电磁场对地塞米松干预下骨髓间充质干细胞增殖分化的效应及机制研究

发布时间：2018-02-19 19:48

  本文关键词： 电磁场 骨髓间充质干细胞 地塞米松 ERK1/2 增殖 分化　出处：《华中科技大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目的： 1、探讨正弦波电磁场对大鼠BMSC增殖及成骨分化效应的时间依赖性。 2、研究正弦波电磁场在地塞米松干预下对BMSC增殖及成骨、成脂分化的效应。 3、研究MEK/ERK通路在正弦波电磁场直接和在地塞米松干预下发挥效应中所起的作用。 方法： 1、体外分离培养并鉴定大鼠BMSC。选用生长状态良好的第三代细胞经15Hz,1mT的正弦波电磁场暴磁不同天数(1d、4d、7d、10d、14d)后比较细胞增殖情况。比较电磁场每天暴磁不同时间(1h、4h、8h)对BMSC成骨相关指标基因表达、ALP活性及胞外基质矿化的影响。 2、用不同浓度(1nM、10nM、0.1μM、1μM)的地塞米松处理BMSC不同时间后观察细胞增殖情况。比较不同浓度的地塞米松作用BMSC7d、14d后对其成骨、成脂相关基因和蛋白表达的影响及对细胞ALP活性、胞外基质矿化和胞内脂质沉积的影响。观察15Hz,1mT SEMF与0.1μM地塞米松联合作用5d对BMSC增殖的影响。在0.1μM地塞米松干预下,观察比较15Hz,1mT SEMF对BMSC成骨、成脂相关基因和蛋白表达量的影响及对细胞ALP活性、细胞内脂质沉积的影响。 3、用15Hz,1mT SEMF作用BMSC1d、3d观察其对ERK蛋白磷酸化的影响,用MEK/ERK通路特异性抑制剂—U0126与SEMF单独或联合作用BMSC3d,比较p-ERK蛋白表达量的变化。U0126与SEMF共同作用BMSC不同时间,观察比较细胞增殖情况,观察U0126对SEMF诱导的BMSC成骨指标高表达的影响。检测SEMF和地塞米松单独或联合作用不同时间对BMSC的ERK蛋白磷酸化的影响。研究U0126对SEMF和地塞米松联合作用下成骨指标ALP,成脂指标PPARγ2、AP2基因表达量的影响。 结果： 1、分离培养的细胞主要呈长“纺锤形”和大多角形,贴壁生长,并具有向成骨方向和成脂方向分化的能力。SEMF暴磁可促进BMSC增殖,效应在作用的第7d和第10d时较为明显。SEMF暴磁可以促进BMSC成骨指标RUNX2、BSP、OPN表达,增强ALP活性并促进细胞外基质矿化,并且在经过7d暴磁时,以暴磁4h/d组的效应较为明显,而经过14d暴磁后,以暴磁1h/d组的效应较为明显。 2、较高浓度(0.1μM、1μM)的地塞米松抑制BMSC增殖而较低浓度(1nM、10nM)的地塞米松促进其增殖。在早期,较高浓度的地塞米松抑制成骨相关基因的表达,抑制碱性磷酸酶的活性;在晚期,地塞米松促进成骨指标的表达但是不能增加细胞外钙质沉积。地塞米松浓度和作用时间依赖性的促进成脂指标的表达,促进细胞内脂质沉积。SEMF暴磁后部分消除地塞米松的抑制增殖效应；在早期,SEMF可以部分消除地塞米松的抑制成骨指标表达、抑制碱性磷酸酶活性的效应,晚期,进一步促进地塞米松的促进成骨效应。在作用的各个阶段,SEMF均可部分抑制地塞米松的促成脂效应。 3、经过SEMF暴磁处理后,BMSC的p-ERK蛋白表达升高,并且这种效应可被U0126所抑制。U0126可以部分或完全消除SEMF对BMSC的促进增殖效应和诱导成骨分化效应。15Hz,1mT SEMF短时间(30min)暴磁即可引起ERK磷酸化,而地塞米松抑制其磷酸化,SEMF暴磁1h可以部分消除地塞米松的抑制ERK磷酸化的效应。而且SEMF在地塞米松干预环境下的促进BMSC成骨分化、抑制其成脂分化效应可以被U0126部分抑制。 结论： 1、SEMF暴磁可以直接促进BMSC增殖、诱导其成骨分化,并且此效应存在作用时间依赖性。 2、地塞米松浓度和作用时间依赖性的影响BMSC增殖和成骨、成脂分化；SEMF在地塞米松干预环境下仍可发挥促进BMSC增殖及成骨分化、抑制其成脂分化的效应。 3、MEK/ERK通路在SEMF直接促进BMSC增殖、诱导其成骨分化及在地塞米松干预下促进BMSC成骨分化抑制其成脂分化过程中均起重要作用。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R580

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本文编号：1517960