不同分化阶段的成骨细胞对强磁重力环境的响应

摘要 : 研究强磁重力环境(high magneto-gravitational environment, HMGE)对不同分化阶段MC3T3-E1成骨细胞分化的影响及其可能机制。采用HMGE的μ g[9 Tesla(T)]、1 g(16 T)和2 g(12 T)以及正常对照(1 g, 地磁场)环境, 分别对诱导成骨分化4 d和7 d的MC3T3-E1细胞处理12 h, 对硝基苯磷酸法检测成骨细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性; 茜素红S染色检测细胞矿化结节形成情况; Real-time RT-PCR检测成骨分化相关分子ALP、runt-related transcription factor 2(Runx2), I型胶原α1(type I collagen α1, Col Iα1)、骨钙素(osteocalcin, OC)以及牙本质基质蛋白1(dentin matrix protein 1, DMP1) mRNA的表达。结果发现, 经过12 h的HMGE处理后, 与对照组(C)相比, μ g组和1 g组成骨分化7 d的MC3T3-E1细胞ALP活性显著增加(P<0.001, P<0.01), 而HMGE对成骨分化4 d细胞的ALP活性无显著影响。茜素红S染色显示, μ g组和1 g组成骨分化7 d的MC3T3-E1细胞形成矿化结节较对照组增加。Real-time RT-PCR检测显示, HMGE处理12 h后, 成骨分化4 d与7 d细胞成骨分化相关基因(ALP、Runx2、Col Iα1、OC和DMP1)在μ g组和1 g组的表达明显上调, 而2 g组下调(P<0.05, P<0.01, P<0.001)。结果表明, 处于4 d与7 d不同分化阶段的MC3T3-E1细胞对12 h HMGE环境的处理敏感程度不同, 7 d矿化阶段的细胞对HMGE更敏感, 同时, 磁场表现出促进成骨细胞分化的作用。