TCP复合BMP-2诱导hMSCs成骨分化的协调机制研究

李岢昕　徐　兰　黎倬榜　刘也琴

(黑龙江省佳木斯大学,黑龙江　佳木斯　154007)



TCP复合BMP-2诱导hMSCs成骨分化的协调机制研究

李岢昕徐兰黎倬榜刘也琴

(黑龙江省佳木斯大学,黑龙江佳木斯154007)

目的探讨TCP复合BMP-2诱导hMSCs成骨分化的协调机制。方法分别制备TCP支架及TCP复合BMP-2支架材料，自3名志愿者身上分离hMSCs进行传代扩增，取第3代细胞接种备好的支架材料，在复合后的第1、3、7天测量ALP的活性并进行比较。结果在复合后第1天，两组间ALP活性值比较无明显差异(P>0.05)；在复合后第3、7天两组间ALP活性值比较差异显著(P<0.05)；TCP与细胞培养组1、3、7天的ALP活性值差异不显著，无统计学意义(P>0.05)；TCP复合BMP-2与细胞培养组的1、3、7天的ALP活性值随着培养时间的延长，逐渐升高。结论BMP-2能协调TCP促进hMSCs的分化效应，基因治疗可能为骨骼疾病提供一种新的治疗途径。

TCP；BMP-2；人骨髓间充质干细胞；机制研究

大量研究证实BMP-2在骨缺损修复过程中扮演着重要角色，但BMP的合成较少、体内降解速度较快，存在一定的副作用[1]。因此临床上研究将其与相应的支架材料复合，能促进成骨的生长，减轻毒副作用。本文研究TCP联合BMP-2对hMSCs向成骨分化的影响，为临床应用提供实验依据，报道如下。

1　支架材料制备

TCP支架材料的制备：支架材料TCP由东南大学材料系提供，棍状，4 mm×4 mm×12 mm 大小，孔隙率约 75%，孔径约 200～300 μm。将材料以双蒸水反复清洗，洗净孔隙及表面的碎屑，干燥后备用。

TCP复合BMP-2材料制备：参照文献，进行TCP与BMP-2的复合(过程略)[2]。将支架于实验前放入24孔板中，使用α-MEM培养基浸泡过夜备用。

2　实验方法

2.1hMSCs细胞培养

选取3名志愿者，均为股骨骨折患者，签署知情同意书。穿刺分离骨髓人充质干细胞(hMSCs)，以α-MEM培养基进行培养传代，

2.2细胞复合支架材料制备

hMSCs传代扩增，取第3代细胞以1×107/mL 的细胞浓度接种在制备的支架材料进行复合，每个支架滴加80 μL细胞，后将支架放入培养箱内2 h，促进细胞与支架黏附。

2.3碱性磷酸酶活性

在细胞与支架复合后的第1、3、7天定量检测ALP活性。采用磷酸对硝基苯酯法(PNPP)检测ALP活性。

2.4统计学分析

采用SPSS 16.0统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差表示，采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

3　结　果

经过统计学分析，TCP单独与细胞培养组的1、3、7的ALP活性值分别为(8.81±1.2)、(9.05±1.4)、(9.23±1.5) nmol/(mg·h-1)，各组间差异不显著(P>0.05)；TCP复合BMP-2与细胞培养组的1、3、7天的ALP分别为(9.01±1.0)、(12.24±2.2)、(49.01±4.5) nmol/(mg·h-1)，随着培养时间的延长，ALP活性逐渐升高；在复合后第1天，两组间ALP活性值比较无明显差异(P>0.05)；在复合后第3、7天两组间ALP活性值比较差异显著(P<0.05)。

4　讨　论

hMSCs中ALP的活性能反映骨细胞的分化情况，本文选择hMSCs作为研究载体，通过检测TCP单独、TCP复合BMP-2的生物复合材料与hMSCs共培养后ALP的活性，观察TCP联合BMP-2对hMSCs向成骨分化的影响，结果提示TCP单独与细胞培养组1、3、7天的ALP活性值差异不显著，TCP复合BMP-2与细胞培养组的1、3、7天的ALP活性值随着培养时间的延长而逐渐升高，说明BMP-2复合TCP支架材料上hMSCs成骨分化良好，能促进TCP复合hMSCs的成骨分化作用。在真空吸附条件下，BMP被吸入TCP微孔中保存，待hMSCs接种支架时，BMP直接作用诱导成骨，引导血管长入材料，为新骨形成提供充分的营养。此外，由于微孔变大，BMP逐渐被释放，保证了骨缺损部位的充足BMP浓度，作用于间充质细胞，诱导细胞分裂，转化成软骨和成骨细胞，促进骨修复。

[1]王强.CS/β-TCP/rhBMP-2复合因子加血管束修复兔下颌骨缺损的实验研究[D].山东大学,2012.

[2]郑军.HA/TCP复合BMP及bFGF在体内成骨能力及对骨缺损修复的实验研究[D].东南大学,2005.

TCP Composite BMP-2 induced Differentiation of hMSCs Development Coordination Mechanism Research

LI Kexin, XU Lan, LI Zhoubang, LIU Yeqin

(Jiamusi University in Heilongjiang Province, Heilongjiang Jianmusi 154007, China)

ObjectiveTo discuss the TCP composite BMP-2 induce the differentiation of hMSCs osteogenesis coordination mechanism. MethodsRespectively, the preparation of TCP stents and TCP compound BMP-2 material, since the separation of three volunteers to extend the hMSCs amplification, third-generation cell inoculation prepared scaffold materials, in a composite measure 1, 3, 7 days after the activity of ALP and compare. ResultsIn a composite after 1 day, ALP activity value comparison between the two groups have no significant difference (P>0.05); 3 and 7 days after composite ALP activity value is significant difference between the two groups (P<0.05); TCP and cell culture group of 1, 3, 7 days the ALP activity of value difference was not significant, no statistical significance (P>0.05); TCP composite BMP-2 with cell culture group of 1, 3, 7 days the ALP activity of value as the extension of incubation time, gradually increased. ConclusionBMP-2 can coordinate the TCP promote hMSCs differentiation effect, gene therapy may provide a new treatment approach for bone diseases.

TCP; BMP-2; human bone marrow mesenchymal stem cells; mechanism research

1006-446X(2016)07-0014-03

2015 - 11 - 04

R 681

A