位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基底硬度与形貌协同对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响
  • ISSN号:1004-7220
  • 期刊名称:《医用生物力学》
  • 时间:0
  • 分类:R318.01[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]昆明医科大学第一附属医院,骨科,昆明650000, [2]国家纳米科学中心,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(31460244); 云南省科技计划联合专项重点项目(2015FA002); 云南省卫生系统骨科中青年学术技术带头人项目(D-201223); 云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项资金项目(2012FB041)
中文摘要:

目的探讨基底硬度与形貌协同对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone mesenchymal stem cells,r BMSCs)形态、增殖以及成骨分化的影响。方法分别在硬度为3.5 MPa、槽、脊宽为0.3μm的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)基底;硬度为3.5 MPa、槽、脊宽为1.8μm的PDMS基底;硬度为3.5 MPa的平面PDMS基底;硬度为0.27 MPa、槽、脊宽为0.3μm的PDMS基底;硬度为0.27 MPa、槽、脊宽为1.8μm的PDMS基底;硬度为0.27 MPa的平面PDMS基底上培养r BMSCs,利用倒置荧光显微镜观察r BMSCs的形态,CCK-8试剂盒检测r BMSCs的增殖情况,碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)试剂盒检测r BMSCs的ALP活性,免疫荧光技术检测骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)及I型胶原(collagen type I,COL I)的表达,qRT-PCR检测Runx2 mRNA的表达。结果在硬度为3.5 MPa以及槽、脊宽为0.3μm的PDMS上r BMSCs铺展更好、增殖更快,ALP活性更高,OCN、COL I及Runx2mRNA表达量明显多于其他各组。结论基底硬度对r BMSCs的增殖有明显影响,而硬度与形貌能协同促进r BMSCs的增殖及成骨分化。研究结果有助于了解生物物理因素在某些疾病(如骨质疏松)发病机制过程中的作用,并可为骨组织工程新材料的研发提供理论基础。

英文摘要:

Objective To investigate the synergic effects of substrate stiffness and topography on the morphology,proliferation and osteogenic differentiation of rat bone mesenchymal stem cells( r BMSCs). Methods r BMSCs were cultured on polydimethylsiloxane( PDMS) substrates with different stiffness( 3. 5,0. 27 MPa) and ordered ridges and grooves( width 0. 3 or 1. 8 μm,depth 0. 5 μm) or planar substrate. Inverted fluorescence microscope was used to observe the morphology of r BMSCs. CCK-8 reagent was used to detect the proliferation of r BMSCs.Alkaline phosphatase( ALP) kit was used to detect the ALP activity of r BMSCs. Immunofluorescence technique was used to detect the expression of osteocalcin( OCN) and collagen I( COL Ⅰ). QRT-PCR technique was used to detect the expression of Runx2 mRNA. Results r BMSCs cultured on substrate with 3. 5 MPa stiffness,0. 3 μm ridge width,0. 3 μm groove width showed greater proliferation,spreading,cytoskeleton arrangement,and OCN and COL Ⅰ secretion,ALP activity,Runx2 mRNA expression were significantly increased as compared to cells cultured on other groups. Conclusions Substrate stiffness has an obvious influence on r BMSCs proliferation,while substrate stiffness and topography can synergistically promote the proliferation and osteogenic differentiation of r BMSCs. The research findings not only help to understand the biophysical factors in the pathogenesis of certain diseases( such as osteoporosis),but also provide a theoretical basis for developing new materials for bone tissue engineering.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《医用生物力学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:戴尅戎
  • 地址:上海市制造局路639号
  • 邮编:200011
  • 邮箱:shengwulixue@163.com
  • 电话:021-53315397
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-7220
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1624/R
  • 邮发代号:4-633
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4565