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[目 的]探究丁酸(butyric acid,BA)的量效和时效对人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)增殖、细胞周期、表面标记物表达、成骨分化能力及细胞因子表达的影响,以便提高对丁酸的生物活性认识和理解。[方法](1)复苏hUC-MSCs进行体外培养并扩增。(2)用含 BA 十个不同浓度(0.02、0.04、0.08、0.16、0.32、0.63、1.25、2.5、5、10 mmol/L)的干细胞培养基培养 hUC-MSCs 24h、48h 和 72h,采用 CCK-8增殖实验检测不同时间点细胞增殖情况。(3)用含BA三个不同浓度(0.02、0.32、5 mmol/L)的干细胞培养基培养hUC-MSCs 24h、48h和72h,以不含BA的完全培养基作为对照组,用流式细胞仪检测细胞周期和细胞表面抗原分子,包括MSCs 阳性表达分子CD90、CD105、CD73 及阴性表达分子 CD45、CD34、CD19、CD11b、HLA-DR。(4)用含BA三个不同浓度(0.02、0.32、5 mmol/L)的成骨诱导分化培养基培养hUC-MSCs,以不含BA的成骨诱导分化培养基作为对照,诱导成骨分化并进行成骨分化染色。(5)用含 BA 五个不同浓度(0.02、0.08、0.32、1.25、5 mmol/L)的干细胞培养基培养hUC-MSCs 24h、48h和72h,以不含BA的完全培养基作为对照组,收集细胞培养上清液,用ELISA法检测细胞因子IL-6及IFN-γ的表达。[结 果](1)hUC-MSCs的增殖与BA的量效和时效均有关系,作用24h内0.02至2.5mmol/L浓度区hUC-MSCs吸光度值较对照组减低,5、10 mmol/L浓度组吸光度值与对照组相比无统计学意义;到48h则表现出0.02至0.63mmol/L浓度区细胞吸光度值较对照组增高,1.25mmol/L浓度组与对照组相比无意义,而2.5至10mmol/L浓度区相比于对照组降低;当时间达到72h,0.02、0.16mmol/L浓度组细胞吸光度值与对照组比较稍有增高,0.04、0.08、0.32、0.63mmol/L浓度组与对照组相比无统计学意义,1.25至10mmol/L浓度区相比于对照组降低。(2)BA对hUC-MSCs的细胞周期影响随着BA的浓度及作用时间变化而不同;24h时,低浓度组各期与对照组比较无统计学意义,中等浓度及高浓度组细胞G0/G1期和G2/M期比例较对照组增高,S期降低;48h时,低浓度及中等浓度组各期与对照组比较无统计学意义,而高浓度组的G0/G1期比例较对照组下降,S期及G2/M期比例增加;72h,低浓度及中等浓度组各期与对照组比较无统计学意义,而高浓度组G0/G1期比例较对照组降低,S期及G2/M期比例增加。(3)MSCs表面抗原分子表达情况:24h时,所有检测的分子表达率与对照组比较无统计学意义;48h时,只有在低浓度组CD105、CD73分子表达率降低,高浓度组CD90、CD105、CD73表达率虽有下降趋势,但差异无统计学意义;72h时,所有检测的分子表达率与对照组比较无统计学意义。(4)诱导hUC-MSCs成骨分化情况:阴性对照组经茜素红染色后,可见红色钙盐沉积,表明诱导成骨分化成功;低浓度及中等浓度组出现与阴性对照组同样的红色骨钙结节,高浓度组细胞则没有出现结节状的骨钙沉淀,只被染成点片状的橘红色,颜色相对较浅。(5)BA对hUC-MSCs细胞因子分泌的影响:①IL-6表达情况:24h时,中等浓度区IL-6表达水平增加,以浓度为1.25mmol/L时增加最明显,低、高浓度组与对照组比较无意义;48h时,低浓度组IL-6表达下降,中间浓度区1.25mmol/L浓度组及高浓度组(5mmol/L)IL-6表达量增加;到72h,0.02、0.08mmol/L浓度组的IL-6表达量下降且差异有意义,浓度为1.25mmol/L时IL-6表达增加,浓度为5mmol/L时IL-6表达呈下降趋势而差异无统计学意义。②IFN-γ表达情况:hUC-MSCs几乎不表达IFN-γ,24h及48h时,各浓度组IFN-γ表达量分别与对照组比较均无统计学差异;到72h,0.08、0.32、1.25mmol/L浓度组的表达量稍有增加,与对照组比较有差异。[结 论](1)BA对hUC-MSCs增殖及细胞周期的影响体现出量效和时效的共同作用;(2)作用48h时低浓度BA能使hUC-MSCs表面分子CD105、CD73表达率降低;一定浓度范围的BA在合理作用时间内对hUC-MSCs表面标记物表达没有明显的影响;(3)定性层面分析低、中浓度BA对hUC-MSCs成骨分化无明显影响,高浓度组成骨分化一定程度上受到抑制;(4)BA对hUC-MSCs的IL-6表达表现为量效和时效的共同影响;无论有无丁酸作用,hUC-MSCs几乎不表达IFN-γ。(5)不同BA的量效和时效对hUC-MSCs生理及病理功能调节是不同的。