静磁场对钴、铬离子作用下成骨细胞活力及其分泌RANKL、OPG的实验研究

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目的:通过观察静磁场作用下金属Co2+、Cr3+离子对小鼠成骨细胞(MC3T3E1)细胞活力及其对成骨细胞分泌RANKL、OPG的影响,探讨静磁场作用下金属离子对成骨细胞的影响,寻找防治假体周围骨溶解的新方法。方法:体外培养小鼠成骨细胞,细胞密度为1×105个/ml。在不同静磁场强度(1mT、10mT、100mT)作用下将金属Co2+、Cr3+离子与成骨细胞体外共培养。实验分为4组,实验组:Co2+、Cr3+离子(A组),实验组(B、C、D组):Co2+、Cr3++离子+不同磁场强度(1mT、10mT、100mT)。采用MTT法、ELISA和RT-PCR法分别在多个时间点对细胞活力及RANKL、OPG蛋白水平和基因水平进行检测。结果:MTT显示与对照组相比,在静磁场作用下钴铬离子对成骨细胞毒性呈降低趋势。ELISA检测显示:与对照组相比,不同磁场强度作用下Co2+、Cr3+与成骨细胞相互作用24h后,B、C、D各组RANKL分泌量分别下降9.5%、22.5%、22.6%(P<0.05);48h后,RANKL的分泌量各下降7.6%、11.2%、19.6%(P<0.05)。与对照组相比,在不同磁场强度作用下Co2+、Cr3+与成骨细胞相互作用24h后,B、C、D各组OPG的分泌量增长7.2%、8.7%、22.4%(P<0.05);48h后,B组OPG的分泌量增长0.74%,C、D组OPG分泌量各增长11.9%、23.9%(P<0.05),差异有统计学意义。RT-PCR检测示共培养24、48h后,各组中均有RANKL、OPG基因的表达。与对照组相比,不同磁场强度作用下Co2+、Cr3+与成骨细胞相互作用24h后,各组RANKL基因表达量分别下降5.9%、16.9%、21.1%(P<0.05);48h后,RANKL基因表达量各下降9.3%、21.9%、26.1%(P<0.05)。24h后,各组OPG基因表达量分别上升2.7%、4.9%、3.1%(P<0.05);48h后,OPG基因表达量各上升0.83%、3.9%、5.7%(P<0.05);在不同时间点各实验组RANKL基因表达量与对照组相比显著下降,其中C、D组下降幅度较为明显,而OPG基因表达量上升幅度较小。B、C、D组RANKL/OPG的比值不论是蛋白水平还是基因水平均较A组明显降低;其中C、D组RANKL/OPG的比值下降幅度大于B组。结论:静磁场能拮抗Co2+、Cr3+金属离子对成骨细胞的毒性作用,同时能一定程度增加成骨细胞OPG的释放及减少成骨细胞RANKL的分泌,下调RANKL/OPG的比值。对抑制假体周围骨溶解的发生起积极作用。
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