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本研究拟在体外将兔富血小板血浆(platelet-richplasma,PRP)作用于自体骨髓基质细胞(bonemarrowstromalcells,BMSCs),研究PRP对BMSCs生物活性的影响,探讨PRP运用于牙周组织再生的可行性,为牙周组织工程学研究提供实验依据。
研究材料和方法:①密度梯度离心法分离兔骨髓基质细胞(BMSCs)进行原代培养,细胞达80%融合时传代,倒置显微镜下进行形态学观察。②取第3代BMSCs用SABC法进行CD146的免疫组化染色,进行细胞来源鉴定。用成骨、成脂诱导剂对BMSCs进行多向诱导,VonKossa及油红O染色验证其多向分化能力。③采用二次离心法分离兔全血获得PRP,人工计数法比较全血与PRP中血小板数目。PRP经激活剂(10%氯化钙溶液+牛凝血酶)激活,兔ELISA试剂盒检测上清液中TGF-β1的浓度。④采用不同浓度的PRP(0、5%、10%、20%、30%)作用于生长良好的第3代BMSCs,MTT法检测PRP对BMSCs增殖的影响。以20%浓度的PRP作用于第3代BMSCs,用不同培养基进行培养,MTT法检测PRP促进BMSCs增殖过程中FBS的作用。⑤20%浓度的PRP作用于第3代BMSCs,检测第7、14d细胞裂解液中ALP的水平,研究PRP对BMSCs分化的影响。另设矿化诱导组和完全DMEM培养基组。3w后VonKossa染色检测钙化结节。⑥PRP复合BMSCs接种于自体牙骨质片及骨片上培养,扫描电镜分别观察1、2w的细胞生长情况,培养3w的牙骨质片及骨片经石蜡包埋、切片,HE染色观察细胞贴附及生长情况,免疫组织化学染色检测牙骨质片及骨片表而骨钙素的表达。
研究结果:①原代BMSCs大约3d可形成多数细胞克隆,细胞呈短梭形,至5-7d左右可达到80%融合,细胞形态为均一的长梭形,呈漩涡状排列,传代后细胞形态比原代更均一,生长旺盛,增殖迅速,随传代次数增多,细胞形态出现多样性,7-8代后逐渐呈老化现象。②用SABC法进行CD146的免疫组化染色呈阳性,可证实其为间充质来源的细胞。用成骨、成脂诱导剂对其进行多向诱导后,VonKossa及油红O染色阳性,验证其多向分化能力。③采用二次离心法得到的PRP中血小板数目是全血的4.4倍。PRP经激活剂激活后,析出的上清液经兔ELISA试剂盒检测含有TGF-β1,在标准曲线上能获得相应的浓度值。④随着PRP浓度的升高,对细胞增殖呈促进作用,达20%浓度时最高。20%浓度的PRP在有血清培养基中对细胞增殖的作用大于无血清培养基。⑤PRP作用于BMSCs第7d,PRP组与完全DMEM培养基组的碱性磷酸酶浓度无明显差异,但矿化诱导组的碱性磷酸酶浓度则明显高于前两组,差异有统计学意义(P<0.01);第14d,PRP组、矿化诱导组的碱性磷酸酶浓度均高于完全DMEM培养基组,差异有统计学意义(P<0.01)。PRP作用3w后VonKossa染色阳性。⑥接种于自体牙骨质片及骨片上的BMSCs经含PRP的培养基培养后1w,扫描电镜观察两者表面均有大量细胞贴附,相比较而言,牙骨质片上的细胞较骨片上的稀疏;牙骨质片上贴附的细胞形态更均匀一致,呈长梭形,而骨片上的细胞呈多角形和梭形。2w后的牙骨质片和骨片表面可见多少不一的钙盐沉积。培养3w的牙骨质片及骨片经石蜡包埋、切片,HE染色可见表面细胞贴附,免疫组织化学染色发现表面均表达BGP。
研究结论:①经密度梯度离心法分离的兔BMSCs来源于间充质,具有多分化潜能。②采用二次离心法获得的PRP具有一定浓度的TGF-β1。③PRP能够促进BMSCs的增殖,其最适刺激浓度为20%,其增殖作用的发挥不受培养基中血清的影响并与之有协同促进作用。④PRP对BMSCs的成骨分化有促进作用,提示PRP含有的细胞因子TGF-β1在此过程中起到重要作用。⑤PRP复合BMSCs能够在自体牙骨质片和骨片上附着并生长,随着培养时间的延长,能够分化为成骨细胞。