脉冲电磁场促进骨髓间充质干细胞I型胶原表达的初步研究

目的研究15 Hz、1 mT脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞I型胶原表达的影响及其机制。 方法体外培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,取第3代细胞,用15 Hz、1 mT脉冲电磁场每日刺激8 h。用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测I型胶原mRNA的表达,用酶联免疫吸附测定(ELISA)和细胞免疫组织化学等方法检测I型胶原的表达;加入环磷腺苷依赖的蛋白激酶A(cAMP-PKA)通路抑制剂和激动剂,并用ELISA和免疫组化的方法观察阻断和促进cAMP-PKA通路后脉冲电磁场对I型胶原表达的影响。 结果15 Hz、1 mT的脉冲电磁场每日刺激8 h可明显促进骨髓间充质干细胞I型胶原的表达（P<0.05）,加入cAMP-PKA通路抑制剂H-89后,脉冲电磁场促进I型胶原表达效应明显减弱,加入cAMP-PKA通路激动剂8-Br-cAMP后脉冲电磁场促进的I型胶原表达效应明显增强。 结论15 Hz、1 mT脉冲电磁场可促进骨髓间充质干细胞I型胶原的表达,脉冲电磁场促进I型胶原表达的效应同cAMP-PKA通路密切相关。     

电磁场刺激对骨髓间充质干细胞即刻早期基因表达的影响

背景:细胞受刺激后即刻早期基因在细胞核内快速表达,其编码的核蛋白作为反式作用因子,通过激活某些基因的转录而调控细胞的增殖、分化等生物学行为.目的:观察电磁场刺激对大鼠骨髓间充质干细胞c-fos、c-myc和c-jun即刻早期基因表达的影响.设计、时间及地点:电刺激干预的体外细胞学观察,于2006-10/2007-01在同济医院矫形外科实验室完成.材料:清洁级健康Sprague-Dawley大鼠6只,由华中科技大学同济医学院动物实验中心提供.电磁场发生器由海军工程大学电机系设计制造.方法:贴壁筛选法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第4代按2×103个/孔接种,每孔均加入200 μL含10%胎牛血清的DMEM-F12培养基,分为2组,对照组细胞置于普通培养箱中培养3 d,暴磁组在培养箱中安装电磁场发生器,频率50 Hz、强度1 mT的正弦波,每次刺激30 min,间隔11.5 h,2次/d,共刺激5 d.主要观察指标:MTT法检测细胞增殖活性,考马斯亮蓝法测定细胞碱性磷酸酶活性,RT-PCR检测即刻早期基因的表达.结果:电磁场刺激3 d后,暴磁组MTT产物吸光度值明显高于对照组(P < 0.01);电磁场刺激5 d后,暴磁组细胞碱性磷酸酶活性明显高于对照组(P < 0.01).与对照组比较,暴磁组c-fos和c-myc基因表达均有不同水平的上调(P < 0.01),c-jun基因无明显变化.结论:电磁场刺激可上调骨髓间充质干细胞中c-fos和c-myc即刻早期基因的表达,可能通过该途径来促进骨髓间充质干细胞的增殖活性,诱导其向成骨细胞分化.     

电磁场刺激对骨髓间充质干细胞即刻早期基因表达的影响

背景：细胞受刺激后即刻早期基因在细胞核内快速表达，其编码的核蛋白作为反式作用因子，通过激活某些基因的转录而调控细胞的增殖、分化等生物学行为。 目的：观察电磁场刺激对大鼠骨髓间充质干细胞c-fos、c-myc和c-jun即刻早期基因表达的影响。 设计、时间及地点：电刺激干预的体外细胞学观察，于2006-10/2007-01在同济医院矫形外科实验室完成。 材料：清洁级健康Sprague-Dawley大鼠6只，由华中科技大学同济医学院动物实验中心提供。电磁场发生器由海军工程大学电机系设计制造。 方法：贴壁筛选法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞，传至第4代按2×103个/孔接种，每孔均加入200 μL含10%胎牛血清的DMEM-F12培养基，分为2组，对照组细胞置于普通培养箱中培养3 d，暴磁组在培养箱中安装电磁场发生器，频率50 Hz、强度1 mT的正弦波，每次刺激30 min，间隔11.5 h，2次/d，共刺激5 d。 主要观察指标：MTT法检测细胞增殖活性，考马斯亮蓝法测定细胞碱性磷酸酶活性，RT-PCR检测即刻早期基因的表达。 结果：电磁场刺激3 d后，暴磁组MTT产物吸光度值明显高于对照组（P < 0.01）；电磁场刺激5 d后，暴磁组细胞碱性磷酸酶活性明显高于对照组（P < 0.01）。与对照组比较，暴磁组c-fos和c-myc基因表达均有不同水平的上调（P < 0.01），c-jun基因无明显变化。 结论：电磁场刺激可上调骨髓间充质干细胞中c-fos和c-myc即刻早期基因的表达，可能通过该途径来促进骨髓间充质干细胞的增殖活性，诱导其向成骨细胞分化。     

Electromagnetic Field Change the Expression of Osteogenesis Genes in Murine Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

In order to identify the differentially expressing gene of bone marrow mesenchymal stem cells （MSCs） stimulated by electromagnetic field （EMF） with osteogenesis microarray analysis, the bone marrow MSCs of SD rats were isolated and cultured in vitro. The third-passage cells were stimulated by EMFs and total RNA was extracted, purified and then used for the synthesis of cDNA and cRNA. The cRNA of stimulated group and the control group was hybridized with the rat oligo osteogenesis microarray respectively. The hybridization signals were acquired by using X-ray film after chemiluminescent detection and the data obtained were analyzed by employing the web-based completely integrated GEArray Expression Analysis Suite. RT-PCR was used to identify the target genes： Bmp1, Bmp7, Egf and Egfr. The results showed that 19 differentially expressing genes were found between the stimulated group and the control group. There were 6 up-regulated genes and 13 down-regulated genes in the stimulated group. Semi-quantitative RT-PCR confirmed that the expressions of Bmpl, Bmp7 mRNA of the stimulated group were up-regulated （P〈0.05） and those of Egf, Egfr were down-regulated （P〈0.05）. It was suggested that the gene expression profiles of osteogenesis of the bone marrow MSCs were changed after EMF treatment. It is concluded that the genes are involved in skeletal development, bone mineral metabolism, cell growth and differentiation, cell adhesion etc.     

电磁场激活细胞外信号调节激酶通络在骨髓间充质干细胞增殖与分化成骨中的作用

目的探讨电磁场作用于大鼠骨髓间充质干细胞对细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路的影响，并进一步研究电磁场诱导所致ERK信号通路变化在骨髓间充质干细胞增殖与分化成骨中的作用。 方法体外培养大鼠骨髓间充质干细胞，取第3代细胞，分为对照组、暴磁组、PD98059组和PD98059+暴磁组。采用Western blotting法检测ERK通路的活性变化，采用四甲基偶氮唑盐（MTT）法检测各组细胞的增殖活性，按照碱性磷酸酶（ALP）试剂盒说明书步骤检测各组细胞ALP活性。 结果①暴磁后5 min，ERK1/2磷酸化水平即明显高于对照组，1 h后仍处于较高水平（P<0.01）；PD98059作用可明显抑制ERK1/2磷酸化水平的升高，提示PD98059可有效阻断ERK通路的激活。②MTT法检测结果提示，暴磁后细胞的增殖活性明显升高，PD98059可明显抑制这种效应。③暴磁组ALP活性明显高于对照组，PD98059+暴磁组ALP活性较暴磁组高（P<0.01），差异有统计学意义。 结论在15 Hz、1 mT的正弦波电磁场作用下，骨髓间充质干细胞ERK信号通路很快被激活，引起细胞增殖活性和ALP活性的改变，这为进一步研究磁场对骨髓间充质干细胞的促增殖和分化成骨机制提供了指导意义。