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目的:本实验旨在检测AGEs对人牙周膜干细胞骨向分化的影响,以及mir-17在AGEs介导的人牙周膜干细胞骨向分化过程中表达的改变。
方法:有限稀释法克隆化培养纯化HPDLSCs;流式细胞仪鉴定HPDLSCs的表型分子;MTT检测对照组(正常培养液培养)和实验组(含AGEs浓度分别为1ug/ml,10ug/ml,100ug/ml,200ug/ml的培养液培养)PDLSCs的增殖情况;成骨诱导7天后分别对对照组(正常成骨诱导液诱导)和实验组(含AGEs浓度为1ug/ml,10ug/ml,100ug/ml,200ug/ml的成骨诱导液诱导)PDLSCs进行ALP染色,21天后茜素红染色,十六烷基吡啶进行定量分析;RT-PCR和western blot分别检测对照组和实验组PDLSCs成骨基因mRNA水平和蛋白水平的表达;采用细胞转染技术过表达和抑制miR-17在AGE-PDLSCs中的表达,检测其对AGE-PDLSCs的骨向分化的影响。
结果:1.HPDLSCs的分离及纯化:本实验用组织块法培养原代细胞,7天左右组织块周围有细胞爬出,2-3周左右汇集达到80%,克隆细胞大多呈长梭形,胞浆丰满,胞体较小。2.细胞表面分子鉴定:CD105、CD146、STRO-1、CD44表达均呈阳性,CD105的阳性率为80.8%、CD146的阳性率为24.8%、stro-1的阳性率为7.9%、CD44的阳性率为99.8%,实验说明分离的细胞具有干细胞特点。3.MTT显示:不同浓度的AGEs对PDLSCs增殖能力的影响有所差别,高浓度(100ug/ml,200ug/ml)明显抑制PDLSCs的增殖,差异有统计学意义(p<0.05),低浓度(1ug/ml,10ug/ml)对PDLSCs的增殖能力影响不大,差异无统计学意义(p>0.05)。4.钙化结节的形成:成骨诱导液诱导两组PDLSCs,第21天时,茜素红染色,对照组和实验组镜下均可见红色钙化结节,十六烷基吡啶定量显示1ug/ml、10ug/ml、100ug/ml、200ug/ml实验组矿化能力均比对照组低,其中200ug/ml AGEs矿化能力最低,差异均有统计学意义(p<0.05)。不同浓度的实验组之间矿化能力也有统计学差异(p<0.05),结果显示随着AGEs浓度的升高,牙周膜干细胞的矿化能力逐渐降低。5.ALP染色:细胞分组同茜素红染色,对照组加入不含AGEs的成骨诱导液,实验组分别加入含AGEs终浓度为1ug/ml、10ug/ml、100ug/ml、200ug/ml的成骨诱导液,诱导一周,染色后观察:对照组细胞颜色最深,1ug/mlAGEs浓度刺激的牙周膜干细胞颜色次之,且随着AGEs浓度增高,染色的颜色逐渐变浅,各浓度之间观察有差异。6.Real time PCR结果:1)成骨基因的表达:成骨诱导液诱导对照组和实验组细胞7天,实验组细胞RUNX-2、ALP、COL1的表达水平均低于对照组,差异均有统计学意义(p<0.05)。2)mir-17的表达:与0天对照相比,成骨诱导后1天3天7天14天21天对照组和实验组mir-17的表达均下调,但实验组mir-17的表达下调较正常组高。其中第7天下调最为明显,差异均有统计学意义(p<0.05)。7.western blot结果:成骨诱导液诱导对照组和实验组(AGEs浓度为10ug/ml)细胞7天,实验组细胞Runx2、osterix的蛋白表达水平均低于对照组。8.转染结果:1)转染效率的检测:RT-PCR检测mir-17的转染效率,mir-17分别上调了60倍,抑制了接近20倍。2)上调mir-17后成骨基因的检测:RT-PCR检测上调mir-17后对照组和实验组成骨基因表达水平的改变,结果发现实验组BSP、RUNX-2、ALP的表达水平均低于对照组,差异均有统计学意义(p<0.05);western blot显示实验组RUNX-2的蛋白表达水平低于对照组。3)下调mir-17后成骨基因的检测:RT-PCR检测下调mir-17后对照组和实验组成骨基因表达水平的改变,结果发现实验组BSP、RUNX-2、ALP的表达水平高于对照组,差异均有统计学意义(p<0.05);western blot显示实验组RUNX-2的蛋白表达水平高于对照组。
结论:糖基化终末产物影响了牙周膜干细胞的增殖能力和骨向分化能力,AGEs通过影响人牙周膜干细胞骨向分化过程中mir-17的表达从而抑制了HPDLSC的骨向分化。