四氧化三锰纳米颗粒抗氧化损伤保护骨髓间充质干细胞的伸展功能

背景:由于干细胞移植微环境原位产生的大量自由基造成移植干细胞伸展功能受损,进而降低细胞的移植存活率。近10年来,大量抗氧化应激纳米酶研究的出现为保护干细胞伸展功能提供了新的方法。四氧化三锰(Mn_(3)O_(4))作为一种新型纳米酶,含有的锰作为人体微量元素之一,具有抗氧化应激性能以及生物可降解性,可作为一种保护干细胞伸展功能的新型纳米材料。目的:制备纳米酶四氧化三锰颗粒,检测其在氧化应激环境中对骨髓间充质干细胞抗氧化作用和伸展功能的影响。方法:水热法制备四氧化三锰纳米颗粒,用扫描电子显微镜、X射线衍射分别表征材料形貌和结构;动态光散射仪检测模拟人体环境下的颗粒粒径和Zeta电位;在中性环境下检测四氧化三锰的抗氧化能力,使用CCK-8和活-死染色法检测四氧化三锰对骨髓间充质干细胞的生物毒性;过氧化氢诱导骨髓间充质干细胞氧化应激,检测四氧化三锰对骨髓间充质干细胞在氧化应激状态下抗氧化能力及伸展能力的影响。结果与结论:①扫描电子显微镜和X射线衍射测试结果显示该材料为平均直径70-80 nm的四氧化三锰纳米颗粒;动态光散射仪检测显示,在模拟人体缓冲环境下的四氧化三锰的粒径约为100 nm,Zeta电位约为+20 mV,抗氧化性能实验显示四氧化三锰具有一定的抗氧化能力;②CCK-8、活-死染色、活性氧清除实验显示四氧化三锰在40 mg/L的质量浓度下对骨髓间充质干细胞无生物毒性且有一定的活性氧清除能力;③细胞伸展实验显示过氧化氢对骨髓间充质干细胞的伸展功能具有明显抑制作用,而四氧化三锰加入细胞培养微环境后,细胞伸展面积较对照组无明显统计学差异(P>0.05),且单独使用四氧化三锰不会抑制骨髓间充质干细胞的伸展功能(P>0.05);④结果表明,在细胞微环境中加入四氧化三锰纳米颗粒能够抵抗氧化应激,并且对骨髓间充质干细胞的伸展功能具有一定的保护作用。