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论著
聚二甲基硅氧烷基底弹性对大鼠骨髓间充质干细胞骨向诱导分化的影响
中华口腔医学杂志, 2017,52(08): 492-498. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1002-0098.2017.08.009
摘要
目的

模拟体内组织弹性微环境,构建聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)基底,探究该基底的弹性模量对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow stromal cells,rBMSC)成骨分化的影响。

方法

通过调节PDMS基底固化剂及预聚物的比例(质量比1∶10、1∶20、1∶35、1∶60、1∶80)制备5组弹性基底(分别为1∶10、1∶20、1∶35、1∶60及1∶80组);采用原子力显微镜观察并测量基底表面的弹性模量;rBMSC在不同弹性模量基底上诱导培养7 d后,采用实时荧光定量PCR、蛋白质免疫印迹法、免疫荧光染色检测及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase assay,ALP)活性测定等方法检测成骨标志物骨桥蛋白、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein 2,BMP2)、Ⅰ型胶原、骨钙蛋白的蛋白及mRNA表达。

结果

PDMS能模拟生物体内不同组织的弹性,经过表面修饰后,rBMSC在其上贴壁良好,形态规则。培养7 d后,不同弹性基底上rBMSC的4种成骨标志物的表达不同,差异有统计学意义(P<0.05)。1∶20组[弹性模量为(354.1±40.9)kPa],其rBMSC表达的ALP活性显著高于其他4组(P<0.05),其骨桥蛋白、BMP2、Ⅰ型胶原的蛋白表达量(分别为1.80±0.37、1.79±0.28及4.12±0.94),BMP2、骨桥蛋白、Ⅰ型胶原及骨钙蛋白的mRNA表达量(分别为1.30±0.11、1.93±0.29、1.55±0.13及2.56±0.37)均有显著增高的趋势(P<0.05)。免疫荧光染色结果显示,Ⅰ型胶原、骨桥蛋白及骨钙蛋白3种成骨标志物在细胞内部呈阳性表达。

结论

PDMS可满足弹性基底诱导rBMSC骨向分化实验的要求,可作为良好的可观察的实验基底材料,其基底的弹性模量对rBMSC的骨向分化有明显影响。当PDMS弹性模量在特定范围内时,rBMSC向成骨系方向分化最理想。

引用本文: 穆月, 赵继志, 杨春, 等.  聚二甲基硅氧烷基底弹性对大鼠骨髓间充质干细胞骨向诱导分化的影响 [J]. 中华口腔医学杂志,2017,52( 8 ): 492-498. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1002-0098.2017.08.009
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骨髓间充质干细胞
聚二甲基硅氧烷
基底弹性诱导
骨向分化