脉冲电磁场对破骨细胞和成骨细胞分化和功能的影响

摘要

目的:骨质疏松(Osteoporosis,OP)是以单位体积内骨组织量减少、骨组织微细结构破坏、骨脆性增加为特点的一种系统性、全身性骨骼疾病。与OP相关的两种主要细胞是成骨细胞(osteoblast,OB)和破骨细胞(osteoclast,OC)。本文主要研究脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMFs)对OC、OB以及它们的前体细胞的影响。对PEMFs治疗骨质疏松的机理进行初步探讨,为临床PEMFs应用提供依据。
　　 方法:
　　 一、脉冲电磁场对破骨细胞前体细胞和成骨细胞前体细胞的影响:
　　 1、离体PEMFs作用:分离8w龄雌性SD大鼠股骨骨髓细胞,体外培养过程中接受PEMFs作用。
　　 2、活体结合离体PEMFs作用:8w龄活体雌性SO大鼠去卵巢后接受PEMFs作用8w,分离股骨骨髓细胞进行体外培养,继续接受或不接受PEMFs作用。分别培养并观察各组CFU-F(fibroblast colony forming units,成纤维细胞集落形成单位)和CFU-GM(granulocyte/macrophage colony forming unit,粒/巨噬细胞集落形成单位)的克隆形成情况。
　　 二、脉冲电磁场对破骨细胞的影响:8w龄活体雌性SD大鼠去卵巢后,接受PEMFs作用8w,分离股骨骨髓细胞进行体外培养,继续接受或不接受PEMFs作用。对各组分别诱导培养破骨细胞,并进行抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate-resistant acidphosphatase,TRAP)检测、整合素αvβ3、NF-κB受体激活子(receptor activator ofNF-κB,RANK)、组织蛋白酶K(cathepsin K)免疫细胞化学染色检测。
　　 三、脉冲电磁场对成骨细胞的影响:分离6w龄雌性SD大鼠股骨及胫骨骨髓细胞,诱导培养成骨细胞过程中离体PEMFs作用,进行NF-κB受体活化因子配体(receptor activator or NF-κB ligand,RANKL)、细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)检测。
　　 结果:1、离体PEMFs作用时,CFU-GM克隆数减少,CFU-F克隆数增加;2、活体结合离体PEMFs作用时,剂量组的CFU-F均增加,而CFU—GM各组间均无显著差异。3、PEMFs作用后,OC数量明显减少；同时,免疫细胞化学染色显示OC也明显减少。4、PEMFs作用后,OB数量明显增多,OB体外分化能力明显增强。
　　 结论:1、离体PEMFs作用时,PEMFS对OC前体细胞有抑制作用。但活体结合离体PEMFs作用时,未见对OC前体细胞的抑制作用。2、离体PEMFs和活体结合离体PEMFs作用,对OB前体细胞增殖均有促进作用。3、PEMFs对OC的分化和功能有抑制作用,可以抑制OC与骨吸收有关的生物活性。4、PEMFs对OB的分化和功能有促进作用,可以促进OB活性。