜，加入二抗(1∶10 000稀释)置于摇床上2 h，显色，在暗室中压片曝光显影，结果用AlphaEaseFC软件处理系统分析目标条带的灰度值。

1.5 主要观察指标 ①各组细胞增殖情况；②各组细胞成骨分化能力；③各组细胞成骨标志物Runx2、OSX的mRNA表达；④各组细胞PI3K/AKT信号通路中PI3K和AKT蛋白磷酸化的表达。

1.6 统计学分析 利用SPSS 25.0软件进行数据处理，所有数据采用x±s表示，对计量资料进行单因素方差分析，采用LSD法进行两两比较，检验水准α=0.05，P < 0.05为差异有显著性意义，P < 0.01为差异有非常显著性意义。文章统计学方法已经通过新疆医科大学附属中医医院生物统计学专家审核。

讨论

越来越多的研究证实糖尿病患者长期处于高血糖状态会引起骨代谢紊乱，最终出现糖尿病性骨质疏松[23]。与传统的老年性及绝经后骨质疏松症相比，糖尿病性骨质疏松致残和骨折的风险较高[24]。据报道，1型和2型糖尿病患者均有不同程度的骨质流失及骨密度降低[25-26]。促进骨髓间充质干细胞的成骨分化已成为治疗糖尿病性骨质疏松症的重要方法。
此次实验结果表明，高糖抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨能力，这与既往研究报道一致[9-10]，同时发现高糖环境可上调大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中PD-1及PD-L1的表达。近年来有关PD-1的研究主要集中在肿瘤、感染相关免疫逃逸中的作用[27]，其与细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4、CD28和诱导型共刺激分子等共享部分胞外结构域，PD-1是T细胞上表达的免疫抑制分子，其在肿瘤细胞上表达的配体PD-L1在调节宿主免疫反应中起关键作用。虽然在骨髓间充质干细胞中也发现PD-1的表达[28]，但没有研究报道高糖状态下PD-1在骨代谢调节中的作用。实验结果显示PD-1、PD-L1在高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞中的mRNA相对表达水平均高于正常糖组，且高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化能力受到显著抑制。因此，对PD-1/PD-L1调节高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的具体作用机制进行了相关研究。通过体外实验发现PD-1敲低后可显著提高细胞增殖活性，成骨标志物Runx2、OSX mRNA表达水平明显升高，茜素红S染色和碱性磷酸酶染色显示成骨细胞分化能力较高糖组增加；而PD-1过表达时大鼠骨髓间充质干细胞的成骨能力受到抑制。这些结果提示PD-1及PD-L1可影响大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化。
骨髓间充质干细胞的命运由分化中的各种信号通路、生长因子和转录因子决定。不同的条件诱导骨髓间充质干细胞形成特定的表型，信号通路对骨髓间充质干细胞的转分化有很大的影响[29]。高糖条件通过促进骨髓间充质干细胞的衰老和凋亡间接抑制其成骨分化，并通过多种信号通路直接抑制其成骨分化。PI3K/AKT通路是一种细胞内信号转导通路，也响应细胞外信号，在骨发育调控中发挥重要作用，与多种骨科疾病密切相关[30-32]。研究表明，高糖条件下骨膜蛋白表达减少可通过AKT通路抑制骨髓间充质干细胞成骨分化[33]。此外，semaphorin3B过表达可通过PI3K/AKT通路减轻高糖条件下骨髓间充质干细胞成骨标志物的抑制[34]。据报道，一种新型仿生电纳米复合膜可以通过PI3K/AKT信号通路增强2型糖尿病大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化和骨再生[35]。总的来说，PI3K/AKT通路与高糖介导的骨髓间充质干细胞成骨有关，靶向PI3K/AKT通路可能是治疗糖尿病性骨质疏松的一种有前景的治疗方法。众所周知，抗PD-1/PD-L1免疫治疗是近年来最受欢迎的辅助治疗之一，靶向PD-1/PD-L1的抑制剂已成功应用于胃肠癌和乳腺癌的治疗。由于PD-1/PD-L1轴对PI3K/AKT通路的调节涉及肿瘤细胞和肿瘤免疫微环境，目前多应用于各种肿瘤治疗[36-39]。在非小细胞肺癌的进展和治疗中PD-1/PD-L1、PI3K/AKT信号通路相互作用具有重要的临床意义，异常的PI3K/AKT通路激活导致PD-1、PD-L1蛋白翻译增加，而PD-L1过表达可以反向激活PI3K/AKT通路[40]；WANG等[37]研究发现PD-1通过激活PI3K/AKT信号通路调控急性髓性白血病细胞增殖和凋亡；PENG等[41]研究表明，在舌鳞状细胞癌细胞中上调PD-1/PD-L1可激活PI3K/AKT通路，敲低则使PI3K/AKT通路失活。在此次研究中，高糖环境下PD-1敲低组大鼠骨髓间充质干细胞PI3K/AKT的蛋白磷酸化水平显著高于PD-1过表达组，表明PD-1表达降低可以激活PI3K/AKT通路，因此推测不同环境下PD-1对PI3K/AKT通路的调控作用不同。为更进一步验证PD-1对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的调控机制依赖于PI3K/AKT通路，在PD-1敲低基础上加入PI3K/AKT通路抑制剂LY294002之后，可降低大鼠骨髓间充质干细胞成骨细胞分化能力、细胞增殖活性及成骨标志物Runx2、OSX 的mRNA表达水平。这些结果证实了PD-1可通过调控PI3K/AKT信号通路影响大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。
综上所述，此次实验首次发现高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞中PD-1/PD-L1表达上调，PD-1过表达抑制了大鼠骨髓间充质干细胞在体外的成骨分化，并通过激活PI3K/AKT信号通路影响骨质疏松症的进展，这些结果为糖尿病性骨质疏松进展的分子机制提供了新的见解。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

高糖环境中程序性细胞死亡受体1抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

Programmed death receptor 1 inhibits osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells in a high glucose environment

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