低强度脉冲超声促进MC3T3-E1成骨分化的机制研究

作者：易雪婷; 张俊^*

来源：生物医学工程与临床, 2021, 25(06): 663-668.

DOI：10.13339/j.cnki.sglc.20211022.019

• 低强度脉冲超声(LIPUS)
• 2+)" name="keyword">镁离子(Mg2+)
• RUNT相关转录因子2(RUNX2)
• 碱性磷酸酶(ALP)

目的探讨低强度脉冲超声(LIPUS)促进成骨细胞MC3T3-E1成骨分化的机制研究。方法采用LIPUS辐照小鼠MC3T3-E1成骨细胞系(30 mW/cm2、1.5 MHz、25 min/d)。在光学显微镜下观察24 h后成骨细胞形态,通过镁离子探针Mag-Fluo-4 AM染色,实时观察LIPUS干预对成骨细胞镁离子内流的影响。通过碱性磷酸酶(ALP)染色及茜素红染色检测LIPUS对成骨细胞矿化能力的影响。通过实时定量-聚合酶链式反应(PCR)检测LIPUS对ALP和RUNT相关转录因子2(RUNX2)相对表达量的影响。结果经过LIPUS辐照25 min/d后,小鼠成骨细胞胞浆饱满,细胞间彼此连接增多,细胞密度相比对照组提高。相比对照组,LIPUS处理后小鼠成骨细胞中镁离子探针阳性细胞面积增加[(16.81±3.70)%vs(4.94±1.85)%],差异具有显著统计学意义(P <0.01)。相比只使用成骨诱导液的对照组,连续LIPUS刺激的实验组显著增加了ALP阳性细胞面积[(51.80±3.60)%vs (11.38±2.33)%],差异具有显著统计学意义(P <0.01)。此外,与对照组相比,LIPUS刺激显著增加了矿化结节阳性的细胞面积[(39.24±7.57)%vs (1.54±0.41)%],差异具有显著统计学意义(P <0.01)。表明LIPUS干预可以显著增强成骨细胞ALP表达及矿化能力。实时定量-PCR结果显示,LIPUS刺激后,成骨细胞ALP表达增加(2.79±0.48)倍,相比阴性对照组显著增加(P <0.01);LIPUS组RUNX2表达增加(18.22±1.35)倍,相比阴性对照组显著增加(P <0.01)。结论 LIPUS促进镁离子内流,上调成骨相关标志物ALP、RUNX2表达量,从而促进成骨细胞矿化及钙沉积。

• 单位
  南京医科大学; 苏州市立医院