SDF-1/CXCR4介导体外冲击波促进大鼠骨髓间充质干细胞的黏附、迁移作用

摘要

目的探讨体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)对大鼠骨间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)黏附、迁移及成骨分化的影响及SDF-1/CXCR4通路在其中的作用。方法体外试验分四组:空白对照组(Ctrl组)、冲击波组(ESW组)及CXCR4特异性抑制剂AMD3100对照组(AMD组),采用最适宜能力ESW(500脉冲次数、10 kV)处理MSCs,通过黏附率、划痕试验、Transwell试验对比MSCs黏附及迁移能力的差别,通过ELISA检测SDF-1分泌表达及蛋白免疫印迹法检测CXCR4的表达,研究SDF-1/CXCR4通路的作用;体内试验则选取12周龄SD大鼠48只,随机分成Ctrl、ESW及AMD 3组各16只,采用右侧股骨中段骨缺损模型,各组骨缺损处植入载有该组细胞的PLGA支架,AMD组术后接受AMD3100注射(1 mg/kg/day),于术后第4、8周取材,通过HE染色评估骨缺损区域的骨愈合及新生骨形成情况。结果ESW明显增加了MSCs的SDF-1分泌量及CXCR4受体表达,促进了MSCs的黏附、迁移及骨缺损的愈合,AMD3100可部分抑制ESW此促进作用。结论ESW可促进MSCs的黏附、迁移能力,并促进骨缺损区域的骨愈合,其分子机制与分泌型蛋白SDF-1及其受体CXCR4的表达相关,此结果为ESW在促进骨愈合治疗中的临床应用提供了理论基础。