低频脉冲电磁场对人脂肪源干细胞增殖及成骨分化的影响

论文摘要

研究背景:电磁场由相互依存的电场和磁场共同组成,其普遍存在于自然界和生物界,对生物学过程有着广泛的影响。在医学领域,运用脉冲电磁场治疗骨折延迟愈合和骨不连已有40多年的历史。低频脉冲电磁场（PEMF）可用于治疗骨不连、骨质疏松和骨关节疾病,促进骨折愈合,并且以其无创伤、无感染、治疗方便、副作用小等优点日益受到人们的关注与重视,而用其治疗骨质疏松患者,可有效提高骨矿密度。这些发现使脉冲电磁场促进成骨的特性得到了广泛认可。成骨是一个有着复杂调控机制的生物学过程,其包含了骨髓间充质干细胞（BMSCs）等前体细胞向成骨细胞的分化以及成骨细胞分泌骨基质并矿化后形成骨组织的过程。成骨细胞是成骨的直接功能细胞。研究表明,脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化、骨基质合成、生长因子的合成和分泌等均具有正性刺激作用。然而与BMSCs相比,脂肪来源的干细胞（ASCs）具有一些更吸引人的临床应用特征,例如丰富的来源,可在脂肪抽吸物中提取干细胞;更快的生长周期;提取过程中受试者更少的不适和手术期间的发病率。ASCs可以分化为成骨细胞,肌细胞,软骨细胞和其他细胞类型。因此,ASCs是治疗PEMF的临床工作的良好替代方案。然而关于脉冲电磁场对于ASCs在成骨方面的作用的研究任存在欠缺。研究目的:本实验使用脂肪源干细胞作为研究促成骨细胞的体外研究模型,试图阐明以下问题:第一,PEMF能否促进ASCs脂肪源干细胞的增殖;第二,PEMF对ASCs脂肪源干细胞向成骨分化方面是否有作用;第三,PEMF对ASCs脂肪源干细胞向成骨分化具体作用。材料与方法:将人ASCs分为对照组（无PEMF暴露）和实验组（每天2小时进行PEMF照射暴露）。脉冲电磁场参数为场强1mT,频率50Hz,本实验研究中我们从几个方面检测了 PEMF对促进细胞增殖和成骨分化的影响:我们通过CCK-8细胞增殖试验证明PEMF对ASCs细胞增殖及凋亡有无影响;为了证明PEMF对对ASCs向成骨分化方面的影响,我们分别对实验组设置1周、2周、3周不同PEMF刺激时间,通过使用ALP染色检测成骨分化特殊指标碱性磷酸酶的表达,使用RNA提取和qRT-PCR实验方法分别对成骨表达特殊基因OPN（骨桥蛋白）,OCN（骨钙蛋白）,Runx-2（转录因子Runxx家族成员之一）的表达进行检测,并通过Western蛋白免疫印迹和免疫荧光染色实验对其相应成骨相关蛋白的表达进行检测。结果:首先,在PEMF的特异强度（1 mT）和频率（50 Hz）下,通过CCK-8细胞增殖检测实验表明,PEMF可以早期促进人ASCs的细胞增殖。其次,我们证明了PEMF可以促进脂肪源干细胞分化为成骨细胞。在ALP染色实验中,实验组中ASCs经过PEMF照射碱性磷酸酶表达量明显增加。在qRT-PCR实验中,特定PEMF暴露2周后实验组OPN,OCN,Runx-2成骨相关基因表达明显增加,通过Western印迹和免疫荧光染色测定,经过较长时间（3周）的PEMF处理后,相应成骨相关蛋白的表达也增加。结论:我们首次发现PMEF可在早期刺激hASCs的细胞增殖,随后促进骨相关基因表达和诱导相关蛋白的表达以刺激成骨分化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 实验材料
•   一、实验的主要试剂及配制
•   二、实验主要设备
• 第二章 低频脉冲电磁场对于人脂肪干细胞增殖的影响
•   一、实验方法
•   二、实验结果
• 第三章 低频脉冲电磁场对于人脂肪干细胞向成骨分化的影响
•   一、实验方法
•   二、实验结果
• 讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 尹玉琨

导师: 田京

关键词: 脉冲电磁场,增殖,成骨分化,人脂肪源干细胞

来源: 南方医科大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,基础医学

单位: 南方医科大学

分类号: R329.2

总页数: 50

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