铁蓄积环境对大鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

作者：俞晨; 杨帆; 李健; 陈斌; 袁晔; 高焱; 李勇; 费蓓蓓; 徐又佳^*; 彭笳宸

来源：中华实验外科杂志, 2018, 35(04): 719-722.

DOI：10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2018.04.037

• 骨髓间充质干细胞
• 枸橼酸铁铵
• 成骨分化
• 大鼠

目的大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)在铁蓄积环境下培养,观察细胞增殖指标和成骨方向分化的影响。方法无菌条件下取正常SD 4周龄雌性大鼠股骨髓腔细胞,经分离纯化后传代培养,并经流式细胞仪鉴定成功后,体外扩增后接种,由不同浓度枸橼酸铁铵(FAC)(50、100、200 μmol/L)及成骨诱导培养基共同培养,以不加FAC为空白对照组,在第4、7、10、14天收集细胞,采用实时定量反转录聚合酶链反应(RT-qPCR),分别检测成骨细胞分化关键基因:成骨相关转录因子2(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)、骨桥蛋白(OPN)表达;在第14天茜素红染色并半定量检测钙结节形成情况;细胞计数试剂盒(CCK-8)法检测不同浓度FAC对BMSCs增殖的影响。结果随着铁剂浓度的增加,大鼠BMSCs的增殖能力逐渐降低;BMSCs经成骨诱导14 d后,在铁剂影响下,形成的钙结节较空白对照组明显减少,但铁剂干预各组间无明显差异,半定量结果亦显示相同结果(对照组:2.357±0.160、50 μmol/L组:0.308±0.029、100 μmol/L组:0.281±0.031、200 μmol/L组:0.224±0.017,P=0.000);不同浓度的铁剂对BMSCs成骨分化的各个阶段基因都有不同程度的影响。在成骨早期,Runx2的表达在对照组、100 μmol/L和200 μmol/L铁剂干预组有明显差异(对照组:1.000±0.229、100 μmol/L组:0.198±0.044、200 μmol/L组:0.149±0.009,P=0.001),且与浓度存在一致相关性;在成骨中期,不同浓度铁剂对ALP的表达都具有明显抑制(对照组:0.980±0.063、50 μmol/L组:0.018±0.001、100 μmol/L组:0.014±0.002、200 μmol/L组:0.008±0.001,P=0.001);在成骨晚期阶段,不同浓度铁剂较对照组对OPN有明显抑制表达作用(对照组:0.999±0.001、50 μmol/L组:0.170±0.072、100 μmol/L组:0.142±0.008、200 μmol/L组:0.117±0.028,P=0.003)。结论铁蓄积培养环境可明显抑制BMSCs的增殖,同时抑制其向成骨细胞方向的分化,且有剂量依赖性。

• 单位
  遵义医学院附属医院; 中国科学院; 苏州大学附属第二医院