低频脉冲电磁场通过IGF-1R/NO信号通路促进大鼠颅骨成骨细胞成熟及矿化

目的:观察低频脉冲电磁场(PEMF)是否通过胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)/一氧化氮(NO)信号通路促进大鼠颅骨成骨细胞成熟及矿化。方法:体外分离培养乳鼠颅骨成骨细胞,传代后随机分成9组,每天用50 Hz 0.6 mT PEMF处理不同的时间,通过检测成骨细胞中NO含量确定PEMF最佳处理时长。将传代后的成骨细胞随机分成空白对照组、PEMF组、GSK(IGF-1R阻断剂)组、PEMF+GSK组,PEMF处理成骨细胞3 d后,采用蛋白质印迹法检测蛋白激酶(AKT)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和cGMP依赖性蛋白激酶(PKG)蛋白表达水平;PEMF处理第6天时测定碱性磷酸酶(ALP)活性;PEMF处理第12天时采用茜红素染色法观察钙化结节形成情况。结果:经1.5 h电磁场处理后的成骨细胞中NO含量显著提高(P<0.01),遂后续采用PEMF处理1.5 h。与空白对照组比较,PEMF组AKT、iNOS、PKG蛋白表达量增加(均P<0.01),ALP活性升高(P<0.05),且茜红素染色面积增大(P<0.01);GSK组AKT、iNOS、PKG蛋白表达量减少,ALP活性降低(P<0.05),茜红素染色面积最小(P<0.01);PEMF+GSK组上述实验结果均高于GSK组但低于PEMF组(P<0.05或P<0.01)。结论:PEMF可能通过IGF-1R/NO信号通路促进大鼠颅骨成骨细胞成熟与矿化。

低频率低强度电磁场对体外培养大鼠颅骨成骨细胞成熟和矿化的影响

目的:比较研究50 Hz 1.8 mT正弦电磁场(SEMF)和50 Hz0.6 mT脉冲电磁场(PEMF)对大鼠颅骨成骨细胞成熟和矿化的影响。方法:原代培养大鼠颅骨成骨细胞,传代后随机分为空白对照组、SEMF组和PEMF组。SEMF组和PEMF组每天接受电磁场处理一次,每次90 min。电磁场处理2 d时,采用蛋白质印迹法和实时定量RT-PCR检测Ⅰ型胶原(Collagen-1)、骨形态发生蛋白2(BMP-2)、Osterix(OSX)和Runt相关转录因子2(Runx-2)的蛋白和基因表达;电磁场处理第6天和第9天时,采用碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测ALP活性;电磁场处理第10天时采用偶氮偶合染色检测ALP活性;电磁场处理第12天时,以茜素红染色观察钙化结节形成情况并作定量分析。结果:与空白对照组比较,SEMF组和PEMF组的Collagen-1、BMP-2、OSX、Runx-2蛋白和基因表达水平均显著升高(P<0.01或P<0.05),且Collagen-1、BMP-2在PEMF组中的mRNA表达量显著高于SEMF组(均P<0.05)。电磁场处理第6天时,PEMF组ALP活性显著高于空白对照组(P<0.05),SEMF组与空白对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);第9天时,PEMF组和SEMF组ALP活性均显著高于空白对照组(均P<0.01),而PEMF组和SEMF组之间差异无统计学意义(P>0.05)。PEMF组和SEMF组偶氮偶合染色面积均大于空白对照组(均P<0.01),且PEMF组染色面积大于SEMF组(P<0.05)。茜素红染色结果显示,PEMF组和SEMF组钙化结节染色面积显著大于空白对照组(均P<0.01),且PEMF组钙化结节染色面积大于SEMF组(P<0.01)。结论:50 Hz 1.8 mT SEMF和50 Hz 0.6 mT PEMF均能促进大鼠颅骨成骨细胞成熟和矿化,其中PEMF效果更为明显。