北京大学学报(医学版) ›› 2017, Vol. 49 ›› Issue (2): 337-343. doi: 10.3969/j.issn.1671-167X.2017.02.027

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低能量激光照射对人脂肪基质细胞增殖分化的影响

隋华欣, 吕培军△, 王宇光, 王勇, 孙玉春   

  1. (北京大学口腔医学院·口腔医院,口腔医学数字化研究中心,口腔修复教研室口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室卫生部口腔医学计算机应用工程技术研究中心口腔数字医学北京市重点实验室,北京100081)
  • 出版日期:2017-04-18 发布日期:2017-04-18
  • 通讯作者: 吕培军 E-mail:kqlpj@bjmu.edu.cn
  • 基金资助:

    教育部科学技术研究项目(113002A)资助

Effect of lowlevel laser irradiation on proliferation and osteogenic differentiation of human adipose-derived stromal cells

SUI Hua-xin, LV Pei-jun△, WANG Yu-guang, WANG Yong, SUN Yu-chun   

  1. (Center of Digital Dentistry, Department of Prosthodontics, Peking University School and Hospital of Stomatology & National Engineering Laboratory for Digital and Material Technology of Stomatology & Research Center of Engineering and Techno-logy for Digital Dentistry, Ministry of Health & Beijing Key Laboratory of Digital Stomatology, Beijing 100081, China)
  • Online:2017-04-18 Published:2017-04-18
  • Contact: LV Pei-jun E-mail:kqlpj@bjmu.edu.cn
  • Supported by:

    Supported by Project of Chinese Ministry of Education, China (113002A)

摘要:

目的: 研究低能量激光照射(low level laser irradiation,LLLI)的照射剂量对人脂肪基质细胞(human adipose-derived stromal cells,hASCs)增殖与分化作用的影响,为LLLI进一步在骨组织工程中的应用奠定基础。方法: 将P4代hASCs接种于孔板中,24 h后利用半导体激光器(980 nm,100 mW~12 W)连续照射4 d。以增殖培养基为空白对照组(PM组),实验组接受2、4、6、8 J/cm2的激光照射,连续7 d进行细胞计数试剂盒(cell counting kit-8,CCK-8)增殖检测。当细胞达到70%的融合后将一半细胞更换为成骨培养基(osteogenic medium,OM),根据培养基及累计接受的激光总能量密度分为6组:PM、OM、PM+LLLI2 J/cm2、OM+LLLI2 J/cm2、PM+LLLI4 J/cm2、OM+LLLI4 J/cm2。于第7天进行碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及定量检测,于第14、21天进行矿化沉积检测,于第7、14天进行实时定量PCR检测成骨相关基因的表达,探究低能量激光对hASCs成骨分化的影响,结果采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。结果: PM+LLLI4 J/cm2组细胞增殖速率最快,OM各组的ALP染色均呈阳性表达,且染色深度随激光能量密度的增高而加重。第14天时,OM各组随激光照射能量升高,矿化结节体积明显增大、数目增多;第21天时,OM组间茜素红染色结果无明显差异。ALP及茜素红定量结果均与相应染色结果趋势一致。hASCs实时定量PCR结果提示,LLLI可促进ALP和Runx2的表达,且促进作用与照射剂量呈正相关。结论: LLLI具有促进hASCs增殖分化的作用,且在一定剂量范围内,这种促进作用会随照射剂量的增大而加强,当达到峰值后随照射剂量的增大而减弱。

关键词: 低能量激光照射, 人脂肪基质细胞, 细胞增殖, 细胞分化, 组织工程

Abstract:

Objective:To examine the in vitro effects of low-level laser irradiation (LLLI) on proliferation and differentiation of human adipose-derived stromal cells(hASCs). Methods: Cultured cells were exposed to different doses of LLLI with a semiconductor diode laser (980 nm; 100 mW-12 W power output). The effects of laser on proliferation were assessed daily up to seven days of culture in cells irradiated for four consecutive days with laser doses of 2, 4, 6 or 8 J/cm2, the cells without irradiation were used as controls. Half of the cells were changed to osteogenic medium (OM) when they had grown to 70% confluence. The hASCs both with and without osteogenic supplements were divided into three groups, and each group was irradiated at doses of 0, 2 and 4 J/cm2. In order to examine the in vitro effects of LLLI on osteogenic differentiation of hASCs, the alkaline phosphatase activity was assessed on day 7, and alizarin red staining (AR-S) and quantitative detection were assessed on days 14 and 21. The expression of osteoblast master genes (ALP and Runx2) were tested on days 7 and 14.  Results: The proliferation medium(PM)+LLLI4 J/cm2 group had the highest multiplication rate. In the groups with osteogenic supplements, LLLI increased alkaline phosphatase activity and mineralized nodule formation, and stimulated the expression of ALP and Runx2. Furthermore, the effect became more obvious at high dose. Conclusion: Our data demonstrated that hASCs proliferation and osteogenic differentiation were enhanced by LLLI. With the increase of laser dose, the effect of LLLI would be enhanced at first, and then be decreased after reaching a peak.

Key words: SLow-level laser irradiation, Adipose tissue human adipose-derived stromal cells, Cell proliferation, Cell differentiation, Tissue engineering

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[1] 敖英芳,曹宸喜. 解析与重塑软骨组织修复再生微环境[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(5): 819-822.
[2] 黄丽东,宫玮玉,董艳梅. 生物活性玻璃对人脐静脉血管内皮细胞增殖及成血管的作用[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(2): 371-377.
[3] 张胜男,安娜,欧阳翔英,刘颖君,王雪奎. 生长停滞特异性蛋白6在人牙周膜细胞迁移及成骨分化中的作用[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 9-15.
[4] 王梅, 李博文, 王思雯, 刘玉华. 猪小肠黏膜下层海绵的制备及促成骨作用[J]. 北京大学学报(医学版), 2020, 52(5): 952-958.
[5] 谢静,赵玉鸣,饶南荃,汪晓彤,方滕姣子,李晓霞,翟越,李静芝,葛立宏,王媛媛. 3种口腔颌面部来源的间充质干细胞成血管内皮分化潜能的比较研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2019, 51(5): 900-906.
[6] 梁晨,张维宇,胡浩,王起,方志伟,许克新. 膀胱扩大术两种不同术式的疗效及并发症比较[J]. 北京大学学报(医学版), 2019, 51(2): 293-297.
[7] 李榕,陈科龙,王勇,刘云松,周永胜,孙玉春. 骨组织工程支架3D打印系统的建立与支架宏微结构精度的可控性评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2019, 51(1): 115-119.
[8] 隋华欣,吕培军,王勇,冯驭驰. 低能量激光照射对人脂肪来源干细胞/海藻酸钠/明胶三维生物打印体成骨能力的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(5): 868-875.
[9] 王子成,程立,吕同德,苏黎,林健,周利群. 炎症因子预处理的脂肪干细胞可明显抑制外周血单个核细胞增殖[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(4): 590-594.
[10] 唐旭,赵卫红,宋琴琴,殷华奇,杜依青,盛正祚,王强,张晓威,李清,刘士军,徐涛. SOX10对前列腺癌细胞增殖及侵袭的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(4): 602-606.
[11] 宫玮玉,刘绍清,董艳梅,高学军,陈晓峰. 纳米生物活性玻璃促进兔颅骨临界骨缺损修复[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(1): 42-48.
[12] 陈玮, 胡凡磊, 刘洪江, 徐丽玲, 李英妮, 栗占国. 类风湿关节炎患者髓系来源的抑制细胞促进自身B细胞增殖[J]. 北京大学学报(医学版), 2017, 49(5): 819-823.
[13] 蔡燚,郭浩,李汉忠,王文达,张玉石. 结节性硬化症细胞株TSC2-/- MEFs和正常细胞株TSC2+/+ MEFs微小RNA表达谱的差异分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2017, 49(4): 580-584.
[14] 杨迪,许珺辉,邓芙蓉,郭新彪. 纳米银对皮肤细胞半通道活性的影响及其在细胞增殖抑制中的作用[J]. 北京大学学报(医学版), 2017, 49(3): 371-375.
[15] 高翔,陈香梅,张婷,张静,陈茉,郭正阳,石岩岩,鲁凤民,丁士刚. 巨噬细胞加帽蛋白与胃癌细胞增殖及迁移能力的关系[J]. 北京大学学报(医学版), 2017, 49(3): 489-494.
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[1] 田增民, 陈涛, Nanbert ZHONG, 李志超, 尹丰, 刘爽. 神经干细胞移植治疗遗传性小脑萎缩的临床研究(英文稿)[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(4): 456 -458 .
[2] 郭岩, 谢铮. 用一代人时间弥合差距——健康社会决定因素理论及其国际经验[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 125 -128 .
[3] 成刚, 钱振华, 胡军. 艾滋病项目自愿咨询检测的技术效率分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 135 -140 .
[4] 袁惠燕, 张苑, 范田园. 离子交换型栓塞微球及其载平阳霉素的制备与性质研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(2): 217 -220 .
[5] 徐莉, 孟焕新, 张立, 陈智滨, 冯向辉, 释栋. 侵袭性牙周炎患者血清中抗牙龈卟啉单胞菌的IgG抗体水平的研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(1): 52 -55 .
[6] 董稳, 刘瑞昌, 刘克英, 关明, 杨旭东. 氯诺昔康和舒芬太尼用于颌面外科术后自控静脉镇痛的比较[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(1): 109 -111 .
[7] 祁琨, 邓芙蓉, 郭新彪. 纳米二氧化钛颗粒对人肺成纤维细胞缝隙连接通讯的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(3): 297 -301 .
[8] 李宏亮*, 安卫红*, 赵扬玉, 朱曦. 妊娠合并高脂血症性胰腺炎行血液净化治疗1例[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(5): 599 -601 .
[9] 李伟军, 邢晓芳, 曲立科, 孟麟, 寿成超. PRL-3基因C104S位点突变体和CAAX缺失体的构建及表达[J]. 北京大学学报(医学版), 2009, 41(5): 516 -520 .
[10] 丰雷, 王玉凤, 曹庆久. 哌甲酯对注意缺陷多动障碍儿童平衡功能影响的开放性研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2007, 39(3): 304 -309 .