掺锶磷酸钙骨水泥的体外细胞生物学性能评价及其与掺锶量的相关性

目的 评价"SrHPO4/Ca4(PO4)2O/CaHPO4"系掺锶磷灰石骨水泥的生物相容性及其与掺锶量的关系.方法 通过急性全身毒性、热原性、溶血性、体外细胞毒性以及成骨细胞在材料表面的黏附、增殖与表达等实验,检测材料的性能及生物降解潜能.结果 "SrHPO4/Ca4(PO4)2O/CaHPO4"系掺锶磷灰石骨水泥的急性全身毒性、热原性、溶血性、体外细胞毒性均为合格.Sr-CPC的热原性、溶血性以及碱性磷酸酶值与掺锶量呈非线性关系.结论 含锶磷酸钙骨水泥体外细胞生物相容性良好,是安全的新型骨组织工程支架材料.     

体外大鼠成骨细胞对破骨细胞形成的影响

目的通过将鼠成骨细胞与破骨细胞直接共培养的实验方法,研究成骨细胞对破骨细胞分化及功能成熟的影响。方法按照M-CSF 30μg/L、RANKL 50μg/L的浓度对鼠骨髓单个核细胞诱导培养6 d,与原代培养3 d的鼠成骨细胞按细胞数量1∶1直接共培养,加入1,25-(OH)2D31×10-8mol/L和PGE21×10-6mol/L,利用形态学观察、TRAP染色、骨吸收陷窝检测等方法对共培养细胞进行鉴定。结果成骨细胞与破骨细胞共培养时,成骨细胞有明显的生长优势;染色后显微镜下可见大量呈单层排列的成骨细胞,偶见TRAP( )的破骨细胞。结论成骨细胞对破骨细胞分化及功能成熟的影响与两者的相对数量有关。本实验中,由于成骨细胞快速生长,当其数量多于破骨细胞时,可能使1,25-(OH)2D3对成骨细胞RANKL表达的上调作用不足,且PGE2对成骨细胞OPG表达的下调作用不足,从而主要表现为对破骨细胞形成及分化的抑制作用。     

β,β-胡萝卜素改善H_2O_2对成骨细胞损伤的影响

目的研究β,β-胡萝卜素增强成骨细胞抗自由基损伤的作用。方法用H2O2作用M3T3-E1成骨细胞,建立自由基损伤细胞模型。培养的成骨细胞分为对照组、模型组、β,β-胡萝卜素低剂量组(1×10-8mol/L)、β,β-胡萝卜素中剂量组(1×10-7mol/L)和β,β-胡萝卜素高剂量组(1×10-6mol/L)。测定不同处理组细胞活力、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、活性自由氧(reactive oxygen species,ROS)含量、脂质过氧化物(lipid oxygen,LPO)含量,同时利用荧光偏振法测定细胞膜流动性。结果模型组细胞活力、SOD活性、细胞膜流动性均比不同β,β-胡萝卜素剂量组有显著降低(P<0.01),而ROS、LPO含量均比不同β,β-胡萝卜素剂量组有显著升高(P<0.01)。结论H2O2摄入会导致成骨细胞的氧化损伤,而β,β-胡萝卜素可以预防或降低此类损伤对细胞的影响。     

糖皮质激素对成骨细胞局部的肾素-血管紧张素系统的调节作用

目的利用小鼠的MC3T3-E1细胞来观察地塞米松对成骨细胞局部肾素-血管紧张素系统的调节作用。方法常规培养MC3T3-E1细胞,细胞免疫组织化学观察成骨细胞局部肾素-血管紧张素系统组分血管紧张素Ⅱ的Ⅰ型和Ⅱ型受体以及血管紧张素转化酶的表达。然后利用无血清培养基培养12h后,将MC3T3-E1细胞分为4组:对照组、地塞米松组(10-6 mol/L)、地塞米松+米非司酮组以及米非司酮组(10-5 mol/L)。待干预36h后,检测血管紧张素转化酶的活性。利用半定量PCR检测血管紧张素Ⅱ的Ⅰ型和Ⅱ型受体以及血管紧张素转化酶的mRNA的表达水平。利用Western blot方法检测血管紧张素Ⅱ的Ⅰ型和Ⅱ型受体以及血管紧张素转化酶的蛋白表达水平。结果与对照组比较,地塞米松明显增加了成骨细胞的血管紧张素转化酶的活性、同时也增加了血管紧张素Ⅱ的Ⅰ型和Ⅱ型受体以及血管紧张素转化酶的蛋白和mRNA的水平(P<0.05),但当同时给予米非司酮时,地塞米松的这种作用被阻断(P<0.05)。当单独给予米非司酮时,成骨细胞上血管紧张素转化酶的活性、血管紧张素Ⅱ的Ⅰ型和Ⅱ型受体以及血管紧张素转化酶的蛋白和mRNA的水平与对照组比较均无发生明显变化(P>0.05)。结论地塞米松通过成骨细胞上的糖皮质素受体激活成骨细胞局部肾素-血管紧张素系统,这很可能是激素性骨质疏松的发病机制之一。     

甲状腺功能与骨生长因子基因BMP-2、IGF-1表达的关系

目的　探讨甲状腺激素对骨发育调节作用的分子机制。本文从体内和体外实验两方面研究了甲状腺激素对BMP 2、IGF 1基因的调节作用。方法　复制碘缺乏大鼠动物模型 ,检测了甲状腺激素缺乏状态下大鼠颅骨中BMP 2、IGF 1基因表达水平。原代培养正常和碘缺乏大鼠颅骨成骨细胞 ,加入T3 观察成骨细胞中BMP 2、IGF 1因表达水平的变化。结果　BMP 2、IGF 1基因表达水平在碘缺乏大鼠颅骨中明显降低。 1、14、2 8、4 2、5 6、84各日龄正常组大鼠颅骨中BMP 2mRNA表达量分别为 3.2、4 .0、0 .75、0 .6 2、0 .4 6和 0 .31× 10 -16mol·μg-1总RNA ,碘缺乏组分为 0 .9、0 .5 2、0 .2 0、0 .16、0 .13和 0 .2 0× 10 -16mol·μg-1总RNA ,分别为正常组的 1/ 6 .5、1/ 7.6 9、1/ 3.75、1/ 3.88、1/ 3.5 4和 1/ 1.5 5。各日龄正常大鼠IGF 1相对表达量 (IGF 1与 β actin的灰度值比 )为 1.2 8± 0 .17、1.2 7± 0 .18、1.14± 0 .16、0 .84± 0 .0 7、0 .4 8± 0 .10和 0 .89± 0 .0 8;碘缺乏大鼠分别为 1.0 4± 0 .0 4、1.19± 0 .12、1.16± 0 .0 2、0 .4 5± 0 .0 5、0 .4 0± 0 .0 3和 0 .6 5± 0 .0 5 ,分别较正常组降低了 2 3%、6 .7%、7.5 %、87%、2 0 %和 37%。体外实验中 ,T3 浓度从 0 ,10 -10 ～ 10 -6mol·L-1?     

甲状腺功能与骨生长因子基因BMP—2、IGF—l表达的关系

目的　探讨发育期缺碘所致甲状腺功能低下造成的发育障碍及对骨发育的影响。方法　复制了第 1代和第 2代碘缺乏大鼠动物模型 ,测定血清中T3 、T4水平 ,拍摄X光片 ,并作股骨远端骨切片观察骨发育情况。结果　甲状腺病理学变化显示 ,从生后 1d开始 ,碘缺乏大鼠已经出现了甲状腺肿大的典型变化 ,包括 :滤泡体积变小、形状不规则、胶质明显减少或缺如。滤泡上皮细胞增大呈柱状 ,胞浆淡染 ,有空泡变性 ;滤泡间小血管增多 ,充血明显。碘缺乏大鼠的体重在整个发育过程中 ( 1～ 84d)始终低于正常组 ,平均降低了 5 6 %。X光片中可见 ,碘缺乏大鼠的长骨较同日龄正常大鼠短且细 ,骨间隙增大 ,钙化不良。股骨远端骨骺病理切片显示 ,碘缺乏大鼠次级骨化中心形成迟缓且小 ,骨骺生长板中几个软骨细胞区域层次混乱 ,储备细胞数目减少 ,增殖区宽度较正常大鼠者减少。生后补碘可以部分纠正上述改变。结论　碘缺乏导致大鼠发育迟缓 ,体重增长缓慢 ,同时亦引起骨骼发育障碍。生后补碘可以改善骨骼发育。     

大骨节病差异表达基因PAPSS2对成骨细胞矿化及碱性磷酸酶活性的影响

目的探讨大骨节病差异表达基因PAPSS2在MC3T3-E1细胞成骨样分化过程中的表达及其对碱性磷酸酶(ALP)活性和细胞矿化的影响。方法培养MC3T3-E1细胞并诱导成骨分化,观察PAPSS2在成骨细胞分化过程中的基因及蛋白表达情况;用慢病毒介导的RNA干扰(RNAi)技术或逆转录病毒转染高表达载体,分别构建PAPSS2低表达慢病毒及逆转录病毒高表达载体包装,滴度测定,验证细胞转染效率;分别转染MC3T3-E1细胞并设空白对照组,观察PAPSS2沉默或高表达后ALP活性的变化及细胞成骨矿化的影响。结果 PAPSS2在成骨细胞分化过程中mRNA及蛋白均随着矿化过程表达增加。用慢病毒介导的RNAi技术,成功降低了MC3T3-E1成骨细胞中PAPSS2的表达,使用逆转录病毒转染高表达载体显著增加PAPSS2基因的表达。PAPSS2沉默表达时,ALP活性和细胞矿化作用显著降低,高表达后其作用相反。结论 PAPSS2可调节成骨细胞ALP活性和细胞矿化作用,其异常表达可能与大骨节病骨骼病变相关。     

六磷酸肌醇对人骨肉瘤细胞株MG-63和原代培养成骨细胞增殖的影响

目的研究六磷酸肌醇(inositol hexaphosphate,IP6)对人骨肉瘤细胞株MG-63和原代培养成骨细胞增殖的影响,并探求其抗癌效果的最佳作用浓度。方法原代培养人成骨细胞并鉴定,复苏并常规培养人骨肉瘤细胞株MG-63,MTT法检测不同浓度IP6干预培养时两种细胞的增殖情况,确定IP6的最佳抑癌浓度,并进一步用流式细胞仪检测MG-63细胞周期及凋亡情况。结果当IP6浓度≥1mmol/L时开始抑制MG-63细胞增殖,在4mmol/L时达到最大,并呈时间-剂量依赖性;当IP6浓度为0.5、1mmol/L时,对成骨细胞增殖抑制不明显,2mmol/L时轻度抑制,4mmol/L时导致成骨细胞凋亡。结论 IP6能够抑制人骨肉瘤细胞MG-63的增殖并导致其凋亡,其抗癌的最佳作用浓度为2mmol/L。     

人脐带间充质干细胞的分离培养及向成骨成脂分化的实验研究

目的 探讨并优化人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)体外获取及培养增殖的方法并鉴定;诱导其向成骨细胞和脂肪细胞分化,为其进一步应用奠定基础.方法 用酶消化法分离培养hUCMSCs,通过传代培养、扩增,倒置光学显微镜及原子力显微镜下观察细胞形态;MTT法检测细胞增殖曲线,流式细胞仪检测免疫表型;体外向成骨、脂肪方向诱导分化,并通过特异性染色鉴定其分化能力.结果 采用酶消化法能有效分离纯化hUCMSCs.接种24h,贴壁细胞形态多为长梭型、多边形或成纤维细胞样形态,大小均一.P3、P7代细胞的生长曲线基本一致,增殖能力强.流式细胞仪分析,第3代细胞强烈表达CD29、CD44、CD105,不表达CD34、CD45和HLA-DR.经成骨诱导分化后4周,碱性磷酸酶染色呈强阳性,茜素红染色可见明显钙结节;经成脂诱导3周,油红O染色呈阳性,有明显的脂滴出现.结论 本实验建立了一套体外稳定培养扩增hUCMSCs的方法.所培养的细胞成分单一、扩增迅速、生物学形状稳定,并能使其在体外诱导向成骨细胞和脂肪细胞分化,有望成为组织工程较为理想的种子细胞.     

电刺激活化牙槽骨成骨细胞增殖功能的实验研究

目的　观察电刺激对活化牙槽骨成骨细胞增殖功能的作用 ,探讨电刺激促进牙槽骨缺损修复的机理。方法　实验家兔分A、B两组 ,在双侧下颌牙槽突制作骨缺损区。A组用自制的位于右侧自凝塑胶牙托表面电极刺激实验家兔下颌右侧的骨缺损区 ;左侧及B组不做电刺激作为对照。结果　光镜下实验侧 1～ 2周即可见到大量增生的成骨细胞、成纤维细胞和丰富的毛细血管 ,其中成骨细胞呈多形性改变。 3～ 5周即有大量的骨小梁形成。而对侧和对照组骨小梁较少 ,且钙化差。电镜下实验侧可见到大量增生的成骨细胞胞浆内粗面内质网膨大 ,有大量的核蛋白颗粒 ,线粒体和高尔基体发达 ,呈现高电子密度电子云。结论　电刺激可促进成骨细胞的增殖分化而达到骨修复的目的