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目的 骨形态发生蛋白2/7异源二聚体(bone morphogenetic protein 2/7 heterodimer,BMP2/7)具有诱导细胞成骨分化的作用。全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,ATRA)对细胞成骨分化的作用因使用浓度不同而有所差异。通过降低ATRA应用剂量,与BMP2/7异源二聚体单独或联合作用于小鼠成骨前体细胞(mouse embryo osteoblast precursor cell,MC3T3-E1),检测BMP2/7和ATRA单独或联合诱导细胞成骨效果以及探究两者的最适联合浓度,为多因子联合应用修复骨缺损提供实验依据。方法 设置BMP2/7异源二聚体浓度为5ng/m L和50ng/m L,ATRA浓度为50ng/m L、100ng/m L、200ng/m L和300ng/m L。在MC3T3-E1细胞培养液中,单独或联合加入各浓度的BMP2/7与ATRA,刺激培养后检测细胞增殖活性、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色以及ALP活性、骨钙素(osteocalcin,OCN)表达、成骨相关基因表达及茜素红染色。结果 1细胞增殖活性检测:刺激培养第1天,BMP2/7异源二聚体和ATRA联合作用组均高于空白对照组及单独BMP2/7作用组(P<0.05);第4、7天,不管ATRA存在与否,BMP2/7都呈浓度依赖性促进细胞增殖活性;各浓度ATRA单纯作用均抑制细胞增殖活性;50ng/m L ATRA促进5ng/m L和50ng/m L BMP2/7诱导的细胞增殖活性,50ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA联合作用组细胞增殖活性显著高于其他组,5ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组的细胞增殖效果与50ng/m L BMP2/7单独作用组相近,两组间无统计学差异。2 ALP染色及ALP活性检测:刺激培养第4、7天,5ng/m L和50ng/m L的BMP2/7单独作用组的ALP染色面积及ALP活性均明显高于空白对照组,且有无ATRA存在,BMP2/7浓度为50ng/m L时的ALP表达均高于其浓度为5ng/m L时,BMP2/7诱导的ALP表达与BMP2/7浓度呈正相关;各浓度ATRA单独作用时的ALP表达水平均与空白对照组相近;5ng/m L、50ng/m L BMP2/7与浓度为50ng/m L的ATRA联合应用的ALP表达效果均高于同时间点等浓度BMP2/7单独作用组;所有组别中50ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组ALP表达水平最高,且与其他组均有统计学差异;50ng/m L ATRA可促进5ng/m L BMP2/7诱导的ALP表达,达到与50ng/m L BMP2/7相同的效果。3 OCN表达检测:任意时间点,单独使用BMP2/7显著增加骨钙素分泌量,且无论是否存在ATRA,50ng/m L BMP2/7作用组的骨钙素含量均高于5ng/m L BMP2/7作用组;与空白对照组对比,ATRA独自作用于细胞会使骨钙素含量明显降低,ATRA抑制OCN的分泌;ATRA以50ng/m L浓度存在时可促进5ng/m L和50ng/m L BMP2/7诱导OCN分泌,在第4、7天50ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组的OCN表达量分别是50ng/m L BMP2/7单独作用组的1.12倍和1.2倍;50ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组的骨钙素表达量均最高,且与其他组别均有统计学差异;第7天时,5ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组OCN表达水平与50ng/m L BMP2/7单独作用组无显著差异。4成骨相关基因检测:5ng/m L和50ng/m L BMP2/7的单独添加均能使ALP、OCN、Col1和Runx2基因表达水平升高,且等浓度ATRA作用下,50ng/m L BMP2/7作用组的所有成骨相关基因表达水平均显著高于5ng/m L BMP2/7作用组;50ng/m L、100ng/m L ATRA单独作用对ALP和Runx2基因表达水平无明显影响,但抑制OCN、Col1基因表达;在刺激培养第7天50ng/m L BMP2/7与50ng/m L ATRA联合应用对ALP、OCN、Col1、Runx2基因表达具有显著促进作用,5ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组ALP、Col1基因表达水平均与单独50ng/m L BMP2/7组相近。5基质矿化检测:刺激培养至第28天,5ng/m L和50ng/m L BMP2/7单独组的茜素红染色面积均大于空白对照组,且50ng/m L BMP2/7单独组的染色面积大于5ng/m L BMP2/7单独作用组,且等浓度ATRA存在时,50ng/m L BMP2/7的染色面积同样大于5ng/m L BMP2/7,BMP2/7可促进细胞外基质矿化且呈浓度依赖性;所有联合组的基质矿化面积都高于对应相同浓度BMP2/7单独应用组,可见BMP2/7与ATRA可协同促进基质矿化形成,其中50ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组矿化面积最大;5ng/m L BMP2/7+50ng/m L ATRA组矿化面积与50ng/m L BMP2/7单独组无统计学差异(P>0.05)。结论 1无论ATRA存在与否,BMP2/7异源二聚体呈浓度依赖性促进MC3T3-E1的成骨分化。2 ATRA单独应用对细胞成骨分化具有抑制作用。3 ATRA浓度为50ng/m L时与BMP2/7联合应用能够协同促进MC3T3-E1的成骨分化,50ng/m L ATRA和50ng/m L BMP2/7联合应用成骨效果最为显著,50ng/m L ATRA和5ng/m L BMP2/7联合应用可达到与50ng/m L BMP2/7单独应用相似的效果。图12幅;表6个;参98篇。