载TGF-β3甲基丙烯酰化肝素对牙髓干细胞成骨分化能力的影响及其机制

作者：邹馨颖; 高爽; 赵红; 刘新; 赵远航; 宋嘉卓; 闫琳琳; 张志民^*

来源：吉林大学学报(医学版), 2022, 48(04): 954-961.

DOI：10.13481/j.1671-587X.20220415

• 转化生长因子β3
• 牙髓干细胞
• 甲基丙烯酰化肝素
• 成骨分化

目的:探讨载转化生长因子β3 (TGF-β3)甲基丙烯酰化肝素(HepMA)对牙髓干细胞(DPSCs)成骨分化能力的促进作用,阐明其可能的作用机制。方法:体外分离培养人牙髓干细胞(hDPSCs)并通过流式细胞术进行细胞鉴定。合成光固化HepMA水凝胶,利用扫描电子显微镜观察材料表面形态特征。合成载不同浓度(20、40、60、80和100μg·L-1) TGF-β3的HepMA (TGF-β3-HepMA),采用其浸提液分别培养hDPSCs 1、 3和5 d,同时设对照组,采用CCK-8法筛选出载TGF-β3的最适浓度。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测各时间点TGF-β3-HepMA中TGF-β3的累积释放量并绘制药物释放曲线。hDPSCs分为对照组、 HepMA组和载最适浓度TGF-β3的HepMA (TGF-β3-HepMA)组,加入含有相对应浸提液的培养基培养24 h,配制成骨诱导液分别诱导hDPSCs 7、14和21 d,采用碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色法检测各组细胞ALP染色及钙结节形成情况,实时荧光定量PCR (RT-qPCR)法检测各组细胞中成骨相关因子mRNA表达水平。结果:分离培养的hDPSCs在光学显微镜下观察呈长梭形;流式细胞术检测,培养的hDPSCs中CD105和CD90呈阳性表达,CD34和CD45呈阴性表达,验证本研究中分离培养的细胞为hDPSCs。扫描电子显微镜(SEM)观察,HepMA平均孔径为50～70μm。ELISA法检测,TGF-β3在7 d内呈突释阶段后缓慢释放,21 d左右达到平衡。CCK-8法检测,与0μg·L-1TGF-β3-HepMA组比较,20、40和60μg·L-1TGF-β3-HepMA组hDPSCs增殖率呈剂量依赖性升高(P<0.05),故载TGF-β3的最适浓度为60μg·L-1。成骨诱导7和14 d时,与对照组和HepMA组比较,TGF-β3-HepMA组细胞中ALP染色面积最大且染色颜色最深,14 d时细胞中ALP染色较7 d时更加明显;成骨诱导21 d时,与对照组和HepMA组比较,TGF-β3-HepMA组细胞中茜素红染色的矿化钙结节面积最大。RT-qPCR法检测,培养7和14 d时,与对照组比较,HepMA组和TGF-β3-HepMA组细胞中Runt相关转录因子2(Runx2)、 ALP、骨钙桥素(OCN)和Ⅰ型胶原蛋白(COL-Ⅰ) mRNA表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01);与HepMA组比较,TGF-β3-HepMA组细胞中Runx2、 ALP、 OCN和COL-ⅠmRNA表达水平明显升高(P<0.05)。结论:载TGF-β3的HepMA能够提高hDPSCs成骨分化能力,其机制可能与上调成骨相关因子的表达有关。

• 单位
  吉林大学口腔医院