鈦表面鍶改性後骨髓基質幹細胞黏附、遷移、增殖及成骨相關基因的表達

摘要:

鈦表面鍶改性後骨髓基質幹細胞黏附、遷移、增殖及成骨相關基因的表達

文題釋義:

鈦表面鍶改性:鍶是人體必需的一種微量元素,研究表明低劑量的鍶具有促進成骨細胞生長同時抑制破骨細胞功能的作用。有學者利用微弧氧化、陽極氧化加水熱法、直流磁控共濺射等方法在鈦種植體表面塗層內摻入鍶元素,但存在步驟複雜、難以統一標準等缺點。該實驗依次採用NaOH、醋酸鍶、熱處理及水化處理成功對純鈦表面進行鍶改性,在經過鍶改性後可以提高成骨細胞及骨髓基質幹細胞的生物學活性。

骨髓基質幹細胞:是來源於骨髓中未完全分化的原始細胞,這類細胞可塑性極強,有多向分化潛能和低免疫原性以及很強的自我更新能力。FRIEDENSTEIN等在1966年最早從骨髓中提取出了幹細胞,發現在骨髓中含有能分化為其他間質細胞的細胞及成纖維母細胞,且在培養過程中發現該細胞能貼壁呈集落性生長。通過流式細胞術檢測間充質幹細胞表面標記物以及成骨及成脂向誘導,可以對獲得的細胞進行鑑定。

背景:

鍶是一種既刺激骨形成、又抑制骨吸收的元素,純鈦種植體表面鍶改性促進骨質疏鬆狀態下種植體骨結合是當前研究的熱點,具有非常重要的意義。

目的:探討改良鍶改性純鈦表面對大鼠骨髓基質幹細胞黏附、鋪展、遷移、增殖及成骨相關基因表達的影響。

方法:將TA2純鈦片打磨清洗後,依次放於5 mol/L NaOH溶液、100 mmol/L醋酸鍶溶液內處理,並以600 ℃或者700 ℃進行熱處理1 h,去離子水80 ℃水化處理(W)24 h,以純鈦為對照,共分為5組,分別為Ti、Sr600、Sr600W、Sr700、Sr700W組。採用全骨髓培養法獲取大鼠骨髓基質幹細胞,將改性鈦片置於24孔培養板中與細胞懸液培養,CCK-8法檢測骨髓基質幹細胞的黏附和增殖情況。骨髓基質幹細胞與鈦片共培養24 h後對細胞肌動蛋白進行染色,觀察細胞黏附伸展形態;通過細胞劃痕實驗和熒光染色,觀察骨髓基質幹細胞在各組鈦片表面遷移的能力;qRT-PCR法檢測各組細胞Ⅰ型膠原、Runx2、骨保護蛋白、RANKL、骨橋蛋白的mRNA表達。

結果與結論:鍶改性純鈦片可以促進骨髓基質幹細胞的鋪展、遷移。在5 d和7 d時,鍶改性鈦片表面細胞增殖較純鈦組均明顯升高(P < 0.001)。在5 d時,Sr700組的細胞增殖數目較Sr600組高(P < 0.01)。在14 d時,鍶改性純鈦片可以促進骨髓基質幹細胞Ⅰ型膠原、Runx2、骨橋蛋白的表達。結果表明,改良鍶改性純鈦可以促進大鼠骨髓基質幹細胞的黏附、鋪展、遷移、增殖及成骨相關基因的表達,水化處理對大鼠骨髓基質幹細胞成骨向分化具有促進作用。

ORCID: 0000-0003-2166-2487(劉春棟)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點:幹細胞;骨髓幹細胞;造血幹細胞;脂肪幹細胞;腫瘤幹細胞;胚胎幹細胞;臍帶臍血幹細胞;幹細胞誘導;幹細胞分化;組織工程

關鍵詞: 純鈦, 鍶改性, 骨髓基質幹細胞, 細胞黏附, 細胞增殖, 成骨相關基因

文章來源: 劉春棟, 申曉青, 張豔麗, 張小根, 吳補領. 鈦表面鍶改性後骨髓基質幹細胞黏附、遷移、增殖及成骨相關基因的表達[J]. 中國組織工程研究, 2020, 24(7): 1009-1015.


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