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目的:运用低载荷机械振动细胞模型,评价力学载荷作用对小鼠MC3T3-E1细胞生物活性的影响,探讨低载荷机械振动作用小鼠MC3T3-E1细胞成骨相关信号分子基因蛋白表达的变化。 方法: 1研究低载荷机械振动模型对小鼠MC3T3-E1细胞增殖的影响 采用35Hz,加速度0.25g的低载荷机械振动装置,作用于小鼠MC3T3-E1细胞,按每天振动时间,分为A,B,C,D四组,时间分别为0 min,15 min,30 min,60 min,连续7天。通过光镜及MTT增殖实验检测不同振动条件下小鼠MC3T3-E1细胞增殖的变化情况 2研究低载荷机械振动模型对小鼠MC3T3-E1细胞分化能力的影响。 按上述分组,应用低载荷机械振动装置连续干预14天,通过茜素红染色及显微镜观察钙化结节数目及AIP活性测定,研究不同振动条件对小鼠MC3T3-E1细胞分化能力的影响。 3研究低载荷机械振动对小鼠MC3T3-E1细胞成骨相关信号分子基因及蛋白表达的影响 按上述分组,连续干预7天,采用Real-timePCR检测不同振动条件下成骨相关信号分子基因TGF-β及BMP-2,Runx2的转录变化,WesternBlot检测不同振动条件下成骨相关蛋白TGF-β1、pERK及Runx2的表达水平。 结果: 1 A、B、C、D组MTT实验分别为(0.292±0.0254)、(0.553±0.041)、(0.596±0.078)、(0.313±0.037),与A组对比,B组、C组的成骨细胞增殖变化有统计学差异(P<0.05),而D组与A组差异较小(P>0.05); 2 A、B、C、D组ALP活性测分别为(5.014±0.094)、(7.259±0.314)、(8.529±0.186)、(5.299±0.136)。B组、C组的钙化结节数目及ALP活性较A组、D组有显著统计学差异(P<0.01),而D组与A组无明显统计学差异(P>0.05); 3 Real-timePCR检测结果提示,B组、C组成骨细胞的TGF-β1、BMP-2、Runx2转录水平与A组、D组有统计学差异(P<0.05),而D组与A组无明显统计学差异(P>0.05)。Western Blot证实B组、C组成骨细胞的低载荷机械振动刺激TGF-β1、pERK及Runx2蛋白表达水平与A组、D组有统计学差异(P<0.05),而D组与A组无明显统计学差异(P>0.05)。 结论: 1低载荷机械振动(35Hz,加速度0.25g),每天振动1次,每次15 min、30 min,连续7天,可提高小鼠MC3T3-E1细胞的增殖能力;连续14天,可提高分化能力。 2低载荷机械振动(35Hz,加速度0.25g),每天振动1次,每次15 min、30 min,连续7天,可上调小鼠MC3T3-E1成骨相关信号分子TGF-β1、BMP-2及Runx2的基因表达及TGF-β1、pERK及Runx2的蛋白表达。