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成骨细胞是起源于多能的骨髓间质的基质细胞,能够增殖分化,形成骨细胞,并分泌骨质,是参与骨重建的重要细胞之一。细胞外钙离子浓度([Ca2+]o)的升高可以诱导骨的形成。为了研究其机制,本文首先利用MTT比色的方法和Hoechst33342法检测在不同细胞[Ca2+]o作用下,成骨细胞增殖和凋亡的情况。由于细胞增殖和凋亡与细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)的变化有着重要的联系,所以本文接着利用单细胞钙离子荧光成像技术检测成骨细胞[Ca2+]o对于细胞[Ca2+]i变化的影响,并分析了细胞内钙离子变化的机制。
通过用MTT比色法证明:分别用含5mM、10mM、20mM、40mM钙离子浓度培养基的培养,成骨细胞活力增加的比率分别为19.52％、18.64％、-17.96％、-37.19％。通过用Hoechst33342法证明,成骨细胞在含有40mM等高浓度钙离子培养基培养下细胞活力降低系细胞凋亡所致。
单细胞钙荧光成像实验结果表明:1、终浓度为5mM、10mM、20mM、40mM的细胞外钙离子都能够引起成骨细胞[Ca2+]i的升高。并且细胞[Ca2+]o越高,引起细胞[Ca2+]i升高的幅度越大。2、在加入细胞[Ca2+]o刺激初始阶段,尤其是在20mM、40mM浓度组的实验中,细胞[Ca2+]i有一个明显的短暂而迅速的上升的过程(第一上升阶段),接着进入一个持续升高的过程(第二上升阶段)。TMB-8(一种胞内钙释放的抑制剂)可使第一上升阶段细胞[Ca2+]i上升速度明显变缓,第二上升阶段则没有明显的变化。
本文结论:1、低浓度细胞[Ca2+]o能够引起成骨细胞的增殖,高浓度细胞[Ca2+]o可导致成骨细胞凋亡。2、升高成骨细胞[Ca2+]o能够引起成骨细胞[Ca2+]i的增加。3、细胞[Ca2+]o引起成骨细胞[Ca2+]i增加的机制,可能是胞内钙库钙释放与多种钙离子内流机制叠加的结果。