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目的: 探索Toll样受体4(Toll Like Receptor,TLR)-4在“干细胞(上室)-成骨细胞(下室)”共培养体系中对大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrowmensenchymal stem cells,BMSCs)向破骨细胞分化的影响及机制。 方法: 以Percoll密度梯度离心法分离大鼠BMSCs,常规培养、传代,镜下观察细胞形态。取第3代活力良好的细胞以流式细胞技术检测经典干细胞表面标志物CD34、CD44、CD54、CD90,鉴定干细胞。取孔径为8μm的Transwell小室,将第3代活力良好的BMSCs制成细胞悬液(密度为1×107/ml)置于共培养小室的上室;将由大鼠BMSCs诱导分化而来的大鼠成骨细胞株进行培养、传代并鉴定后,取活力较好的第3代细胞制成细胞悬液(密度为1×107/ml)置于共培养小室的下室,构建“干细胞-成骨细胞”共培养体系。将构建完成的“干细胞-成骨细胞”共培养体系分为TLR-4激活组和空白组,前者上室中加入TLR-4激动剂脂多糖(10ng/ml),后者上室中加入等体积PBS缓冲液,两组的上室中均加入破骨细胞诱导培养基进行培养。培养第6天,分别取TLR-4激活组和空白组上室细胞制成细胞爬片,进行抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate resistant acidphosphatase,TRAP)染色,染色阳性认为是破骨细胞,比较两组上室破骨细胞数目。在培养第6天,分别取2组下室细胞悬液,以β-肌动蛋白作为内参,蛋白质印迹法(Western blot法)检测并比较核因子κB受体活化因子配体(Receptoractivator for nuclear factor-κB ligand,RAKL)的蛋白表达。 结果: Percoll密度梯度离心法获得细胞,镜下观察原代细胞由最初的散在的非贴壁细胞逐渐形成集落并贴壁,形态由小圆形淋巴细胞样转变为纤维细胞样。经流式细胞技术鉴定,细胞表面标志物表达为CD34阴性,CD44阳性,CD54阳性,CD90阳性,符合BMSCs细胞表面标志物表达特征。细胞在“干细胞-成骨细胞”共培养体系中经干预措施处理后,TRAP染色结果显示,TLR-4激活组上室中破骨细胞数目(55.83±2.44个)多于空白组上室细胞中破骨细胞数目(37.50±2.20个),结果差异有统计学意义(t=13.556,P<0.05)。Western blot法检测结果显示,TLR-4激活组RANKL的蛋白表达较空白组RANKL的蛋白表达更为明显,定量分析显示差异具有统计学意义(t=17.630,P<0.05)。 结论: 在“干细胞-成骨细胞”共培养体系中,激活TLR-4能够促进干细胞向破骨细胞分化,其机制可能与TLR-4促进成骨细胞分泌RANKL有关,上调的RANKL与干细胞表面的核因子κB受体活化因子(Receptor activator for nuclear factor-κB,RANK)作用,通过RANKI/RANK通路促进干细胞向破骨细胞分化。