白细胞介素-1β和电磁场对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

作者：韦盛; 杨勇; 赵东明; 刘朝旭^*; 吴华^*

来源：骨科, 2019, 10(04): 335-339.

DOI：10.3969/j.issn.1674-8573.2019.04.015

• 白细胞介素-1β
• 电磁场
• 骨髓间充质干细胞
• 成骨分化

目的研究白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)和低频电磁场对大鼠骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)成骨分化的影响。方法取第三代大鼠BMSCs置于6孔板培养并随机分为4组:对照组、IL-1β组、电磁场组和IL-1β+电磁场组。IL-1β组和IL-1β+电磁场组在每次换新鲜培养基时加入1 ng/ml IL-1β,电磁场组和IL-1β+电磁场组每天给予15 Hz/1 mT的低频正弦波电磁场刺激4 h。培养3 d后提取RNA和蛋白质,用实时定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨桥蛋白(osteopontin, OPN)及Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2, Runx2)的mRNA表达。Western blotting检测Runx2和OPN的蛋白表达。培养7 d后检测ALP、OPN及Runx2的mRNA表达。另取两组细胞,分别加入1 ng/ml的IL-1β,1 ng/ml的IL-1β+抑制剂SB203580后,给予15 Hz/1 mT的低频正弦波电磁场刺激并分别于0、5、15、30、60及120 min提取蛋白质,用Western blotting检测磷酸化p38的蛋白表达。结果培养3 d后,IL-1β组、电磁场组和IL-1β+电磁场组中ALP、OPN的mRNA的表达量与对照组相比均有明显增高,差异均有统计学意义(P均<0.05)。与对照组相比,电磁场组和IL-1β+电磁场组中Runx2的mRNA的表达量明显升高,差异均有统计学意义(P均<0.05)。与对照组相比,IL-1β组、电磁场组和IL-1β+电磁场组中OPN、Runx2蛋白的表达量均明显增高。培养7 d后,与对照组相比,IL-1β组和IL-1β+电磁场组中ALP的mRNA表达均降低,在电磁场组则升高(P<0.05);IL-1β组、电磁场组和IL-1β+电磁场组中OPN的mRNA表达与对照组相比均增高(P均<0.05);Runx2的基因的表达量在IL-1β组及IL-1β+电磁场组较对照组均降低,差异均有统计学意义(P均<0.05)。磷酸化的p38在第30、60、120 min时的蛋白质表达较0 min时升高(P<0.05),使用p38抑制剂SB203580后磷酸化的p38表达无明显变化。结论 IL-1β和电磁场可以在早期促进大鼠BMSCs的ALP、OPN、Runx2的表达,IL-1β和电磁场可以激活磷酸化的p38。

• 单位
  华中科技大学同济医学院附属同济医院