低強度脈沖超聲波對培養(yǎng)小鼠骨骼肌成肌細(xì)胞增殖分化的影響.pdf

1、背景：
　　低強度脈沖超聲波(Low Intensity Pulsed Ultrasound,LIPUS)是指頻率1-1.5MHz,強度≤100mW/cm2的超聲波,臨床上廣泛用于治療骨折、骨折延遲愈合與不愈合。我們早期動物實驗研究,發(fā)現(xiàn)LIPUS能促進(jìn)大鼠骨骼肌損傷的修復(fù),但其機(jī)制不明。
　　成肌細(xì)胞由骨骼肌主要的成體干細(xì)胞,即骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞激活轉(zhuǎn)變而來,具備自我復(fù)制和多向分化潛能,可以進(jìn)一步增殖分化并相互融合形成肌管進(jìn)而

2、修復(fù)受損肌纖維,對維持骨骼肌結(jié)構(gòu)與功能的完整至關(guān)重要。探討低強度脈沖超聲波對骨骼肌成肌細(xì)胞增殖分化的影響及其機(jī)制,可望為臨床上應(yīng)用低強度脈沖超聲波治療骨骼肌傷病提供科學(xué)依據(jù)。
　　目的：
　　通過研究LIPUS對培養(yǎng)小鼠骨骼肌成肌細(xì)胞增殖與分化的影響,為臨床上應(yīng)用LIPUS治療骨骼肌損傷與疾病提供理論依據(jù)。
　　方法：
　　建立小鼠骨骼肌成肌細(xì)胞體外培養(yǎng)模型,將培養(yǎng)成肌細(xì)胞隨機(jī)分為超聲組和對照組,超聲組在增殖培養(yǎng)

3、條件和分化培養(yǎng)條件下分別采用超聲波頻率為1.5MHz,脈沖頻率為1KHz,平均強度為30mw/cm2,工作周期為20％的低強度脈沖超聲波照射,每次20分鐘,每天1次,在增殖培養(yǎng)條件下連續(xù)處理6天,在分化培養(yǎng)條件下連續(xù)處理4天。對照組無超聲波刺激。增殖培養(yǎng)條件下的超聲組和對照組采用流式細(xì)胞儀進(jìn)行細(xì)胞增殖動力學(xué)檢測,采用掃描電鏡觀察細(xì)胞大小形態(tài),免疫熒光染色和WesternBlot檢測成肌調(diào)控因子MyoD、Pax7、血紅素加氧酶-1(HO-

4、1)表達(dá);分化培養(yǎng)條件下的超聲組與對照組進(jìn)行肌球蛋白重鏈(MHC)染色和成肌細(xì)胞融合指數(shù)等分析。
　　結(jié)果：
　　1.增殖培養(yǎng)條件下,成肌細(xì)胞處于活性細(xì)胞周期G2/M與S期細(xì)胞比例和增殖指數(shù)PI在超聲組分別為19.30±5.14%,37.00%±8.72%,47.93±0.87%,與對照組相比(分別為10.33±1.53%,25.00%±4.36%,38.66±0.67%),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);
　　2

5、.HO-1免疫熒光染色陽性細(xì)胞比例和平均光密度AOD值在超聲組為82.03±5.14%和0.39±0.04,與對照組的60.01±3.22%和0.26±0.02相比,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),Western Blot結(jié)果顯示超聲組HO-1表達(dá)水平明顯高于對照組(P<0.05);MyoD和Pax7熒光染色陽性細(xì)胞比例和平均光密度AOD值在超聲組與對照組間無明顯差異;掃描電鏡結(jié)果顯示在超聲組和對照組間細(xì)胞形態(tài)無明顯差別;
　

6、　3.在分化培養(yǎng)條件下,成肌細(xì)胞融合指數(shù)在超聲組為18.73±6.81%,與分化對照組的37.52±11.23%相比,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),MHC染色平均光密度AOD值在超聲組與對照組之間無統(tǒng)計學(xué)差異。
　　結(jié)論：
　　1.低強度脈沖超聲波能促進(jìn)成肌細(xì)胞進(jìn)入活性周期G2/M、S期,促進(jìn)其增殖,應(yīng)激蛋白HO-1可能參與該調(diào)控過程。
　　2.低強度脈沖超聲波能降低成肌細(xì)胞融合指數(shù),抑制其分化融合形成肌管。