切换至 "中华医学电子期刊资源库"
高级检索
中华口腔医学研究杂志(电子版)

中华口腔医学研究杂志(电子版) ›› 2011, Vol. 5 ›› Issue (05) : 455 -462. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2011.05.001

基础研究

骨形成蛋白4 对人牙髓细胞去分化基因表达的调控作用
刘路1, 韦曦1, 凌均棨1,†(), 张芳1, 吴莉萍1   
  1. 1.510055 广州，中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院·口腔医学研究所
  • 收稿日期:2011-07-21 出版日期:2011-10-01
  • 通信作者: 凌均棨
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(81070830)广东省自然科学基金(9151008901000199)广东省医学科研基金(2009223)

The modulatory mechanism of bone morphogenetic protein 4 on the expression of reprogramming markers in human dental pulp cells

Lu LIU1, Xi WEI1, Jun-qi LING1,†(), Fang ZHANG1, Li-ping WU1   

  1. 1.Guanghua School of Stomatology， Institute of Stomatological Research， Sun Yat-sen University， Guangzhou 510055， China
  • Received:2011-07-21 Published:2011-10-01
  • Corresponding author: Jun-qi LING
全文 ( ) 下载PDF ( ) 导出引用
引用本文：

刘路, 韦曦, 凌均棨, 张芳, 吴莉萍. 骨形成蛋白4 对人牙髓细胞去分化基因表达的调控作用[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2011, 5(05): 455-462.

Lu LIU, Xi WEI, Jun-qi LING, Fang ZHANG, Li-ping WU. The modulatory mechanism of bone morphogenetic protein 4 on the expression of reprogramming markers in human dental pulp cells[J/OL]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2011, 5(05): 455-462.

目的

研究外源性骨形成蛋白4（BMP-4）对体外连续传代培养人牙髓细胞（DPCs）生长和去分化基因表达的影响，探讨BMP-4 对DPCs 体外传代培养过程中细胞未分化性能的调控作用。

方法

重组人骨形成蛋白（rhBMP-4）诱导组和对照组体外培养4 周的人牙髓组织中的细胞进行细胞计数；取P2 和P7 代rhBMP-4 诱导组和对照组DPCs，免疫荧光染色和实时荧光定量聚合酶链反应检测Oct-4、Sox-2、c-Myc 表达情况，统计学分析。

结果

体外培养4 周的人牙髓组织经rhBMP-4 诱导后，DPCs 数量显著高于对照组（P＜0.05）。 免疫荧光示Oct-4、Sox-2、c-Myc 在P2 代rhBMP-4 诱导组和对照组DPCs 均为细胞核表达， 在P7 代诱导组DPCs保持细胞核表达，而在P7 代对照组DPCs 表现为细胞浆表达。 实时荧光定量聚合酶链反应显示Oct-4、Sox-2、c-Myc 在P2 代诱导组和对照组DPCs 表达差异无统计学意义（P＞0.05），而在P7 代诱导组DPCs 表达显著高于对照组（P＜0.05）。

结论

BMP-4 可促进DPCs 生长，维持传代后期去分化基因Oct-4、Sox-2、c-Myc 的表达。

关键词: 骨形成蛋白4, 牙髓细胞, 去分化基因

Objective

The purpose of this study was to investigate the modulatory role of exogenous bone morphogenetic protein 4 （BMP-4） on the growth and the expression of reprogramming markers in human dental pulp cells with long term in vitro culture.

Methods

Cell counting was applied to the DPCs growing our from human dental pulp tissue with 4 w in vitro culture， either stimulated with recombinant human BMP-4（rhBMP-4） or without. Immunofluorescent staining and quantitative Realtime PCR were applied to investigate the expression of Oct-4， Sox-2 and c-Myc expression on DPCs at passage 2 and 7 of rhBMP-4 induced and control group.

Results

The number of out growing DPCs after 4 w in vitro cultured with rhBMP-4 was statistically higher than the one from control group （P＜0.05）. Oct-4， Sox-2 and c-Myc showed a similar expressing pattern in DPCs from the rhBMP-4 induced and control group at passage 2， which showed their positive nucleus expression. Whereas they lost nucleus location and showed weak cytoplasm expression in DPCs at passage 7 in control group， albeit remained necleus location in DPCs at passage 7 from the rhBMP-4 induced group. The mRNA expression of Oct-4， Sox-2 and c-Myc was similar in DPCs from both rhBMP-4 induced and control group （P＞0.05）， whereas their mRNA expression were all sinificantly higher in DPCs from rhBMP-4 induced group than the control group（P＜0.05）.

Conclusions

BMP-4 can stimulate the growth of DPCs， and enhance the expression of Oct-4， Sox-2 and c-Myc in DPCs with long term in vitro culture， implying BMP-4 may regulate the undifferentiated capacity of DPCs with in vitro culture.

Key words: Bone morphology protein-4, Dental pulp cells, Pluripotency genes
表1 RT-PCR 引物序列
基因 引物序列
Oct-4 Forward:5′-GCT CGA GAA GGA TGT GGT C-3′
Reverse:5′-ATC CTC TCG TTG TGC ATA GTC G-3′
Sox-2 Forward:5′-CAC TGF CCC TCT CAC ACA TG-3′
Reverse:5′-CCC ATT TCC CTC GTT TTT CTT-3′
c-Myc Forward:5′-CGT CTC CAC ACA TCA GCA CAA-3′
Reverse:5′-TCT TGG CAG CAG GAT AGT CCT T-3′
18s Forward:5′-TCG GAA CTG AGG CCA TGA TTA AG-3′
Reverse:5′-TCT TCG AAC CTC CGA CTT TCG-3′
图1 对照组和rhBMP-4 诱导组体外培养的各代DPCs 细胞计数 rhBMP-4 诱导组体外培养的各代DPCs 细胞数均显著高于对照组各代DPCs 细胞数（aP＜0.05）
图2 Oct-4、Sox-2 和c-Myc 在对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 的免疫荧光表达 免疫细胞荧光染色示Oct-4（A、B）、Sox-2（E、F）和c-Myc（I、J）在P2 代对照组（A、E、I）和rhBMP-4 诱导组（B、F、J）DPCs 呈现相似的表达变化趋势，均为细胞核强表达，在胞浆弱表达，绿色荧光为抗体染色（ × 200）；Oct-4（C、D）、Sox-2（G、H）和c-Myc（K、L）在P7 代rhBMP-4 诱导组（D、H、L）DPCs 保持细胞核表达，而在P7 代对照组（C、G、K）DPCs 主要为胞浆表达，细胞核表达基本丧失（ × 400）
图3 Oct-4 mRNA 在对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 的表达 RT-PCR 检测显示，Oct-4 mRNA 水平在第2 代对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 差异无统计学意义（P＞0.05），而在第7 代rhBMP-4 诱导组DPCs 的mRNA 水平显著高于第7 代对照组DPCs，差异有统计学意义（aP＜0.05）
图4 Sox-2 mRNA 在对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 的表达 RT-PCR 检测显示，Sox-2 mRNA 水平在第2 代对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 差异无统计学意义（P＞0.05），而在第7 代rhBMP-4 诱导组DPCs 的mRNA 水平显著高于第7 代对照组DPCs，差异有统计学意义（aP＜0.05）
图5 c-Myc mRNA 在对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 的表达 RT-PCR 检测显示，c-Myc mRNA 水平在第2 代对照组和rhBMP-4 诱导组DPCs 差异无统计学意义（P＞0.05），而在第7 代rhBMP-4 诱导组DPCs 的mRNA 水平显著高于第7 代对照组DPCs，差异有统计学意义（aP＜0.05）
1
Takahashi K， Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell，2006，126（4）:663-676.
2
Rizzino A. A challenge for regenerative medicine: proper genetic programming， not cellular mimicry. Dev Dyn， 2007， 236（12）:3199-3207.
3
Yu J， Vodyanik MA， Smuga-Otto K， et al. Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science， 2007，318（5858）:1917-1920.
4
Qi X， Li TG， Hao J， et al. BMP4 supports self-renewal of embryonic stem cells by inhibiting mitogen-activated protein kinase pathways.Proc Natl Acad Sci USA， 2004，101（16）:6027-6032.
5
Ying QL， Nichols J， Chambers I， et al. BMP induction of Id proteins suppresses differentiation and sustains embryonic stem cell selfrenewal in collaboration with STAT3. Cell， 2003，115（3）:281-292.
6
Ståhlberg A， Bengtsson M， Hemberg M， et al. Quantitative transcription factor analysis of undifferentiated single human embryonic stem cells. Clin Chem， 2009，55（12）:2162-2170.
7
Chen J， Liu J， Yang J， et al. BMPs functionally replace Klf4 and support efficient reprogramming of mouse fibroblasts by Oct4 alone. Cell Res， 2011，21（1）:205-212.
8
凌均棨. 牙髓病学. 北京:人民卫生出版社， 1998:31-32.
9
Liu L， Wei X， Ling J， et al. The expression pattern of Oct-4， Sox2 and c-Myc in the primary culture of human dental pulp derived cells. J Endod， 2011，37（4）:466-472.
10
Wei X， Ling JQ， Wu LP， et al. Expression of mineralization markers in dental pulp cells. J Endod， 2007，33（6）:703-708.
11
Zhao R， Daley GQ. From fibroblasts to iPS cells: induced pluripotency by defined factors. J Cell Biochem， 2008，105（4）:949-955.
12
Boulanger CA， Smith GH. Reprogramming cell fates in the mammary microenvironment. Cell Cycle， 2009，8（8）:1127-1132.
13
Ikegame M， Ishibashi O， Yoshizawa T， et al. Tensile stress induces bone morphogenetic protein 4 in preosteoblastic and fibroblastic cells，which later differentiate into osteoblasts leading to osteogenesis in the mouse calvariae in organ culture. J Bone Miner Res， 2001，16（1）:24-32.
14
Li LH， Neaves WB. Normal stem cells and cancer stem cells: the niche matters. Cancer Res， 2006，66（9）:4553-4557.
15
Mitsiadis TA， Graf D， Luder H， et al. BMPs and FGFs target Notch signalling via jagged 2 to regulate tooth morphogenesis and cytodifferentiation. Development， 2010，137（18）:3025-3035.
16
Palmqvist L， Glover CH， Hsu L， et al. Correlation of murine embryonic stem cell gene expression profiles with functional measures of pluripotency. Stem Cells， 2005，23（5）:663-680.
17
Grinnell KL， Bickenbach JR. Skin keratinocytes pre-treated with embryonic stem cell-conditioned medium or BMP4 can be directed to an alternative cell lineage. Cell Prolif， 2007，40（5）:685-705.
18
Qiao B， Johnson NW， Chen X， et al. Disclosure of a stem cell phenotype in an oral squamous cell carcinoma cell line induced by BMP-4 via an epithelial-mesenchymal transition. Oncol Rep， 2011，26（2）:455-461.
19
Lee J， Kim HK， Rho JY， et al. The human OCT-4 isoforms differ in their ability to confer self-renewal. J Biol Chem， 2006，281（44）:33554-33565.
[1] 李俊达, 陈美霖, 韦晓英, 郝逸珊, 王劲茗. 覆盖富血小板血浆3D打印聚己内酯支架对牙髓细胞体外生物学行为的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2017, 11(03): 149-156.
[2] 曾俊瑜, 龚启梅, 凌均棨. 促红细胞生成素对人牙髓细胞迁移能力的作用[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2016, 10(03): 166-171.
[3] 张敏华, 李许演, 蒋宏伟, 凌均棨. 凝溶胶蛋白gelsolin对人牙髓细胞增殖及迁移的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2016, 10(02): 79-85.
[4] 宁艳洋, 李金铃, 徐琼. 转录因子Nanog过表达对人牙髓细胞增殖及多向分化能力的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2015, 09(05): 357-363.
[5] 刘鹏程, 秦伟, 黄舒恒, 陈玲玲, 邢泉, 林正梅. p38β在矿化诱导液诱导的人牙髓细胞成牙本质向分化中的作用[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2015, 09(01): 1-6.
[6] 李金铃, 廖章松, 饶利佳, 徐琼. 组蛋白去甲基化酶KDM5A 在人牙髓细胞及成牙本质细胞分化中的表达[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2014, 8(06): 464-470.
[7] 陈丽红, 陈丽虹, 蔡艳玲, 舒珊, 韦曦. 碱性成纤维细胞因子在人牙髓损伤修复过程中的表达[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2014, 8(06): 441-446.
[8] 关祥艳, 李启梦, 刘惠娟, 徐琼. PI3K/AKT 信号通路对体外人牙髓细胞增殖和成牙本质向分化能力的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2014, 8(03): 191-196.
[9] 舒珊, 洪丽莉, 陈丽虹, 韦曦. miR-146a 在人牙髓细胞中的表达及其作用研究[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2014, 8(03): 179-185.
[10] 韦曦, 张芳, 刘路, 周晓燕, 孔倩颖. Oct4 基因转染对人牙髓细胞多能相关转录因子表达的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2011, 5(04): 347-355.
[11] 吕陶红, 高燕, 安少锋, 庄沛林, 叶国荣. 成骨生长肽对体外人牙髓细胞增殖和矿化作用的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2011, 5(03): 252-262.
[12] 刘路, 韦曦, 凌均棨, 吴莉萍. 碱性成纤维细胞生长因子和骨形成蛋白2在牙源性细胞分化中的表达及意义[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2011, 5(01): 5-11.
阅读次数
全文


摘要

版权所有 中华医学会 中华医学电子音像出版社有限责任公司  京ICP备14006079号-1  网络出版服务许可证：(署)网出证(京)字第075号