Runx2激活BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴促进MSCs定向归巢骨极度低氧区的机制研究

本课题在前期研究基础上，探讨Runx2基因是否能通过激活BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴增强MSCs在极度低氧环境中的归巢、存活、增殖和成骨分化能力，力图深入了解调控MSCs定向归巢、成骨分化的作用机制，为更好地应用MSCs治疗临床疾病奠定基础。首先，运用实时荧光定量PCR、Western blotting分析、活体成像系统、激光共聚焦显微镜、流式细胞仪、GFP标记及组织学等方法，在体内外观察极度低氧条件下MSCs存活、增殖、成骨分化、迁移能力及BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴的表达。再通过Runx2基因转染或siRNA干扰Runx2基因表达，明确Runx2促进MSCs定向归巢及成骨分化的作用机制，为临床应用MSCs治疗极度缺血、低氧的骨坏死、骨折和骨缺损提供新思路和理论依据。

本课题主要探讨Runx2基因是否能通过激活BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴增强MSCs在极度低氧环境中的归巢、存活、增殖和成骨分化能力，力图深入了解调控MSCs定向归巢、成骨分化的作用机制，为更好地应用MSCs治疗临床疾病奠定基础。首先，体外观察极度低氧条件下MSCs存活、增殖、成骨分化、迁移能力及BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴的表达。再通过Runx2基因转染或siRNA干扰Runx2基因表达，体内外观察极度低氧条件下MSCs存活、增殖、成骨分化、迁移能力及BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴的表达。实验结果显示：①低氧可导致MSCs中BMP-2/Smads/Runx2/Osterix轴表达下降，而增殖能力和迁移能力增强；②无论是常氧还是低氧，Runx2基因转染都能显著增强MSCs中Runx2基因表达，同时还能增强MSCs中与迁移相关的SDF-1及其受体CRCX4表达，而对信号轴中的其它基因影响明显小于Runx2基因；③siRNA干扰Runx2基因后，MSCs中BMP-2/Smads/Runx2/Osterix表达被抑制，与迁移相关的SDF-1及其受体CRCX4表达同样被抑制；④Runx2基因转染和干扰对MSCs在常氧和低氧下的增殖能力无明显影响，但基因转染能明显增强MSCs的存活能力，基因干扰则明显减弱了细胞的存活能力；⑤Runx2基因能促使MSCs归巢股骨头坏死区，并促进坏死股骨头修复，而Runx2基因干扰则阻扰了MSCs向股骨头坏死区归巢，明显减缓坏死股骨头的修复。