碳点示踪并促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的初步研究

作者：史凡; 黄鉴栎; 刘梅; **; 章非敏^*

来源：口腔生物医学, 2021, 12(01): 5-11.

• 碳点
• 骨髓间充质干细胞
• 示踪
• 成骨分化

目的:利用长波长碳点(CDs)标记大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),探讨其示踪可能性及对细胞成骨分化的影响。方法:用透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)检测CDs表征;用CCK-8法和流式细胞术筛选出CDs最佳成像浓度,将最佳浓度的CDs与BMSCs共培养后,通过多种跨膜抑制剂及4℃低温条件,探讨细胞摄取碳点的途径,并利用共聚焦显微镜观察细胞的成像特点,通过溶酶体探针进行荧光共定位以观察CDs在细胞内的分布,同时进行9 d的示踪;在共培养的第4、7天测细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性,第21天通过茜素红检测矿化能力,第7和14天通过实时定量RT-PCR检测Runt相关转录因子2(Runx2)、骨钙素(Ocn)、骨桥蛋白(Opn)、骨形态发生蛋白2(Bmp2)、成骨细胞特异性转录因子Osterix等成骨相关基因的表达。结果:TEM下见CDs为球形颗粒,粒径平均为2.17 mm; FT-IR分析CDs表面富含羟基、氨基等基团;第1天50、100μg/m L浓度下的细胞活性明显升高,而浓度达到300μg/m L时,细胞活性降低,流式细胞术结果显示随CDs浓度升高,BMSCs的标记效率升高;成像结果显示BMSCs呈红色荧光图像,荧光区部分与溶酶体绿色荧光重叠,部分位于细胞质,但不进入细胞核; 4℃培养抑制能量依赖性的内吞途径时,细胞摄取CDs的量明显减少;与对照组相比,CDs组的ALP活性、矿化能力及成骨相关基因表达均有升高。结论:CDs具有示踪并调节BMSCs成骨分化功能的潜力。

• 单位
  有机无机复合材料国家重点实验室; 北京化工大学; 南京医科大学; 南京医科大学附属口腔医院