Ca^(2+)在电磁场调控成骨细胞增殖与分化中的作用

目的:从定性和定量的角度探究电磁场(EMF)对成骨细胞内Ca^(2+)变化的影响,并试图探明Ca^(2+)在电磁场调控成骨细胞增殖与分化中的作用。方法:搭建频率为38.7 Hz,强度为1.5 mT的正弦EMF发生平台,将MC3T3-E1成骨细胞随机分为对照组和实验(EMF)组。EMF组施加EMF干预,每天干预8 h。利用CCK8检测成骨细胞增殖,ALP染色检测成骨细胞分化,Ca^(2+)荧光探针和流式细胞仪检测成骨细胞内Ca^(2+)浓度。结果:CCK8细胞增殖结果显示,EMF干预48、72、96及120 h,可显著促进成骨细胞增殖。ALP染色结果显示EMF干预14 d后,EMF组ALP表达显著高于对照组。Ca^(2+)荧光探针及流式细胞仪检测Ca^(2+)浓度结果显示EMF干预可促进成骨细胞内Ca^(2+)的增多。结论:EMF上调成骨细胞内Ca^(2+)信号可能与EMF促成骨细胞增殖和分化密切相关,但是哪些与Ca^(2+)相关的生物信号通路参与了EMF促成骨细胞增殖和分化效应,有待进一步研究。

Communication between osteoblasts stimulated by electromagnetic fields

Pulsed electromagnetic field can affect the proliferation of osteoblasts, but the mechanism is obscure yet. The communication between osteoblasts, isolated from calvaria bone of newborn SD rats and stimulated with the rectangular electromagnetic field of 15 Hz and 4 mT, was studied. Our results showed that the osteoblasts radiated a kind of light after they were stimulated with the electromagnetic field and it is the light that promotes the proliferation of un-stimulated osteoblasts.

脉冲电磁场促进人骨髓间充质干细胞成骨的研究

目的 :观察脉冲电磁场 (PEMFs)对人骨髓间充质干细胞 (hMSCs)成骨能力的影响。方法 :hMSCs受频率 12Hz、场强 1.1mT的PEMFs刺激 8h/d ,检测细胞增殖、细胞周期 ,观察细胞超微结构、骨钙素、Ⅰ型胶原免疫组化染色 ,碱性磷酸酶 (ALP)活性、核固红钙染色。结果 :脉冲电磁场作用后的细胞增殖能力提高 ,细胞形态发生变化 ,透射电镜观察提示细胞成熟 ,核固红钙染色、骨钙素、Ⅰ型胶原免疫组化染色均阳性 ,ALP活性增高。结论 :hMSCs经合理的PEMFs体外刺激后 ,细胞增殖加速 ,符合成骨细胞的形态特征和生物学特性。

极低频电磁场对大鼠成骨细胞的影响

极低频电磁场（Extremely low-frequency electromagnetic field,ELEF）特性可以影响成骨细胞的增殖与分化。为了寻找有效的刺激骨折愈合的方法,我们研制了一种可产生多种波形,波形频率、强度可调的极低频脉冲电磁场刺激仪（频率0-300 Hz,强度0-40 mT）,使用该仪器研究了矩形、脉冲、三角及正弦等多种波形对新生大鼠颅骨成骨细胞的影响。结果表明,脉冲波与矩形波电磁场可以显著刺激细胞增殖（P〈0.05）,抑制细胞分化（P〈0.05）,而正弦波形可以刺激细胞分化（P〈0.05）,但却抑制细胞的增殖（P〈0.05）。

正弦波电磁场激活一氧化氮信号通路促进大鼠成骨细胞成熟与矿化

研究正弦波电磁场(SEMF)促进成骨细胞成熟矿化是否与一氧化氮(NO)信号通路相关.首先检测成骨细胞经正弦电磁场作用0h、0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h和4h后一氧化氮合酶(NOS)的活性,以探明电磁场是否影响NO的合成;其次,在细胞培养液中加入NOS的阻断剂L-NAME以阻断NO信号通路,观察电磁场促进骨形成作用是否受到影响.结果发现,经正弦波电磁场处理后,NOS活性升高,在0.5h达到峰值,与空白对照组差异极显著(P<0.01),Osterix基因的表达量、碱性磷酸酶活性和钙化结节数等均显著高于对照组.L-NAME组各项指标均低于空白对照组,SEMF+L-NAME组则略高于空白对照组而低于SEMF组.以上结果表明SEMF促进成骨细胞成熟矿化过程中NO信号通路被激活,如该通路被抑制,则SEMF的促成骨作用被抵消.

不同强度脉冲电磁场对大鼠颅骨成骨细胞增殖与分化的影响

目的:研究不同强度脉冲电磁场(PEMFs)对大鼠成骨细胞(ROB)增殖与分化的影响。方法:酶消化法分离获得大鼠颅骨成骨细胞,采用50 Hz,0.14、0.16和0.18 mT的PEMFs进行干预,测定细胞增殖率、ALP活性和BMP-2 mRNA的表达。结果:0.14 mT的PEMFs对ROB增殖和分化均无明显影响;0.16、0.18 mT的PEMFs可明显提高ALP活性,并上调BMP-2mRNA表达。结论:PEMFs对ROB的影响主要表现在促进其分化,且这种作用存在较为敏感的"强度窗"效应。

不同强度正弦交变磁场对体外培养成骨细胞增殖与分化影响

目的研究频率为50Hz的不同强度正弦交变电磁场对体外培养成骨细胞(Osteoblasts,OB)的影响。方法原代培养大鼠颅骨成骨细胞,传代后随机分为9组,每组分别暴露在频率50Hz,磁场强度为0(对照组)、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4、2.7、3.0mT的正弦交变磁场中,30min/次/d。倒置相差显微镜下观察细胞形态,48h后测定细胞增殖情况,第3、6、9、12、15d测定碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)活性,第10d进行ALP组织化学染色,第12d进行茜素红钙化结节染色。结果成骨细胞于磁场暴露处理3d～4d后呈漩涡样分布;与对照组相比,0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.7和3.0mT组均显著抑制细胞增殖(P<0.01或P<0.05),2.4mT组无明显影响(P>0.05);除3.0mT组外,其它各组的ALP活性均高于对照组(P<0.05),尤以1.8mT组最高(P<0.01);1.2、1.5、1.8、2.1和2.4mT组的ALP阳性克隆数明显多于对照组,1.8mT组最多,0.9、2.7和3.0mT组与对照组无明显差别;茜素红钙化结节计数结果与ALP组织化学染色结果的趋势相一致。结论 50Hz,0.9mT～3.0mT的正弦交变磁场(2.4mT除外)均抑制体外培养成骨细胞的增殖,但能促进其分化成熟与钙化,尤以1.8mT效果最为明显。

极低频脉冲电磁场对新生大鼠成骨细胞的影响

目的:观察极低频脉冲电磁场(pulsed electromagneti fcield,sPEMF)对体外培养成骨细胞增殖、分化、体外矿化的影响。方法:采用频率为15Hz、强度为5mT、占空比为15%的PEMF作用于成骨细胞,检测成骨细胞的增殖、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性以及体外矿化指标。结果与结论:PEMF显著促进成骨细胞增殖和体外矿化,抑制ALP活性作用。

静磁场对大鼠成骨细胞增殖分化功能的影响

目的研究静磁场刺激对成骨细胞的增殖和分化的影响,为临床选择合适的磁场参数,科学利用磁场疗法提供实验依据。方法体外培养Wistar大鼠颅骨成骨细胞,实验分为5组,分别置于0、40、62、83、108mT不同磁场强度的静磁场中作用24、48和72h,用噻唑兰(MTT)法检测成骨细胞的增殖情况;化学方法测定ALP酶的活性。结果随着细胞培养时间的增加,各组细胞出现不同程度的增殖和ALP活性增高,,以40mT和62mT组成骨细胞的增殖明显,与0mT组比较有显著性差异,P<0.05。结论一定强度的静磁场可以促进成骨细胞的增殖和分泌ALP的能力。

静磁场不同处理时间对体外培养成骨细胞增殖与分化的影响

目的:研究静磁场不同处理时间对体外培养成骨细胞增殖与分化成熟的影响。方法:原代培养大鼠颅骨成骨细胞,传代后随机分为9组,用磁场强度为3.9mT的静磁场,分别处理0(对照组)、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0h。倒置相差显微镜下观察细胞形态;48h后检测细胞增殖情况;第3、6、9、12天测定碱性磷酸酶活性和钙盐沉积量;第8天进行碱性磷酸酶染色;第10天进行茜素红钙化结节染色;在SMFs(static magnetic fields)处理0、24、48、72h后,Real-time PCR检测骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein-2,BMP-2),Runx-2,骨保护素(osteoprotegerin,Opg)的mRNA表达水平变化。结果:与对照组相比,磁场组均促进细胞增殖(P<0.01或P<0.05),也能明显促进其分化成熟,表现为提高细胞的ALP活性,促进钙盐沉积量,提高BMP-2、Runx-2和Opg的mRNA表达。结论:磁感应强度为3.9mT的静磁场处理体外培养成骨细胞2.5h时,其对成骨细胞的增值与分化效果最为明显。

高压氧对体外培养的成骨细胞增殖和分化的影响

为探讨高压氧对成骨细胞增殖和成骨分化的影响,把来源于牙槽骨的成骨细胞接种在24孔培养皿中,每孔2500个细胞,4个治疗组分别接受不同条件的高压氧治疗,分别是2.4ATA 90min,2.4ATA 30min,1.5ATA 90min和1.5ATA 30min,每天一次,共10天.对照组进行常规的细胞培养.分别在高压氧治疗前和高压氧治疗后的1、2、3、4、6、8、10天,采用WST-1分析试剂进行成骨细胞的增殖分析.使用乳酸脱氢酶(LDH)毒性分析法检测高压氧对成骨细胞的毒性影响.另将细胞接种于96孔培养皿中,每孔10000个细胞,正常培养3天后,改用成骨化培养基,24h后,两个治疗组分别接受2.4ATA 90min和1.5ATA 90min的高压氧治疗,每天一次共19次.采用钙沉积分析法、碱性磷酸酶(ALP)活性分析和VonKossa染色进行成骨分析.同样的方法观察高压空气对细胞增殖和分化的影响.结果显示,在10%小牛血清培养基条件下,高压氧刺激了成骨细胞的增殖,而在使用2%小牛血清培养基时,并未观察到高压氧对细胞增殖的促进作用.高压氧治疗前后细胞外乳酸脱氢酶含量没有发生改变,提示了高压氧未对成骨细胞造成毒性影响.另一方面,高压氧增加了骨结节的形成,同时钙沉积增加,碱性磷酸酶的活力也显著增强,表明了高压氧促进了成骨细胞的成骨分化.

低强度脉冲电磁场对大鼠成骨细胞的影响

目的: 观察低强度脉冲电磁场 (pulsedelectromag neticfields,PEMFs)对体外培养成骨细胞增殖、分化、体外骨形成的影响.方法: 取出生后( <24h)的SD仔鼠 2只,骨组织块培养法分离、培养成骨细胞.频率 15Hz,场强 8Gs的PEMFs作用于成骨细胞.应用MTT方法、碱性磷酸酶测定、四环素荧光标记检测成骨细胞增殖、分化、体外骨形成情况.结果:①MTT检测结果显示对照组A490nm值为(0 330±0 020),实验组A490nm值为 ( 0 379±0 038 ),两组间有显著差异 (P<0 01).②ALP检测结果显示对照组A410nm值为 ( 0 170±0 029),实验组A410nm值为 (0 206±0 018),两组间有显著差异(P<0 01 ).③钙结节数量实验组也明显多于对照组.结论: PEMFs作用促进成骨细胞增殖、分化、加速了体外骨形成.

脉冲电磁场对大鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

目的:探讨脉冲电磁场(PEMFs)对大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)的影响.方法:用全骨髓贴壁法分离rMSCs,对其进行1Hz和15Hz的PEMFs刺激,MTT法测定细胞增殖水平,检测碱性磷酸酶活性,进行四环素荧光染色和钙结节染色.结果:rMSCs经PEMFs刺激后,各实验组细胞增殖水平均有不同程度提高,差异具有统计学意义(P<0.05),其中1Hz,0.4mT组改变最为明显(3d,0.323±0.051;5d,0.714±0.058),对照组(3d,0.246±0.044;5d,0.487±0.064),差异具有统计学意义(P<0.01);碱性磷酸酶检测实验组水平升高(5d,0.348±0.032;15d,2.339±0.034),对照组(5d,0.205±0.026;15d,0.533±0.013),差异具有统计学意义(P<0.05),四环素荧光染色和钙结节染色结果均呈阳性.结论:rMSCs经PEMFs刺激后,能促进体外培养rMSCs的增殖水平及成骨分化,磁场参数对实验结果有影响.

三种波形磁场对大鼠成骨细胞增殖与分化的影响

目的:研究不同波形磁场辐照,对离体大鼠成骨细胞增殖与分化的影响。方法:用矩形、三角形和正弦三种典型波形磁场辐照离体成骨细胞。结果:频率15Hz,幅值5mT,矩形磁场促进细胞增殖(P<0.01),抑制细胞分化(P<0.01);正弦磁场抑制细胞增殖(P<0.01),促进细胞分化(P<0.01);三角形磁场对细胞增殖和分化的影响无显著性差异。结论:除强度和频率窗外,还需考虑波形的影响。

极低频三角形电磁场对成骨细胞的影响

目的:观察三角形极低频电磁场对新生大鼠颅盖骨成骨细胞增殖与分化的影响。方法:采用频率为15Hz、不同强度、不同形状的三角形电磁场作用于成骨细胞,测量成骨细胞的增殖与碱性磷酸酶活性(ALP)。结果:频率为15Hz,强度为4mT～5mT,三角形电磁场能够显著提高成骨细胞的增殖率和ALP的活性,而强度为8mT时则显著抑制成骨细胞的增殖与ALP的活性;不同形状的三角形电磁场也明显影响成骨细胞的功能,其中以ρ为38%、85%对成骨细胞的影响最为明显。结论:电磁场的生物学效应依赖于其参数特征。

不同占空比低强度脉冲电磁场对大鼠成骨细胞的影响

目的:研究磁感应强度为1 mT、频率为15 Hz不同占空比的脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMFs)对体外培养大鼠成骨细胞增殖与细胞分化的影响。方法:取新生SD大鼠仔鼠头盖骨,用骨组织块培养法分离成骨细胞,培养至第3代后,分别对其进行场强1 mT、频率15 Hz,占空比10%、20%、40%、60%的脉冲电磁场作用,8 h/d,持续作用3d,应用MTT法、碱性磷酸酶测定检测成骨细胞增殖、分化情况。结果:不同占空比PEMFs对大鼠成骨细胞增殖与分化影响程度不同,20%、40%和60%占空比组显著提高成骨细胞增殖水平(P<0.05),其中40%和60%占空比组作用效果最显著(P<0.01)。10%、20%、40%和60%占空比组均能促进成骨细胞分化(P<0.05),其中以60%占空比组的效果最为明显(P<0.01)。结论:本研究进一步证实了低强度PEMFs能够促进成骨细胞的增殖与分化,并且PEMFs对成骨细胞的影响依赖于占空比参数的选择,而且有可能存在"占空比"窗口。

不同处理时间50Hz 3.6mT正弦交变磁场对人脐带干细胞增殖与成骨性分化的研究

目的：研究50 Hz 3.6 mT不同处理时间的正弦交变电磁场（Sinusoidal electromagnetic field,SEMFs）对体外培养人脐带干细胞（Human umbilical cord stem cells,HUCSC）增殖与成骨性分化的影响。方法：体外分离培养HUCSC,传代后随机分为6组。用频率50 Hz,3.6 mT的SEMFs分别每天处理HUCSC 0.0（对照组）、0.5、1.0、1.5、2.0 h和2.5 h,倒置相差显微镜观察细胞形态,MTT法测定细胞增殖,在磁场处理后的15 d和17 d分别用茜素红和vonkossa对钙化结节进行染色,在磁场处理后的第4天和第6天PCR检测胶原Ⅰ（Collagen-Ⅰ）和骨形态发生蛋白（Bone morphogenetic protein-2,BMP-2）mRNA表达量的变化,在磁场处理后的10、12、14 d和16 d测定ALP活性。结果：1.0、1.5、2.0 h和2.5 h组促进HUCSC增殖;磁场处理后的7~9 d细胞出现钙化结节;在SEMFs处理后的第14天和第16天0.5 h组和1.0 h组碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性显著高于对照;SEMFs处理组能增加HUCSC钙化面积,其中尤以0.5 h和1.0 h最为明显;SEMFs能增加Collagen-Ⅰ和BMP-2mRNA表达量,其中尤以0.5 h和1.0 h组作用最为明显。结论：50 Hz,3.6 mT 1.0、1.5、2.0 h和2.5 h促进HUCSC增殖,同时SEMFs组能促进体外培养HUCSC成骨性分化,尤以处理0.5 h和1.0 h促进成骨性分化最为明显。

应用脉冲电磁场刺激人骨髓间充质干细胞体外培养的生物学特性的研究

目的 应用脉冲电磁场 (PEMFs)刺激体外分离培养的人骨髓间充质干细胞 (hMSCs) ,对其生物学特性进行研究。方法 PEMFs (1 2Hz、 1 1mT、 8h/d)刺激hMSCs体外培养 ,计算细胞的倍增时间 ,观察细胞超微结构 ,放免法测定骨钙素的分泌情况和钙化结节VonKossa染色。结果 脉冲电磁场作用后的细胞增殖能力提高 ,细胞形态发生变化 ,透射电镜观察提示细胞成熟 ,VonKossa钙染色阳性 ,骨钙素的分泌活性增高。结论 hMSCs经合理的PEMFs体外刺激培养后 ,不仅能够大量扩增细胞 ,同时能够向成骨细胞转化 ,具有一定的成骨活性 。

脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞作用研究进展

目的旨在探究脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞作用条件及机制,以促进其临床应用。方法由第一作者应用计算机检索PubMed、中国期刊全文数据库(CNKI)、维普数据库和万方数据库1997-05/2012-03相关文献。在标题、摘要、关键词中以"pulsed electromagnetic field(PEMFs),bone marrowmesenchymal stem cells(BMMSCs),differentiation,proliferation"或"脉冲电磁场,骨髓间充质干细胞,分化,增殖"为检索词进行检索。选择文章内容与脉冲电磁场有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志文章。初检得到184篇文献,根据纳入标准选择41篇文献进行综述。结果与结论在一定条件下,脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞的增殖及分化有促进作用,对于骨质疏松、骨不连等临床应用有一定意义。

脉冲电磁场诱导小鼠胚胎干细胞向成骨细胞分化

目的观察脉冲电磁场对小鼠胚胎干细胞向成骨细胞分化的影响。方法将小鼠4d龄胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)衍生的胚胎体单细胞按5×104ml-1接种到细胞培养板,在DMEM基础培养液中使胚胎体单细胞贴壁培养。于第14～21天时,分别给予脉冲电磁场、化学诱导剂以及联合刺激。采用茜素红染色、骨钙素免疫组织化学染色成骨分化关键因子Osterix和Cbfa-1/Runx-2的相对定量RT-PCR检测等方法观测成骨分化情况。结果茜素红染色和RT-PCR结果均显示:脉冲电磁场组、化学诱导组以及联合培养组的成骨诱导效果均比空白对照组显著增加,其中又以联合培养组成骨诱导效果最明显。骨钙素免疫组化染色也显示:联合培养组中骨钙素分泌最多。结论脉冲电磁场可以促进小鼠胚胎干细胞向成骨细胞分化,而且脉冲电磁场和常规化学诱导剂联合应用会产生协同效应,其成骨诱导效果优于两者单独应用。