RGD多肽修饰多孔钽对MG63成骨样细胞-钽界面形态及成骨因子表达的影响

摘要

目的:通过观察精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp polypeptedes,RGD)多肽表面修饰多孔钽对MG63成骨样细胞-多孔钽结合界面形态变化以及相关成骨因子表达的影响,评价RGD修饰多孔钽对钽-骨界面骨整合所起的重要作用。方法:直径10 mm、厚3 mm的多孔钽片通过表面吸附法分别将3种质量浓度的RGD溶液(1 g/L、5g/L、10 g/L)吸附于多孔钽表面。取第2代MG63成骨样细胞与钽-RGD复合培养成为成骨细胞/钽/RGD复合物,分为4组:未修饰Ta组(对照组),1 g/L成骨细胞/Ta/RGD组,5 g/L成骨细胞/Ta/RGD组及10 g/L成骨细胞/Ta/RGD组。扫描电子显微镜观察多孔钽及复合物外观特征、成骨细胞与Ta/RGD界面的相互作用,测定成骨细胞在Ta/RGD材料上的黏附率,免疫细胞化学染色检测各组成骨蛋白骨钙蛋白(osteocalcin,OC)、纤维连接蛋白(fibronectin,FN)及丝状肌动蛋白(filamentous actin,F-actin)的表达。结果:扫描电子显微镜观察,成骨细胞在RGD修饰后多孔钽界面铺展并向孔隙内伸延,分泌细胞外基质覆盖于多孔钽微孔内及界面。24 h、48 h及72 h各组成骨细胞在Ta/RGD材料界面的黏附率均高于未修饰组(对照组),其中5 g/L成骨细胞/Ta/RGD组在48 h的黏附力最强[(68.07±3.80)vs.(23.40±4.39),P<0.05]。免疫细胞化学染色发现,成骨细胞与Ta/RGD复合培养48 h成骨细胞OC、FN及F-actin的阳性表达均高于未修饰组,其中5 g/L成骨细胞/Ta/RGD组高于10 g/L组及1 g/L组[OC:(18.08±0.08)vs.(15.14±0.19),P<0.05;(18.08±0.08)vs.(14.04±0.61),P<0.05。FN:(24.60±0.98)vs.(15.90±0.53),P<0.05;(24.60±0.98)vs.(15.30±0.42),P<0.05。F-actin:(29.20±1.31)vs.(24.50±1.51),P<0.05;(29.20±1.31)vs.(16.92±0.40),P<0.05]。细胞骨架蛋白F-actin呈丝状分布于胞质,沿细胞胞突纵向排列,其蛋白表达高于OC及FN。结论:RGD多肽有利于成骨细胞在多孔钽界面黏附、铺展及细胞骨架蛋白的重组,从而促进成骨细胞-多孔钽界面改建及骨整合。