低氧環(huán)境下PLGA/膠原纖維支架對小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖及成肌腱分化影響

姜楊　侯繼野　張曉東　徐桂清　王玉　沈雷　吳雨軒

[摘要] 目的 探討低氧環(huán)境下PLGA/膠原纖維支架對小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（mBMSCs）增殖及成肌腱分化的影響。方法 利用靜電紡絲技術(shù)制作出30組PLGA/膠原纖維支架，正常條件下培養(yǎng)的mBMSCs為正常對照組;以3%O2，5%CO2，92%N2建立細(xì)胞低氧模型，在低氧環(huán)境下培養(yǎng)mBMSCs為低氧對照組，mBMSCs種植在PLGA/膠原纖維支架為低氧支架實(shí)驗(yàn)組，各組均進(jìn)行成肌腱分化誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)14 d。CCK-8實(shí)驗(yàn)檢測3 d、5 d、7 d各組mBMSCs增殖的吸光度值，ELISA實(shí)驗(yàn)檢測各組mBMSCs上清液肌腱細(xì)胞標(biāo)志性蛋白Tenomodulin和Scleraxis含量。結(jié)果 在3 d、5 d、7 d觀察點(diǎn)內(nèi)，正常對照組、低氧對照組、低氧支架實(shí)驗(yàn)組mBMSCs吸光度值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），第3 d、5 d、7 d觀察點(diǎn)內(nèi)，低氧對照組mBMSCs吸光度值均高于正常對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）;與低氧對照組相比，低氧支架實(shí)驗(yàn)組3 d、5 d、7 d吸光度A值均分別增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。在細(xì)胞低氧環(huán)境下，低氧支架實(shí)驗(yàn)組Tenomodulin蛋白（4.526±0.002）μmol/L和Scleraxis蛋白（3.752±0.004）μmol/L含量高于低氧對照組Tenomodulin蛋白（2.831±0.023）μmol/L和Scleraxis蛋白（2.457±0.032）μmol/L，低氧對照組Tenomodulin蛋白（2.831±0.023）μmol/L和Scleraxis蛋白（2.457±0.032）μmol/L含量高于正常對照組Tenomodulin蛋白（1.542±0.071）μmol/L和Scleraxis蛋白（1.136±0.056）μmol/L，3組對比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。結(jié)論 低氧環(huán)境下PLGA/膠原纖維支架可有效促進(jìn)mBMSCs增殖和成肌腱分化。

[關(guān)鍵詞] 細(xì)胞低氧;PLGA/膠原纖維支架;間充質(zhì)干細(xì)胞;細(xì)胞增殖;成肌腱分化

[中圖分類號(hào)] R329 ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] 1674-0742（2020）11（a）-0001-05

Effects of PLGA/collagen Fiber Scaffold on the Proliferation and Tendon Differentiation of Mouse Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells under Hypoxia

JIANG Yang1， HOU Ji-ye2， ZHANG Xiao-dong1， XU Gui-qing1， WANG Yu1， SHEN Lei1， WU Yu-xuan3

1.School of Basic Medicine， Qiqihar Medical College， Qiqihar， Heilongjiang Province， 161006 China; 2.Department of Intervention， Qiqihar Jianhua Hospital， Qiqihar， Heilongjiang Province， 161006 China; 3.Department of Endocrinology， Third Affiliated Hospital of Qiqihar Medical College， Qiqihar， Heilongjiang Province， 161006 China

[Abstract] Objective To investigate the effect of PLGA/collagen fiber scaffold on the proliferation and tendon differentiation of mouse bone marrow mesenchymal stem cells （mBMSCs） under hypoxic environment. Methods Thirty groups of PLGA/collagen fiber scaffolds were fabricated by electrospinning technology. The mBMSCs cultured under normal conditions served as the normal control group; the hypoxia model of cells was established with 3% O2， 5% CO2， and 92% N2， under hypoxia environment cultivated mBMSCs served as the hypoxic control group， and mBMSCs planted on PLGA/collagen fiber scaffolds served as the hypoxic scaffold experimental group. Each group was subjected to tendon differentiation induction experiments for 14 d. CCK-8 experiment was used to detect the absorbance value of mBMSCs proliferation in each group on 3 d， 5 d， 7 d， and the content of Tenomodulin and Scleraxis in the supernatant of mBMSCs in each group was detected by ELISA. Results Within the observation points of 3， 5， and 7 d， the absorbance values of mBMSCs in the normal control group， hypoxia control group， and hypoxia stent experimental group were significantly different （P<0.05）. On the 3rd， 5th， and 7th day， in the observation point， the absorbance values of mBMSCs in the hypoxic control group were all higher than those of the normal control group，the difference was statistically significant（P<0.01）; compared with the hypoxic control group， the absorbance A values of the hypoxic stent experimental group were increased at 3， 5， and 7 d respectively，the difference was statistically significant（P<0.01）. In the hypoxic environment， the contents of Tenomodulin protein （4.526±0.002） μmol/L and Scleraxis protein （3.752±0.004） μmol/L in the hypoxic stent experimental group were higher than those in the hypoxia control group Tenomodulin protein （2.831±0.023）μmol/L And Scleraxis protein （2.457±0.032）μmol/L， the hypoxic control group Tenomodulin protein （2.831±0.023）μmol/L and Scleraxis protein （2.457±0.032）μmol/L content were higher than the normal control group Tenomodulin protein （1.542±0.071）μmol/L and Scleraxis protein （1.136±0.056）μmol/L， the difference between the three groups was statistically significant （P<0.01）. Conclusion The PLGA/collagen fiber scaffold can effectively promote the proliferation and tendon differentiation of mBMSCs under hypoxia.

綜上所述，在低氧環(huán)境下PLGA/膠原纖維支架材料與間充質(zhì)干細(xì)胞有良好的相容性，支架材料促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和分化，在體外實(shí)驗(yàn)?zāi)M機(jī)體微環(huán)境為肌腱損傷修復(fù)提供給一個(gè)有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。但在低氧環(huán)境下PLGA/膠原纖維支架材料促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞分化肌腱細(xì)胞生物化機(jī)制不明確，還需要深入研究探索，今后將研究低氧環(huán)境下詳細(xì)細(xì)胞信號(hào)通路，為干細(xì)胞組織工程加速修復(fù)損傷肌腱，為臨床上再生和修復(fù)肌腱奠定實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。

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（收稿日期：2020-08-01）

[基金項(xiàng)目] 齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院院內(nèi)科研基金項(xiàng)目（QY2016M-03）。

[作者簡介] 姜楊（1981-），女，碩士，講師，研究方向?yàn)榻M織工程肌組織與肌腱。

[通信作者] 沈雷（1975-），男，博士，教授，研究方向?yàn)榻M織工程肌組織與肌腱，E-mail：shenleiby@126.com。