目的失重环境下成骨细胞增殖能力下降是引起失重性骨丢失的重要原因之一,然而其具体机制仍不清楚。本文在前期研究基础上,研究CDK12参与模拟失重抑制成骨细胞增殖的作用及机制。方法采用RPM模拟失重条件,以CDK12高/低表达成骨细胞与对照组成骨细胞为研究对象,分别采用Ed U染色、流式细胞术、细胞免疫荧光染色、Real time PCR和Western Blot检测成骨细胞增殖、细胞周期、CDK12分布,以及CDK12介导的信号转导的变化,并检测CDK12高表达对失重抑制成骨细胞增殖的挽救作用。结果(1)模拟失重条件抑制成骨细胞增殖,改变细胞周期,下调成骨细胞中CDK12表达;(2)CDK12低表达抑制成骨细胞增殖,且改变细胞周期;(3)模拟失重条件或CDK12低表达抑制了RNAPⅡ磷酸化水平,并下调了DNA复制相关基因表达;(4)模拟失重条件下,CDK12高表达促进成骨细胞增殖、增加RNAPⅡ磷酸化水平,并上调DNA复制相关基因表达,对模拟失重条件抑制成骨细胞增殖具有挽救作用。结论CDK12在模拟失重条件抑制成骨细胞增殖中起重要作用。模拟失重条件下,CDK12表达受到抑制,RNAPⅡ磷酸化水平降低,进而抑制CDC6等DNA复制相关基因表达,改变细胞周期,导致成骨细胞增殖能力下降,而CDK12高表达对模拟失重抑制成骨细胞增殖具有挽救作用。
研究强磁重力环境对人成骨细胞MG-63中发动蛋白-2表达和分布的影响。采用大梯度超导磁体模拟空间重力环境,该超导磁体可以提供3种不同的强磁重力环境(high magnetic gravitational environment,HMGE),即0g(12T),1g(16T)和2g(12T)。将MG-63细胞分别在0g(12T)、1g(16T)、2g(12T)及对照环境(1g,地磁)中培养24h后,采用Real Time PCR、Western印迹以及激光扫描共聚焦显微术等方法检测HMGE对发动蛋白-2的表达及定位的影响。结果显示,与对照组相比,0g(12T)、1g(16T)、2g(12T)环境处理组MG-63细胞中发动蛋白-2在mRNA上的表达量分别上调6.43、15.57、1.29倍;在蛋白质水平上,0g(12T)、1g(16T)环境处理组细胞发动蛋白-2分别上调89%和7%,而2g(12T)环境处理组则下调41%;在对照组中发动蛋白-2弥散分布于细胞质中,而0g(12T)处理组发动蛋白-2则有从细胞边缘向核周集中的趋势。上述结果说明强磁重力环境影响了发动蛋白-2在MG-63细胞中的表达和定位。
