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本文从3-4日龄的SD大鼠颅盖骨中分离获得威骨细胞(osteoblast,OB),采用第2-3代的OB研究1α,25-(OH)2D3对OB增殖分化、细胞周期、[Ca2+]i以及超微形态结构的影响,为研究1α,25-(OH)2D3对骨代谢性疾病的防治提供理论依据。
1、成骨细胞的培养与鉴定
为研究各种因子对骨代谢性疾病影响的部分机制,选取3-4日龄SD大鼠颅盖骨,采用胰酶、胶原酶两步消化法获得OB,80%融合后传代。倒置显微镜下观察OB的形态及生长情况,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和茜素红矿化结节染色特异性鉴定OB,MTT法测定OB的生长周期。结果,本方法分离的OB生长状态良好,纯度较高,能满足一般试验的需要。
2、1α,25-(OH)2D3对体外培养成骨细胞增殖分化的影响
为研究1α,25-(OH)2D3对体外培养OB增殖分化的影响,在体外分离SD大鼠乳鼠颅盖骨获得OB培养基础上,细胞传代培养,待80%融合后,添加不同浓度1α,25-(OH)2D3作用1、3、5d,通过MTT法观察细胞增殖,对硝基苯磷酸二钠(p-nitrophenyl phosphate,PNPP)法检测细胞培养液中ALP活性。结果,1、3、5d时,添加1α,25-(OH)2D3各组OB增殖均受抑制,10-8、10-7 mol/L组差异极显著(P<0.01)。1d时不同浓度1α,25-(OH)2D3组ALP活性均极显著高于对照组(P<0.01);3、5 d时,10-7 mol/L组ALP活性明显降低,与对照组差异极显著(P<0.01),其余各组间差异不显著(P>0.05)。说明1α,25-(OH)2D3对OB增殖具有抑制作用,低浓度抑制OB分化,高浓度促进OB分化。
3、1α,25-(OH)2D3对体外培养成骨细胞周期及[Ca2+]i的影响
在体外培养SD大鼠乳鼠颅盖骨OB基础上,添加不同浓度的1α,25-(OH)2D3(0、10-9、10-8、10-7 mol/L),作用20 min、24 h,分别测定[Ca2+]i,48 h后,碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色,流式细胞仪分析细胞周期。结果,20 min时,不同浓度1α,25(OH)2D3组[Ca2+]i均显著高于对照组(P<0.05),24 h时10-9 mol/L1α,25(OH)2D3组[Ca2+]i则显著低于对照组(P<0.05),其余各组间差异不显著(P>0.05);作用48 h后,10-9、10-8、10-7mol/L1a,25-(OH)2D3组OB滞留在G2/M期,表明1α,25-(OH)2D3抑制OB增殖。
4、1α,25-(OH)2D3对体外培养成骨细胞超微形态结构的影响
在体外培养SD大鼠乳鼠颅盖骨OB基础上,添加不同浓度的1a,25-(OH)2D3,作用48 h后,透射电镜、扫描电镜观察各组OB的超微形态结构。结果表明,与对照组相比,10-9 mol/L1a,25-(OH)2D3组细胞铺展较好,表面突起、线粒体数量增多;10-8 mol/L1a,25-(OH)2D3组细胞趋于扁平,表面突起减少且呈现细长状,内质网数量增多,线粒体减少;10-7 mol/L1a,25-(OH)2D3组细胞外基质中大量丝状纤维连接成网状,胞内细胞器较少,出现大量空泡,胞浆内含有大量钙颗粒沉积。说明,随着1α,25-(OH)2D3浓度的增加,细胞趋于扁平,更利于与骨表面接触,从细胞超微形态结构来说明高浓度1α,25-(OH)2D3能够抑制OB增殖,促进OB的分化及功能表达。