介紹

YK11作為2011年發(fā)現(xiàn)的甾體類SARM，此前研究主要集中在肌肉生長和肌萎縮治療，它對(duì)BMSCs成骨分化和骨缺損具有修復(fù)作用，但機(jī)制還不明確。

圖一 YK11

應(yīng)用

從3周齡SD大鼠脛骨中分離培養(yǎng)BMSCs，經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)鑒定，細(xì)胞高表達(dá)間充質(zhì)干細(xì)胞標(biāo)志物CD29和CD90，低表達(dá)造血細(xì)胞標(biāo)志物CD45，符合BMSCs的特征。CCK-8和EdU實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，0.25-4μM濃度范圍內(nèi)的YK11對(duì)BMSCs無細(xì)胞毒性，反而能促進(jìn)細(xì)胞增殖，其中2μM濃度的促增殖效果最為顯著。劃痕實(shí)驗(yàn)則表明，該濃度范圍的YK11對(duì)BMSCs的遷移能力無明顯抑制作用。

1、2、4μMYK11處理組的ALP活性和礦化結(jié)節(jié)形成量均顯著高于空白對(duì)照組，且呈現(xiàn)出明顯的濃度依賴性。實(shí)時(shí)熒光定量PCR和Westernblot檢測進(jìn)一步證實(shí)，YK11能上調(diào)成骨相關(guān)基因Runx2、Opn、Ocn和Bmp2的mRNA及蛋白表達(dá)水平，其中2μM組在7天和14天的上調(diào)效果最為突出。免疫熒光染色也顯示，2μMYK11處理后，BMSCs中Runx2和BMP2的熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，且AR的表達(dá)水平明顯升高，核內(nèi)AR的熒光信號(hào)尤為明顯，提示YK11可能通過激活A(yù)R并促進(jìn)其核轉(zhuǎn)位來發(fā)揮成骨誘導(dǎo)作用。

作用機(jī)制

0.5μM恩扎魯胺本身對(duì)BMSCs的活性和遷移無顯著影響，但能完全逆轉(zhuǎn)YK11對(duì)BMSCs增殖和成骨分化的促進(jìn)作用。在加入恩扎魯胺后，YK11處理組的ALP活性、礦化結(jié)節(jié)形成量以及成骨相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)水平均顯著下降，AR的表達(dá)和核轉(zhuǎn)位也受到抑制。證明了YK11的成骨誘導(dǎo)作用完全依賴于AR的激活。YK11處理能顯著上調(diào)Smad1和Smad5的mRNA表達(dá)，并促進(jìn)SMAD1/5/9蛋白的磷酸化，提示BMP2/Smad信號(hào)通路可能是AR下游介導(dǎo)YK11成骨作用的關(guān)鍵途徑。

為驗(yàn)證YK11在體內(nèi)的骨修復(fù)效果，研究人員構(gòu)建了大鼠顱骨5mm直徑臨界缺損模型，并采用甲基丙烯酸酐化明膠（GelMA）水凝膠作為YK11的載體。GelMA水凝膠具有良好的生物相容性和可降解性，單獨(dú)使用時(shí)對(duì)骨缺損修復(fù)無明顯促進(jìn)作用，但能通過氫鍵與YK11結(jié)合，實(shí)現(xiàn)藥物的緩慢釋放。術(shù)后4周和8周分別取材進(jìn)行Micro-CT和組織學(xué)分析。

Micro-CT結(jié)果顯示，術(shù)后4周，YK11處理組已有大量新生骨組織形成，而空白組和GelMA組僅在缺損邊緣有少量骨痂；術(shù)后8周，1mg/mlYK11/GelMA組的骨缺損幾乎完全愈合，骨礦物質(zhì)密度（BMD）和骨體積/組織體積比（BV/TV）顯著高于其他各組。HE和Masson染色進(jìn)一步證實(shí)，YK11處理組的新生骨組織更為成熟，膠原纖維排列更有序，而空白組和GelMA組的缺損區(qū)域仍主要被纖維組織填充。同樣，在加入恩扎魯胺后，YK11的體內(nèi)骨修復(fù)效果被完全抑制[1]。

圖二 Micro-CT結(jié)果圖

參考文獻(xiàn)

[1]Wang R ,Zhong Y ,Du Q , et al. YK11 promotes osteogenic differentiation of BMSCs and repair of bone defects.[J].Journal of molecular endocrinology,2024,DOI:10.1530/JME-24-0073.