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流体剪切力作用于全骨髓细胞体外培养模型的建立

编辑:杨月琴|王松 单位:武汉体育学院协同创新中心

来源:第十届全国体育科学大会发布日期:2015-06-30 11:36:18浏览:158次

 

研究目的:骨质疏松症是常见威胁中老年人健康的疾病之一,大量研究表明运动训练能够预防和治疗骨质疏松症,运动训练能够加速血液流动,不仅为骨组织提供大量营养物质,还产生一定的流体剪切力,作用于骨髓细胞,影响骨细胞的代谢功能。目前国内外关于运动对骨代谢的影响众说纷纭,不同的运动强度,运动时间,对骨代谢的影响不同;并且体内环境复杂,为研究流体剪切力对骨质疏松症的防治作用产生极大困扰。因此,构建合适流体剪切力作用的体外骨髓细胞培养体系,对研究流体剪切力对骨代谢的影响有重要意义,也为骨质疏松症防治的运动处方研究提供参考。本研究参考大量研究,通过对体外培养的全骨髓细胞加诸30Hz流体剪切力,探讨该剪切力对全骨髓细胞成骨和破骨作用的影响,及其力学分析。

研究方法:断颈处死4周龄C57BL/6J小鼠,游离双侧股骨,收集全骨髓细胞,以4×106/毫升接种于6孔板,随机分为2组,即对照组(C组)和流体剪切力作用组(S组),于接种后第2天,运用BETS-M5摇床对S组进行30Hz30min/q2q/d7d的干预后,矿化结节茜素红染色技术鉴定成骨细胞功能,抗酒石酸酸性磷酸酶染色鉴定破骨细胞功能,力学公式分析鉴定流体剪切力的作用范围。实验结果采用独立样本T检验分析,p<0.05为显著性差异。

研究结果:干预7d后,S组和C组均产生大量矿化结节,但S组矿化结节数(mean=130/孔)显著大于C组(mean=50/孔,p=0.001),并且矿化结节面积大于1000um2的矿化结节数比较,S组(mean=44/孔)也是显著多于C组(mean=13/孔,p=0.0002);说明30Hz的流体应力能够显著性促进全骨髓细胞内成骨作用。干预7d后,抗酒石酸酸性磷酸酶染色发现,S组阳性细胞百分比为2%,显著低于C组阳性细胞5%p=0.000),说明30Hz的流体应力能够显著抑制全骨髓细胞的破骨细胞分化或激活。通过加液量3ml6孔板面积9.6cm2, DMEM培养基浓度为4500g/l计算,静止状态下,细胞所受流体压力为0.13N,当6孔板以30Hz左右倾斜,倾斜角度范围为0-12°,即培养孔内最大受力为0.26N

研究结论:该30Hz流体剪切力作用全骨髓体外培养细胞模型后,能够有效的促进成骨细胞的成骨作用,抑制破骨细胞的分化。该流体剪切力作用的有效力学?