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目的:建立大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的体外培养体系,探索不同浓度骨碎补总黄酮对大鼠BMSCs增殖与骨向分化的作用,并进一步观察骨碎补总黄酮作用于大鼠BMSCs后对成骨相关基因BMP2mRNA表达的影响。
方法:
1.全骨髓贴壁法对BMSCs进行分离纯化,从形态学、表面抗原表达、细胞周期等生物学特性进行BMSCs鉴定。
2.在含有不同浓度骨碎补总黄酮的条件培养基中,对大鼠BMSCs进行培养,采用MTT方法对各浓度组BMSCs的增殖进行检测。
3.不同浓度骨碎补总黄酮作用于BMSCs7天和14天后,检测碱性磷酸酶(ALP)的含量,并初步确定骨碎补总黄酮在BMSCs骨向诱导中的最佳浓度,并进一步对最佳浓度组进行ALP及矿化结节染色,以定性鉴定BMSCs诱导为成骨细胞。
4.在骨碎补总黄酮最佳浓度组作用BMSCs7天和14天后,采用实时荧光RT—PCR的方法,检测成骨相关基因BMP2mRNA的表达情况。
结果:
1.全骨髓接种48小时后多数贴壁细胞已完成贴壁,14天后达到85%融合。流式细胞仪检测结果显示,第3代细胞G0/G1期中细胞占95.29%,G2/M期为4.17%,S期为0.55%;其中细胞表面抗原阳性标志CD29占97.68%,阴性标志CD45、CD34分别为2.76%、7.93%。
2.MTT检测显示不同浓度组中以10-4g/l、10-5g/l组促增殖作用明显,与无药物对照组比较,有显著性差异(P<0.05),其中以10-5g/l浓度组作用最显著。
3.ALP定量检测中,同无药对照组相比,7天时10-4g/l,10-5g/l、10-6g/l骨碎补总黄酮组ALP表达明显增多(P<0.05),其中以10-5g/l组最显著;而14天时10-2g/l、10-4g/l、10-5g/l、10-6g/l组表达明显增多(P<0.05),以10-5g/l、10-6g/l组为最显著,这两组无明显差异(P>0.05),且各组ALP表达量均较7天时增加。综合各组对BMSCs增殖和分化影响的检测结果,10-5g/l浓度组为促BMSCs骨向分化的最佳浓度组。
4.以骨碎补总黄酮最佳浓度组对BMSCs进行诱导,ALP染色及矿化结节染色均显示阳性,无药对照组为阴性。
5.同无药物对照组相比,骨碎补总黄酮作用于BMSCs7天后BMP2mRNA的表达上调作用较弱,在14天后其上调作用明显增强(P值<0.05)。
结论:
1.采用全骨髓贴壁分离法可获得较为纯净的BMSCs。
2.10-4g/l、10-5g/l骨碎补总黄酮组促BMSCs增殖作用明显,以10-5g/l浓度组作用最好。
3.10-2g/l、10-4g/l,10-5g/l、10-6g/l骨碎补总黄酮均有促BMSCs向成骨细胞分化作用,其作用随骨碎补总黄酮浓度降低及时间延长而增加,其中以10-5g/l、10-6g/l骨碎补总黄酮最明显。
4.10-5g/l骨碎补总黄酮为诱导BMSCs向成骨细胞分化的最佳浓度。
5.10-5g/l骨碎补总黄酮能够上调BMP2mRNA的表达,提示骨碎补总黄酮诱导BMSCs骨向分化的可能作用机制。