新型镁合金对成骨细胞黏附及增殖的影响及作用机制研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:braden212
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目的:(1)研究新型镁合金对成骨细胞黏附影响及作用机制;(2)研究新型镁合金对成骨细胞增殖影响及作用机制。方法:(1)镁合金及钛合金浸提液的制备:按照ISO10993-12标准计算出制备浸提液所需的培养基体积,镁合金和钛合金在使用前均需置于超声波清洗器中清洗30min并高温高压灭菌,之后分别放置于10%胎牛血MEM-α细胞培养液中,于37℃,5%CO2孵箱中放置24h分别制备成镁合金、钛合金浸提液。将浸提液分别用MEM-α稀释成25%,50%,75%,100%四个浓度。(2)研究新型镁合金对成骨细胞黏附影响及作用:小鼠MC3T3-E1细胞培养至第三代后,采用含罗丹明的鬼比环肽和DAPI、碱性磷酸酶染色探究新型镁合金和钛合金对MC3T3-E1的影响;通过Western blot、定量PCR测定新型镁合金和钛合金在成骨细胞黏附过程中纤连蛋白、Ⅰ型胶原、整合素α2、FAK的表达;通过Western blot法测定FAK-Akt-m TOR信号通路的关键蛋白的表达,通过向镁合金浸提液中加入FAK-Akt-m TOR信号通路特异性抑制剂Wortmannin,进一步研究FAK-Akt-m TOR信号通路对成骨细胞生物学行为的影响。(3)研究新型镁合金对成骨细胞增殖影响及作用机制:通过CCK-8法测定新型镁合金和钛合金对成骨细胞增殖的影响;通过Western blot、定量PCR测定新型镁合金和钛合金在成骨细胞增殖过程中FAK、GLUT3的影响;通过Western blot法测定ERK信号通路的关键蛋白的表达,通过向镁合金浸提液中加入ERK信号通路特异性抑制剂SCH772984,进一步研究ERK信号通路对成骨细胞生物学行为的影响。结果:(1)新型镁合金对成骨细胞黏附影响及作用机制:(1)采用含有罗丹明的鬼比环肽和DAPI、碱性磷酸酶染色结果表明,新型镁合金与钛合金比较,能够促进MC3T3-E1细胞的黏附,并且随着浸提液浓度的增加,MC3T3-E1细胞的黏附也随之增加,具有统计学意义(P<0.05)。(2)Western blot及定量PCR测定纤连蛋白、Ⅰ型胶原、整合素α2、FAK蛋白及m RNA表达,结果显示,与钛合金浸提液组相比较,新型镁合金浸提液组蛋白及m RNA的表达均明显增高,具有统计学意义(P<0.05)。(3)通过定量PCR检测在MC3T3-E1细胞黏附过程中m TOR m RNA的表达以及Western blot检测p-AKT,p-m TOR蛋白表达,结果显示,镁合金浸提液组与MEM-α组比较,相关基因及蛋白表达增加;添加FAK-Akt-m TOR信号通路特异性抑制剂Wortmannin后,新型镁合金浸提液对于MC3T3-E1细胞的黏附作用被抑制。(2)镁合金对成骨细胞增殖影响及作用机制:(1)不同浓度的新型镁合金浸提液与钛合金浸提液分别培养MC3T3-E1细胞1,3,5,7d后,采用CCK-8法检测MC3T3-E1细胞增殖活力,结果显示,新型镁合金浸提液对MC3T3-E1细胞增殖的促进作用优于钛合金浸提液(P<0.05),MC3T3-E1细胞的增殖活力随着浸提液浓度的增加而增加,并在50%浓度浸提液培养第5天时达到高峰,具有统计学意义(P<0.05),之后随着浸提液浓度的增加及培养时间的延长,细胞增殖活力有所下降。(2)Western blot及定量PCR检测增殖过程中FAK、GLUT3蛋白及m RNA的表达,结果显示,新型镁合金浸提液能够明显的促进FAK、GLUT3蛋白及m RNA的表达,具有统计学意义(P<0.05)。(3)通过定量PCR检测在MC3T3-E1细胞黏附过程中ERK m RNA的表达以及Western blot检测p-ERK蛋白表达,结果显示,镁合金浸提液组与MEM-α组比较,相关基因及蛋白表达增加;添加ERK-信号通路特异性抑制剂SCH772984后,新型镁合金浸提液促进MC3T3-E1细胞增殖的作用被抑制。结论:(1)新型镁合金促进MC3T3-E1黏附的作用优于钛合金,并且通过FAK-Akt-m TOR信号通路促进MC3T3-E1黏附。(2)新型镁合金促进MC3T3-E1增殖的作用优于钛合金,并且通过ERK信号通路促进MC3T3-E1增殖。
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