학술논문

Influence of mechanical and biological signals on gene expression in human MG-63 cells: evidence for a complex interplay between hydrostatic compression and vitamin D3 or TGF-β1 on MMP-1 and MMP-3 mRNA levels.
Document Type
Article
Source
Biochemistry & Cell Biology. Feb2005, Vol. 83 Issue 1, p96-107. 12p. 1 Color Photograph, 1 Chart, 6 Graphs.
Subject
*GENE expression
*GENETIC regulation
*CHOLECALCIFEROL
*TRANSFORMING growth factors
*MESSENGER RNA
Language
ISSN
0829-8211
Abstract
Certains médiateurs biologiques peuvent influencer l'activité et la différenciation des cellules osseuses. La vitamine D3 ((1,25-(OH)2D3) est reconnue pour induire la différenciation de cellules précurseurs en ostéoblastes matures, tandis que le facteur de croissance TGF-β1 peut moduler l'activité des cellules osseuses qui résulte en une altération de la prolifération ainsi que du patron d'expression génique. Des cellules dérivées des os ont été soumises à une pression hydrostatique cyclique intermittente (PHci) sous des conditions basales, ainsi qu'en présence de 1,25-(OH)2D3 ou de TGF-β1. L'évaluation des effets de la pression sur ces cellules permet de comparer les réponses à des stimulus biomécaniques et biochimiques et leur interaction potentielle. Les effets d'une PHci sur les niveaux d'ARNm de gènes spécifiques impliqués dans le remodelage osseux et la différenciation ont été mesurés dans les cellules MG-63 par amplification en chaîne par polymérase couplée à la transcriptase réverse (ACP-TR). Les niveaux d'ARNm des métalloprotéases de matrice MMP-1 et MMP-3 ont été augmentés significativement et indépendemment (p < 0.001) dans les cellules exposées à une PHci en absence de sérum pendant 4–12 heures. Cependant, les niveaux d'ARNm de MMP-3 mais non ceux de MMP-1 ont significativement augmenté chez les cellules soumises à une pression hydrostatique statique (PH). Le traitement des cellules avec la 1,25-(OH)2D3 a résulté en l'augmentation (p < 0.001) des niveaux d'ARNm de l'ostéocalcine et en la diminution (p < 0.001) des niveaux d'ARNm de MMP-1 et MMP-3. Chez les cellules exposées à une PHci en présence de 1,25 (OH)2D3, les niveaux d'ARNm de MMP-1 et MMP-3 étaient élevés (p < 0.001) en comparaison avec les niveaux obtenus par un traitement avec l'hormone seule, mais pas au même degré (p < 0.01) que chez les cellules soumises à une PHci seule. L'ajout de TGF-β1 aux cellules a conduit à des augmentations de la prolifération et de l'expression du collagène de type I, ainsi qu'à des diminutions de l'expression de l'ostéocalcine et de MMP-1 et MMP-3. L'exposition de cellules à une PHci en présence de TGF-β1 a aussi augmenté de façon unique et significative l'expression de MMP-1 et MMP-3. Aucun changement dans les niveaux d'ARNm de la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) ou de l'un des 9 autres gènes évalués incluant les MMP-2 et MMP-13 n'a été détecté sous aucune des conditions décrites. Par conséquent, la PHci peut induire des altérations dans les niveaux d'ARNm d'un sous-groupe de gènes spécifiques chez les ostéoblastes pré-matures et matures. Un tel stimulus peut moduler l'impact de médiateurs biologiques puissants en définissant des patrons d'expression géniques chez les cellules osseuses et en modifiant potentiellement leur fonction in vivo. [ABSTRACT FROM AUTHOR]