人颌骨间充质干细胞的培养及其诱导成骨能力观察

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ieven1989
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目的:探究人颌骨间充质干细胞(Human jaw bone mesenchymal stem cell,hJBMSCs)的体外培养方法,采用Cell Counting Kit-8(CCK8)、流式细胞仪、实时荧光定量PCR等技术对上、下颌骨间充质干细胞的增殖、分化能力比较,为颌骨来源间充质干细胞在组织工程中的应用提供研究基础。方法:1.实验分组根据实验取材位置不同,进行如下分组:hJBMSCs-U(Human jaw bone mesenchymal stem cells derived from Upper jaw)组:细胞来源为上颌骨,分离培养并用成骨诱导液诱导后的hJBMSCs细胞hJBMSCs-L(Human jaw bone mesenchymal stem cells derived from Lower jaw)组:细胞来源为下颌骨,分离培养并用成骨诱导液诱导后的hJBMSCs细胞hJBMSCs阴性对照组:基础培养基培养的hJBMSCs2.hJBMSCs的体外分离及培养收集河北医科大学口腔医院口腔颌面外科埋伏阻生牙、埋伏额外牙、含牙囊肿术中去骨暴露牙冠或病变过程中获得的颌骨骨组织(经患者知情同意),联合酶消化法原代细胞培养后传代培养至3-5代的细胞进行后续研究。3.hJBMSCs增殖活性检测采用CCK8方法检测hJBMSCs的7天内增殖曲线。4.hJBMSCs多向分化鉴定4.1使用流式细胞仪检测hJBMSCs表面特性标记物使用流式细胞仪检测CD34、CD45、CD73、CD90、CD105表面标记物在hJBMSCs中的表达阳性率。4.2 hJBMSCs成骨诱导成骨诱导液作用hJBMSCs细胞,21天后茜素红染色观察钙点数量及面积。4.3 hJBMSCs成脂诱导成脂诱导液作用hJBMSCs细胞,14天后油红O染色观察脂质囊泡形成数量。5.hJBMSCs上hJBMSCs-L组成骨能力的比较5.1通过茜素红染色(Alizarin red staining,ARS)与碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)试剂盒染色比较各组染色。5.2通过实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,q RT-PCR)分析各组相关成骨基因Runx2、OCN、BMP-2的表达。6.统计本研究应用SPSS 21.0与Graphpad prism软件进行分析作图,ARS与ALP染色用Image Pro Plus(IPP)软件分析积分光密度(Integrated optical density,IOD),各组数据由均数±标准差(x±s)的形式表现,方差齐数据间的比较采用独立样本t检验,方差不齐采用非参数检验。多组数据比较采用单因素方差分析,检验水准α=0.05,P﹤0.05为具有显著差异。结果:1.人颌骨骨组织经联合酶消化法培养5-7d,可见细胞自骨组织缝隙长出,呈多角形或梭形贴壁,每3d半换液。传代扩大培养,可见细胞聚集性生长。传代至3-5代细胞生长迅速,3-5d细胞汇合度达容器底80%,具有典型成纤维细胞样形态。2.hJBMSCs增殖曲线结果显示3d后上颌hJBMSCs与下颌hJBMSCs两组达到快速增殖期,增殖能力无统计学差异。3.hJBMSCs流式细胞仪进行表面抗原的检测结果显示细胞阳性表达CD73、CD90、CD105,而CD34、CD45呈阴性表达,符合间充质干细胞特征。4.hJBMSCs成骨诱导液诱导后,细胞逐渐呈不规则形,14d出现较多结节状聚集区,21d后行茜素红染色,可见大片红色矿化沉积,而阴性对照组未见明显钙化结节,细胞形态亦未明显改变。5.hJBMSCs成脂诱导液诱导后,14d可见胞质出现脂滴形成,行油红O染色后,可见部分细胞胞质内脂滴红染,阴性对照组细胞则未见明显变化。6.ARS染色结果显示,hJBMSCs-U组、hJBMSCs-L组均出现散在红染结节,hJBMSCs-U组及hJBMSCs-L组的IOD值均高于对照组,有统计学差异(P﹤0.05);hJBMSCs-L组钙化结节较hJBMSCs-U骨组多,但无统计学明显差异(P﹥0.05);ALP染色结果显示,hJBMSCs-U组、hJBMSCs-L组大量细胞蓝染,明显多于阴性对照组,存在统计学差异,但hJBMSCs-U、hJBMSCs-L组间IOD值,无统计学差异(P>0.05)。7.q RT-PCR分析各组相关成骨基因OCN、BMP-2、Runx2的表达情况显示,OCN、BMP-2、Runx2在hJBMSCs-U、hJBMSCs-L组的表达均高于未成骨诱导处理的阴性对照组(P﹤0.05),hJBMSCs-L组中OCN表达量明显高于hJBMSCs-U组,有统计学差异(P﹤0.05),但BMP-2和Runx 2表达在hJBMSCs-U组与hJBMSCs-L组之间无统计学差异(P﹥0.05)。结论:1.采用联合酶消法可以成功体外培养hJBMSCs,可在短期内获取大量增殖能力良好的传代干细胞。2.上颌hJBMSCs与下颌hJBMSCs均具有较强的成骨分化能力及成脂分化能力,其中上、下颌骨来源的hJBMSCs的成骨能力未见明显差异。3.hJBMSCs经成骨诱导后,OCN、BMP-2、Runx2基因均出现明显高表达,其中下颌hJBMSCs成骨分化后OCN的基因表达明显高于上颌hJBMSCs,表明OCN、BMP-2、Runx2均在hJBMSC成骨分化过程起到重要调节作用,其中OCN在上下颌骨来源的hJBMSCs成骨过程中出现的表达差异有待进一步探讨。
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