骨質疏松癥( osteoporosis,OP) 是一種以骨質量 減少和骨組織微結構破壞為特征,導致骨脆性增加 和骨折風險提高的代謝性骨病。當前 OP 的治療主要以藥物為主,非藥物治療為輔。除了傳統的藥 物,研究者發現血管緊張素轉換酶抑制劑( angiotensin-conversting enzyme inhibitors,ACEI) 類藥物同樣有改善骨質疏松的作用。
小鼠胚胎成骨細胞前體細胞 MC3T3-E1 購于中國科學院上海生命科學研究院。
α-MEM 完 全 培 養 基、胎 牛 血 清 ( FBS) 、0. 25% 胰蛋白酶溶液( 美國 Gibco 公司) ; 茜 素紅染液( 質量分數 1%,pH 4. 2,廣州翔博生物公 司) ; 培哚普利·叔丁胺鹽( MCE 中國公司) ; DMSO ( 美國 Sigma 公司) ; 錐蟲藍( 廣州翔博生物公司) ; CCK-8 試劑盒( 日本同仁化學研究所) ; ALP 檢測試劑 盒、BCA 蛋白定量試劑盒、TritonX-100、β-甘油磷酸 鈉、抗壞血酸和地塞米松( 廣州翔博生物公司) 。
iMark 酶標儀( 美國 BIO-RAD 公 司) ; Thermo FORMA 370 CO2 細胞培養箱( 美國密理博公司) ; BCM-1000A 生物潔凈工作臺( 中國蘇凈集團蘇州安泰公司) ; 202A-1 型數顯電熱恒溫干燥 箱( 上海悅豐儀器儀表有限公司) ; OLYMPUSCK40 倒置顯微鏡( 日本 Olympus 公司) ; 可見光分光光度 計 722s( 上海棱光技術有限公司) ; TS-8 脫色搖床 ( 江蘇海門其林貝爾儀器制造有限公司) ; 超低溫冰 箱( 美國 Forma 公司) 。
精確稱取 50 mg 抗壞血酸, 充分溶于10 mL ddH2O 中,用直徑為22 μm 的細針過 濾器過濾后,于 4℃冰箱中保存,每 100 mL 培養基中 加入該溶液 1 mL,使其質量濃度為 50 mg·L - 1 。
精確稱取 2. 16 g β-甘 油磷酸鈉溶于10 mL ddH2O 中,用直徑為22 μm 的細 針過濾器過濾后,于 4℃冰箱中保存,每 100 mL 培養 基中加入該溶液 1 mL,使其濃度為 10 mmol·L - 1 。 1. 5 細胞鑒定 采用傳代細胞培養方法培養和建 立成骨細胞系 MC3T3-E1 細胞實驗模型,并通過觀 察其生物形態及用茜素紅行鈣結節染色對細胞進行基本鑒定。細胞常規培養于含有 10% 胎牛血清的 α-MEM 完全培養基中,5% CO2 37℃孵箱中培養,待 細胞融合度達 90% 時,0. 25% 胰酶消化,按 1∶ 3 比 例進行傳代培養。取生長良好的細胞調整細胞濃度 后接種于 6 孔板中,每組培養基中均加入誘導液作 為誘導培養基,設不加培哚普利的誘導培養基為空 白對照組。培養 7 d 后,用 10% 甲醛室溫固定后,加 入茜素紅染液染色,37℃ 孵育,再用 PBS 孵育,去除 殘留染色液后顯微鏡下觀察鈣結節染色情況。
倒置顯微鏡下觀察,可見 MC3T3-E1 細胞貼壁生長,細胞呈長梭形,胞體豐滿,具有少量短的突觸,中央胞核呈橢圓形或圓形, 核仁清晰。培養至第 3 天,細胞長滿培養 瓶底,呈放射狀、漩渦狀排列,細胞間互相接觸外觀 似“馬賽克”樣。肉眼可見到細胞爬片上不均勻著 色,鏡下觀察到細胞基質中有礦化結節形成,結節大 小、形態不一。第 7 天觀察時鏡下可見各組 細胞均有紅色的礦化結節形成,隨培養時間延長染 色面積增大,鈣結節密度增高; 第 14 天時結節輪廓 清晰,結節間距較大; 培養至 21 d 時結節面積增大, 有的結節邊界甚至超出視野。結合細胞形態和鈣結 節可初步鑒定該細胞為 MC3T3-E1 細胞。因此采用 傳代細胞培養法培養建立成骨細胞系 MC3T3-E1 實 驗細胞模型是成功的,可進行下一步實驗。
實驗結果顯示,48 h 時 1 ×10 - 5 和 1 ×10 - 6 mol· L - 1 有促細胞增殖的能力,提示此 2 種濃度的培哚普 利在足夠長時間的作用下可促進成骨細胞增殖,而 余濃度在實驗的時間里均未有促進細胞增殖作用, 說明培哚普利促進 MC3T3-E1 細胞增殖的適宜濃度 為低濃度。目前的研究表明,MC3T3-E1 細胞能夠 產生 ACE,表面存在 AT1、AT2 受體,培哚普利可抑 制 ACE,但此作用對細胞增殖影響不大,猜測培哚 普利有可能通過激活 MC3T3-E1 細胞中與增殖相關 的信號通路如 wnt 通路、Noth 通路和 BMP-Smads 通 路或增殖相關基因如 c-myc、c-fos 和 c-jun 等,其機制 還需要更多的實驗探討。本實驗證明一定濃度的培 哚普利溶液具有促進成骨前體細胞增殖的能力,與 文獻報道的 ACEI 另一種藥卡托普利作用于 MC3T3-E1 細胞相似,推測培哚普利可以通過促進成骨前體細胞數量增加發揮其成骨作用,為骨形成 提供細胞基礎研究。
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