间歇式轴向压应力对组织工程骨种子细胞的黏附增殖与成骨分化促进作用的研究

《中华细胞与干细胞杂志(电子版)》[ISSN:2095-1221/CN:11-9310/R] 期数: 2018年第8卷第6期 栏目: 论著

作者:朱聪,黄国锋,江惠祥,等

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页码:334

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【摘要】 目的 探究间歇式轴向压应力对组织工程骨种子细胞黏附、增殖与成骨分化能力的影响。方法 构建表达绿色荧光蛋白的兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)作为示踪种子细胞,运用旋转细胞培养仪将松质骨支架和种子细胞共培养7 d获得组织工程骨(TEB),实验组在第7 ~ 14 天施加大小10 N、频率1 Hz、4 h/d的间歇式轴向压应力刺激,对照组常规培养,14 d后胰酶消化法获取两组种子细胞并比较其黏附、增殖和成骨分化能力。采用两组独立样本t检验进行统计学分析。结果 (1)流式细胞术显示rBMSCs被成功提取分离。(2)倒置荧光显微镜及扫描电镜显示TEB中种子细胞与支架相容性良好。(3)活体荧光成像系统及扫描电镜显示应力刺激组种子细胞的生长状况要优于非应力刺激组,前者平均荧光密度及细胞数/500倍视野均大于后者,差异均具有统计学意义(平均荧光密度:(3.75±0.34)×108 vs (2.91±0.22)×108,t = 2.90,P = 0.04;细胞数/500 倍视野:30.50±4.43 vs 21.00±5.13,t = 3.14,P = 0.01)。(4) 细胞黏附实验显示,应力刺激组种子细胞的75﹪细胞贴壁时间短于非应力刺激组,两组时间分别为(3.00±0.41) h、(13.33±1.70)h,差异具有统计学意义(t = 8.20,P < 0.01),前者的最终细胞贴壁率高于后者(99.97﹪±0.34﹪ vs 85.83﹪±1.18﹪),差异具有统计学意义(t = 11.31,P < 0.01)。(5) CCK-8检测显示,在培养第48 ~ 96 h,应力刺激组种子细胞的增殖能力优于非应力刺激组,将两者的450 nm吸光度值在第48小时(0.49±0.02、0.40±0.02)、72 h(0.76±0.07、0.64±0.04)和96 h(1.58±0.07、1.34±0.13)分别进行比较,差异均具有统计学意义(t = 5.15、2.57、2.86,P均< 0.01)。(6)在成骨诱导14 d后,应力刺激组种子细胞的ALP和Ca结节染色阳性率要强于非应力刺激组:两组ALP染色阳性率分别为26.73﹪±4.56﹪、16.68﹪ ± 3.89﹪,差异具有统计学意义(t =3.33,P = 0.03);两组Ca结节染色阳性率分别为41.81﹪±3.56﹪、27.40﹪ ± 2.35﹪,差异具有统计学意义(t = 3.68,P = 0.02)。结论 间歇性轴向压应力可促进组织工程骨种子细胞的黏附、增殖与成骨分化。
【关键词】 间歇性; 轴向应力; 骨髓间充质干细胞; 黏附; 增殖; 成骨分化