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.2017年5月1日；52（3）：289-297。
doi:10.1093/alcalc/agx006。

酒精诱导骨髓间充质干细胞衰老并降低其成骨潜能

席晨 1 2 三, 毛利 1 2, 金库燕 1 2, 刘涛 1, 潘国庆 1 2, 杨惠林 1 2, 明培 4, 樊河 1 2
附属机构

酒精诱导骨髓间充质干细胞衰老并降低其成骨潜能

席晨等。 酒精酒精. .

摘要

目标：长期过度饮酒是骨质疏松症的高危因素。骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）在骨形成中起重要作用；然而，它们易受乙醇（EtOH）的影响。本研究的目的是研究EtOH是否会导致BM-MSC过早衰老，进而损害其成骨潜能。

方法：将人骨髓间充质干细胞暴露于10至250mM的EtOH。评估衰老相关的β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）活性、细胞周期分布、细胞增殖和活性氧（ROS）。在经乙醇处理的BM-MSC成骨过程中评估矿化和成骨细胞特异性基因表达。为了研究沉默信息调节器1型（SIRT1）在EtOH诱导的衰老中的作用，使用白藜芦醇（ResV）激活EtOH-处理的BM-MSC中的SIRT1。

结果：EtOH处理导致BM-MSC衰老相关表型，如细胞增殖减少、SA-β-gal活性增加和G0/G1细胞周期阻滞。EtOH还增加了细胞内ROS和衰老相关基因的表达，如p16INK4α和p21。在经乙醇处理的BM-MSC中，SIRT1的下调水平伴随着成骨分化的抑制被证实。ResV激活SIRT1通过降低衰老标志物和挽救受抑制的成骨作用部分抵消了EtOH的影响。

结论：EtOH处理以剂量依赖性的方式诱导BM-MSC过早衰老，这与EtOH-诱导的成骨分化有关。激活SIRT1可有效改善EtOH诱导的BMSCs衰老表型，并可能为临床预防或治疗酒精诱导的骨质疏松症提供新策略。

简要总结：乙醇（EtOH）治疗以剂量依赖性的方式诱导骨髓间充质干细胞过早衰老，这与EtOH-诱导的成骨分化有关。SIRT1的激活可有效改善乙醇诱导的衰老表型，这可能为临床治疗酒精诱导的骨质疏松症提供一种新的策略。

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数字

图1。
图1。
EtOH治疗抑制细胞增殖并上调CDKIs。(一)FDA标记的代表性图像显示了BM-MSC的细胞密度和形态。比例尺=200μm。(b)通过CCK-8分析测定细胞增殖。在450 nm处测定吸光度，并将其归一化为未处理细胞的水平。(c（c）–d日)流式细胞术分析用于测量经乙醇处理的BM-MSC的细胞周期分布。(e–f)P16INK4A页(e（电子）)以及P21蛋白(（f）)通过实时RT-PCR测定。(克)Western blot检测p16蛋白水平INK4α和第21页。值是八个独立实验的平均值±SD(n个=8）在CCK-8分析中，三个独立实验(n个=3）在细胞周期分析和四个独立实验中(n个=4）在实时RT-PCR实验中。统计上的显著差异如下所示*P（P）< 0.05.
图2。
图2。
EtOH处理可诱导BM-MSC过早衰老并抑制SIRT1。(一)衰老细胞的代表性图像被SA-β-gal染色，细胞核被DAPI复染。比例尺=100μm。(b)定量EtOH诱导的SA-β-gal阳性细胞百分比。(c（c）)通过流式细胞术测量的细胞内ROS的代表性数据。(d日)乙醇处理BM-MSC中细胞内ROS的定量。(e（电子）)EtOH处理细胞中SIRT1的mRNA水平。(（f）)western blot分析SIRT1蛋白水平和p38磷酸化水平。数值为四个独立实验的平均值±SD(n个=4）在ROS分析和实时RT-PCR实验中。统计上的显著差异如下所示*P（P）< 0.05.
图3。
图3。
EtOH损害BM-MSC的成骨潜能。(一)茜素红S染色的矿化细胞外基质的代表性图像。比例尺=200μm。(b)基质矿化量化。用高氯酸处理染色的矿物层，并在420 nm处测量吸光度。（c–e）成骨细胞特异性标记基因的mRNA水平，包括COL1A1公司(c（c）),RUNX2（运行2）(d日)以及BGLAP公司(e（电子）)通过实时RT-PCR测定。数值为四个独立实验的平均值±SD(n个=4）茜素红S染色和实时RT-PCR实验。统计上的显著差异如下所示*P（P）< 0.05.
图4。
图4。
ResV通过激活SIRT1防止EtOH诱导的早衰。用10μM ResV处理BM-MSC，在250 mM EtOH存在下激活SIRT1。(一)FDA标记的代表性图像显示了细胞密度和形态。比例尺=200μm。(b)通过CCK-8分析测定细胞增殖。在450 nm处测定吸光度，并将其归一化为未处理细胞的水平。(c（c）)乙醇处理和ResV处理BM-MSC中细胞内ROS的测量。(d–f日)实时RT-PCR用于测量P16INK4A页(d日),P21蛋白(e（电子）)以及SIRT1公司(（f）). (克)p16蛋白水平INK4αwestern blot分析p21、SIRT1和p38的磷酸化水平。值是八个独立实验的平均值±SD(n个=8）在CCK-8分析中，四个独立实验(n个=4）在ROS测定中，以及四个独立的实验(n个=4）在实时RT-PCR实验中。统计上的显著差异如下所示*P（P）< 0.05.
图5。
图5。
ResV挽救了EtOH抑制的BM-MSC成骨分化。(一)茜素红S染色矿化细胞外基质的代表性图像。比例尺=200μm。(b)基质矿化量化。用高氯酸处理染色的矿物层，并在420 nm处测量吸光度。(c（c）–e（电子）)成骨细胞特异性标记基因的mRNA水平，包括第1列(c（c）),RUNX2（运行2）(d日)以及BGLAP公司(e（电子）)通过实时RT-PCR测定。数值为四个独立实验的平均值±SD(n个=4）茜素红S染色和实时RT-PCR实验。统计上的显著差异如下所示*P（P）< 0.05.
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