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组织界面刚度变化对大鼠BMSCs成骨分化的影响
目的 探讨组织界面刚度变化对大鼠BMSCs铺展、增殖和成骨分化的影响,寻找适合其成骨分化的刚度范围.方法 取4周龄SPF级雄性SD大鼠骨髓,采用全骨髓细胞贴壁法分离培养BMSCs并鉴定.取第3代BMSCs,按1×105个/mL密度接种于覆盖弹性模量分别为l、4、10、40、80 kPa聚丙烯酰胺水凝胶(polyacrylamidehydrophilic gel,PA)的普通培养皿(细胞接种于PA基底上),普通培养皿(弹性模量75MPa)作为对照,光镜下观察细胞在不同刚度PA上的铺展状态.选取4、10和40 kPa PA覆盖作为研究对象(分别为A、B、C组),以普通培养皿为对照组(D组),细胞计数检测BMSCs生长情况,ALP试剂盒检测BMSCs的ALP浓度,茜素红染色法检测BMSCs的钙沉积状况,实时荧光定量PCR检测BMSCs的骨钙素(bone gla protein,BGP)、Runx2、Ⅰ型胶原mRNA表达.结果 随着PA刚度的提升,BMSCs铺展面积增加,尤其在10、40 kPa PA上铺展较好.生长曲线示,培养1、2d各组间细胞增殖情况差异无统计学意义(P＞0.05),3～5dB、C组增殖情况明显优于A、D组(P＜0.05),5d时C组显著高于B组(P＜0.05).A、B、C、D组ALP浓度分别为(53.69±0.89)、(97.30±1.57)、(126.60±14.54)、(12.93±0.58) U/gprot,A、B、C组显著高于D组,C组高于A、B组,差异均有统计学意义(P＜0.05).茜素红染色示,C组钙结节百分比为20.07％±4.24％,显著高于A、B、D组,差异有统计学意义(P＜0.05).实时荧光定量PCR检测示,A、B、C组BGP、Ⅰ型胶原mRNA相对表达量均高于D组,C组高于A、B组,差异均有统计学意义(P＜0.05).B、C组Runx2mRNA相对表达量高于D组,C组高于B组,差异均有统计学意义(P＜0.05);A、D组间差异无统计学意义(P＞0.05).结论 10 ～ 40 kPa范围的PA能促进大鼠BMSCs增殖及成骨分化,刚度越高,作用越强.
