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时间:2018-08-02
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1、强磁重力环境对成骨细胞增殖、形态及其主要元素含量的影响作者:骞爱荣,张维,瓮媛媛,杨鹏飞,王哲,商澎【摘要】目的:研究强磁重力环境(HMGE)对成骨细胞增殖、形态以及主要元素相对百分含量的影响.方法:采用大梯度超导磁体模拟空间重力环境,以细胞计数法和扫描电子显微镜结合能谱仪(SEMEDS)分别检测强磁失重(0g),强磁常重力(1g)和强磁超重力(2g)三种HMGE对人骨肉瘤细胞(MG63)及小鼠成骨样细胞(MC3T3)增殖能力、形态以及细胞中钙、钠、镁等元素百分含量的影响.结果:MG63和MC3T3细胞在0,1
2、,2g和对照环境中培养24h后,MC3T3细胞平均增殖倍数分别为:-(0.21±0.06),0.91±0.17,0.49±0.04和1.08±0.18;MG63细胞平均增殖倍数分别为:1.03±0.16,0.75±0.06,0.67±0.15和0.44±0.07.与对照组相比较,0,1,2g环境处理组细胞形态发生明显变化,其中0g环境处理组变化最为明显.各环境处理组MC3T3细胞中钙、钠、镁元素百分含量与对照组相比差异不明显.MG63细胞中钙元素百分含量0,1,2g环境处理组及对照组分别为(9.93±0.98)%
3、,(3.61±1.53)%,(5.30±1.47)%和(7.35±1.92)%,与对照组相比,0g环境处理组MG63细胞中钙元素含量明显增加(P<0.01),而1,2g环境处理组MG63细胞中钙元素含量明显下降(P<0.05).各组MG63细胞中钠元素含量与对照组相比较差异不明显.MG63细胞中镁元素百分含量0,1,210g环境处理组及对照组分别为:0%,(1.90±0.77)%,(2.50±0.74)%和(2.83±0.21)%.0,1g环境处理组与对照组相比明显下降(P<0.05).结论
4、:HMGE可影响成骨细胞的增殖、形态以及细胞中钠、镁、钙等元素的相对百分含量.【关键词】强磁重力环境;增殖;扫描电镜;X射线能谱分析;元素;成骨细胞0引言大梯度强磁场产生的强磁重力环境(highmagnetogravitationalenvironment,HMGE)是一种全新的人工极端环境.研究[1-2]表明,强磁悬浮可改变青蛙卵的卵裂面并使有丝分裂器再定向,影响酵母细胞的增殖、周期及基因表达[3-4].Glade等[5]采用磁悬浮技术研究微管自组装,但有关HMGE对哺乳动物细胞形态功能的影响研究还少见报道.目前
5、对强磁场的研究,也多为非梯度恒稳强磁场,且没有重力效应.本研究通过开展HMGE对细胞增殖及其增殖过程中对钙、钠、镁等元素百分含量的影响研究,可为极端环境生物学研究奠定理论基础,也为空间生命科学研究的地基模拟实验提供一种可供选择的新手段.1材料和方法101.1材料人成骨肉瘤细胞MG63(中国科学院上海细胞库);小鼠成骨样细胞MC3T3(中国医学科学院基础所细胞库);MEM培养基及胎牛血清(美国Hyclone公司);胰蛋白酶及台盼蓝(华美生物工程公司);35mm细胞培养皿(美国Costar公司);S3400N扫描电子
6、显微镜(日本Hitachi公司,第四军医大学提供);X射线能谱仪(英国牛津公司,第四军医大学提供);JMTA16T50MF大梯度强磁场的超导磁体及其辅助设备[6](日本JASTEC公司).1.2方法1.2.1超导磁体该磁体可提供0,1,2g三种不同重力水平.0,1,2g不同重力水平所对应的磁感应强度分别为12T,16T和12T.本研究设计了0g(0g,12T)环境处理组,1g(1g,16T)环境处理组,2g(2g,12T)环境处理组和对照组(1g,地磁场).1.2.2细胞培养将对数生长期的细胞(5×108/L)接种
7、于35mm细胞培养皿或将盖玻片粘于细胞培养皿底部,MEM培养基,100mL/L胎牛血清,37℃,50mL/LCO2培养18h,更换新鲜细胞培养液后,分别放置到超导磁体腔室中及正常条件下,37℃,50mL/LCO2培养24h.101.2.3细胞增殖能力检测细胞在超导磁体腔室中不同重力位置培养24h后,将培养皿从超导磁体腔室中取出,戊二醛洗涤3次,加入2.5mL/L胰蛋白酶消化细胞,1000r/min,离心5min,用台盼蓝检测细胞的存活率;用血球计数板计数各组细胞数,与接种细胞数目相比较,按公式计算细胞平均增殖倍数.增
8、殖倍数=(处理后细胞数目-接种细胞数目)/接种细胞数目,重复3次以上.1.2.4扫描电镜-能谱仪(SEMEDS)检测细胞形态及能谱变化MG63及MC3T3细胞在超导磁体腔室中不同重力位置培养24h后,将长有细胞的盖玻片从培养皿中取出,戊二醛洗涤2次,加入30mL/L戊二醛固定30min;采用500,700,800,950,1000mL/L乙
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