低强度脉冲超声对人脐带干细胞体外增殖和成软骨分化的影响

目的:研究低强度脉冲超声(LIPUS)对体外培养人脐带间充质干细胞(h UCMSCs)增殖和成软骨分化的影响。方法:将P_4代h UCMSCs随机分为对照组(C组)L30组(30m W/cm~2)、L_(50)组(50m W/cm~2)、L_(80)组(80m W/cm~2),对照组予超声假照处理,各LIPUS刺激组分别刺激5、10、20min/d。LIPUS刺激后观察细胞生长情况,连续刺激1—5天后采用CCK-8检测细胞增殖活性;连续刺激并成软骨诱导培养2周后分别采用ELISA法检测软骨特异性胞外糖胺多糖(GAG)和Ⅱ型胶原蛋白(Col2)的浓度,以及细胞阿利新蓝染色和Col2、DAPI荧光染色观察上述两种软骨特异性蛋白的分布水平。结果:①LIPUS刺激5d后观察刺激5min/d时L50组细胞集落更为密集,细胞增殖活性组内比较高于L30组和L80组(P0.05),组间比较高于对照组(P0.05),刺激10min/d、20min/d时各实验组随着刺激强度增加细胞增殖受到抑制,以L80组抑制增殖效果最显著(P0.05)。②LIPUS刺激并成软骨诱导5min/d时L30组细胞更为扁平宽大且阿利新蓝染色面积及Col2荧光强度较L50组、L80组及对照组更大,进一步分析胞外分泌GAG和Col2蛋白的含量为实验组高于对照组,以L30最为显著(P0.05),刺激10min/d、20min/d时各实验组之间以及与对照组组间无显著性差异。结论:①适宜参数的LIPUS刺激促进细胞增殖,以(50m W/cm~2、5min/d)最为显著,但随着刺激强度增大和刺激时间的延长,细胞的增殖能力下降;②在细胞诱导因子的协同作用下,在不影响细胞增殖率的情况下适宜参数(30m W/cm~2、5min/d)的低强度脉冲超声可促进人脐带间充质干细胞成软骨分化。