目的 探討B(tài)MP-2 聯(lián)合低氧環(huán)境誘導(dǎo)BMSCs 向軟骨表型分化的可行性,并進(jìn)一步研究其生物學(xué)機(jī)制。 方法 取4 周齡健康清潔級(jí)雌性SD 大鼠骨髓采用貼壁法體外培養(yǎng)BMSCs,取第2 代細(xì)胞根據(jù)培養(yǎng)條件不同分為4 組:常氧對(duì)照組(A 組)、常氧加BMP-2 誘導(dǎo)液組(B 組)、低氧(O2 濃度3%)對(duì)照組(C 組)和低氧加BMP-2誘導(dǎo)液組(D 組)。倒置相差顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)變化,培養(yǎng)7、14、21 d 阿利新藍(lán)染色檢測(cè)各組軟骨 基質(zhì)糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAG)分泌水平,21 d 時(shí)Western blot 檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)Ⅱ型膠原和低氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxiainducible factor 1α,HIF-1α)蛋白表達(dá)水平,RT-PCR檢測(cè)成軟骨、成骨以及低氧相關(guān)基因表達(dá)水平。 結(jié)果 誘導(dǎo)培養(yǎng)21 d,D 組細(xì)胞變?yōu)轭悎A形,細(xì)胞密度降低,細(xì)胞周邊呈陷窩樣,基質(zhì)包裹細(xì)胞;A、B、C 組均未見上述典型變化。D 組阿利新藍(lán)染色明顯較其他組深,并隨誘導(dǎo)時(shí)間延長藍(lán)染加深,21 d 時(shí)出現(xiàn)成片深染藍(lán)色,其他組各時(shí)間點(diǎn)僅見散在少量的淡染藍(lán)色。Western blot 檢測(cè)D 組細(xì)胞內(nèi)Ⅱ型膠原蛋白表達(dá)水平較其他組顯著增高,C、D 組HIF-1α 蛋白表達(dá)水平較A、B 組顯著增高,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P lt; 0.05)。RT-PCR 檢測(cè)D 組成軟骨分化相關(guān)指標(biāo)Ⅱ型膠原α1(collagen Ⅱ α1,COL2 α1)、聚集蛋白聚糖表達(dá)最高,而B 組成骨分化相關(guān)指標(biāo)COL1 α1、ALP、Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2 表達(dá)水平最高,C、D 組低氧相關(guān)指標(biāo)HIF-1α 較A、B 組顯著增強(qiáng),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P lt; 0.05)。 結(jié)論 BMP-2 聯(lián)合低氧(O2 濃度3%)環(huán)境可以誘導(dǎo)大鼠BMSCs 向軟骨分化,并抑制其成骨分化,HIF-1α 可能是參與促軟骨生成過程中的一個(gè)重要信號(hào)分子。