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目的:通过体外细胞共培养实验,研究浓缩生长因子(concentrated growth factors,CGF)对共培养人骨髓间充质干细胞(human bone marrow-derived mesenchymal stem cells,h BMSC)和人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)增殖以及成骨成血管分化能力的影响,并对CGF促共培养细胞成骨作用的机制进行初步探索。方法:(1)抽取健康志愿者血液制备富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)、富血小板纤维蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)、CGF,通过酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测不同富血小板衍生物中主要生长因子血小板源性生长因子-BB(platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB)、转化生长因子-β1(transforming growth factor beta 1,TGF-β1)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的浓度。(2)通过流式细胞术检测h BMSC表面特征性标志;在诱导h BMSC成骨、成脂分化后,通过染色检测其成骨、成脂分化能力。(3)利用流式细胞术检测2%、5%、10%、20%CGF对共培养h BMSC和HUVEC细胞增殖的影响。(4)利用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色以及实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,q RT-PCR)检测2%、5%、10%、20%CGF对直接共培养h BMSC和HUVEC成骨相关基因(ALP、OCN、COL-1、RUNX2),成血管相关基因(CD31、ANG2、v WF、KDR、VEGF)以及CX43基因的表达。并通过免疫荧光染色验证了h BMSC和HUVEC间连接蛋白43(connexin 43,CX43)的存在。(5)通过Transwell小室间接共培养h BMSC和HUVEC,分析直接、间接共培养条件下成骨以及CX43基因的差异。(6)使用TGF-β1通路抑制剂阻断TGF-β1信号通道,使用外源性重组TGF-β1生长因子作用于直接共培养h BMSC和HUVEC,利用q RT-PCR检测共培养h BMSC和HUVEC成骨分化程度,探索CGF中的TGF-β1在直接共培养h BMSC和HUVEC成骨分化中的作用。结果:(1)成功获得PRP、PRF、CGF。通过ELISA检测到CGF中含有更多的PDGF-BB、TGF-β1、VEGF。(2)所购h BMSC形态特征符合骨髓间充质干细胞形态特征,具有良好的成骨、成脂分化能力,流式细胞术检测到细胞表面CD44阳性、CD105阳性、CD45、CD31阴性,可用于后续实验。(3)hBMSC和HUVEC以1:2比例直接共培养时,细胞培养第7、10、14天两者细胞数量均大致一致。当h BMSC和HUVEC以1:2比例直接共培养第7天时,在不同浓度CGF作用下,h BMSC数量随CGF浓度增高而增多。在低于5%CGF浓度条件下,HUVEC数量随着CGF浓度的增加而增多,而相对于不含CGF直接共培养组中的HUVEC,高于5%CGF浓度条件下,HUVEC增殖水平随着CGF浓度的增加而降低。(4)在10%CGF作用下,直接共培养h BMSC和HUVEC的ALP染色最明显。10%CGF直接共培养组的成骨相关基因ALP、COL-1、RUNX2、OCN的表达以及CX43的表达均高于不含CGF的直接共培养组,差异具有统计学意义(P<0.05)。免疫荧光染色显示h BMSC间、HUVEC间以及h BMSC和HUVEC细胞间有CX43蛋白表达。不同浓度CGF直接共培养组的CD31、v WF、KDR的表达与不含CGF直接共培养组相比差异无统计学意义。(5)10%CGF直接共培养组和不含CGF直接共培养组的ALP表达均显著高于10%CGF间接共培养组和不含CGF的间接共培养组,差异具有统计学意义(P<0.05)。10%CGF直接共培养组和不含CGF直接共培养组的OPG、OCN以及CX43基因表达上调较10%CGF间接共培养组和不含CGF间接共培养组更为明显。无论直接共培养,还是间接共培养,相对于不含CGF组来说,10%CGF均能够促进ALP、OPG、OCN以及CX43基因表达的上调。10%CGF作用下的直接共培养组ALP、OPG、OCN以及CX43的表达最高。(6)使用TGF-β1抑制剂后,10%CGF直接共培养组的ALP、OPG、OCN以及CX43基因的表达均下调,且下调后的表达水平与无CGF作用的直接共培养组相近。含有外源性TGF-β1直接共培养组的ALP、OCN的表达高于10%CGF直接共培养组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:hBMSC与HUVEC直接共培养改变了CGF对单细胞培养的h BMSC和HUVEC细胞生物学行为的影响。10%CGF对与HUVEC直接共培养的h BMSC有着明显的促成骨分化作用。直接共培养h BMSC和HUVEC之间借由CX43蛋白构建的细胞间通讯可能是主要调控机制之一。CGF中主要生长因子TGF-β1可能通过细胞外旁分泌信号通道参与调控CGF对成骨的作用。