葡萄糖酸锌碳点在细胞成像和体外促进成骨分化中的作用

作者：孟阳; 杨明锡; 王柳然; 刘东宁; 于维先^*; 王闻天; 武洲

来源：吉林大学学报(医学版), 2019, 45(03): 504-510.

DOI：10.13481/j.1671-587x.20190307

• 荧光碳点
• 生物学成像
• 前成骨细胞
• 成骨分化

目的:通过一步水热法合成葡萄糖酸锌碳点(Zn-CDs),探讨Zn-CDs的细胞成像及其对小鼠前成骨细胞向成骨方向分化的促进作用。方法:一步水热法合成Zn-CDs,采用透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)观察检测Zn-CDs的表征。将不同浓度(0.01、0.10、1.00、10.00、100.00和1 000.00mg·L-1)Zn-CDs浸提液与小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1共培养作为实验组,空白对照组仅加入细胞培养液。采用MTT法检测各组MC3T-E1细胞相对增殖率(RGR);采用激光共聚焦成像观察MC3T3-E1细胞的成像特点;采用qRT-PCR法检测各组MC3T3-E1细胞中Runt相关转录因子2基因(Runx2)、碱性磷酸酶基因(ALP)和骨钙素(OC)mRNA相对表达水平;茜素红染色检测各组细胞中钙化结节数。结果:TEM检测,成功合成粒径为5.25nm的Zn-CDs。荧光光谱,Zn-CDs具有360nm紫外光激发和450nm蓝光发射的荧光性质,并表现激发波长依赖特性。FT-IR检测,Zn-CDs表面主要由羧基和羟基基团构成。与空白对照组比较,共培养24h时1 000.00mg·L-1Zn-CDs组MC3T3-E1细胞的RGR明显降低(P<0.01)。荧光成像,Zn-CDs与MC3T3-E1细胞共培养后,细胞呈现蓝色、绿色和红色的荧光图像,形态轮廓清楚且荧光强度细胞质比细胞核强。qRT-PCR检测,随着Zn-CDs浓度的增加,MC3T3-E1细胞中Runx2、ALP和OCmRNA相对表达水平逐渐升高。茜素红染色,诱导21d后不同浓度Zn-CDs组MC3T3-E1细胞中钙结节数多于空白对照组。结论:Zn-CDs可以有效地进行MC3T3-E1细胞荧光成像,且Zn-CDs具有一定的促MC3T3-E1细胞向成骨方向分化的作用。

• 单位
  超分子结构与材料国家重点实验室; 航天中心医院; 吉林大学; 吉林大学口腔医院