Fe^(3+)和Fe^(2+)对原代培养的成骨细胞增殖、分化和矿化功能的影响(英文)  

Effects of Fe^(3+) and Fe^(2+) on Proliferation,Differentiation and Mineralization Function of Primary Osteoblasts in vitro

作　　者：张金超[1,2] 李亚平[1] 刘翠莲[1] 孙静[3] 赵燕燕[4] 

机构地区：[1]河北大学化学与环境科学学院化学生物学实验室,保定071002 [2]药物化学与分子诊断省部共建重点实验室,保定071002 [3]河北大学附属医院B超室,保定071000 [4]河北大学实验中心,保定071000

出　　处：《无机化学学报》2009年第10期1835-1841,共7页Chinese Journal of Inorganic Chemistry

基　　金：河北省自然科学基金(No.B2009000161);教育部科学技术研究重点项目(No.208018);河北省教育厅科学研究计划课题(No.2008311);河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(No.08966415D);河北省留学人员科技活动项目;河北大学自然科学基金资助项目

摘　　要：采用噻唑蓝(MTT)法、碱性磷酸酶(ALP)比活性测定、油红O染色和茜素红染色及定量分析,研究了不同浓度的Fe3+和Fe2+对原代培养的成骨细胞增殖、分化及矿化功能的影响。结果表明:浓度为1×10-9~1×10-4 mol.L-1的Fe3+和Fe2+促进成骨细胞增殖,但是在较高浓度1×10-3 mol.L-1时,它们则抑制成骨细胞增殖。与成骨细胞作用48 h,浓度为1×10-8~1×10-4 mol.L-1的Fe3+和Fe2+抑制其分化,但在较低的浓度1×10-9 mol.L-1时则对其分化没有影响;进一步延长作用时间为72 h,Fe3+对成骨细胞分化没有影响,除1×10-6 mol.L-1浓度的Fe2+促进成骨细胞分化外,其他浓度的Fe2+则抑制其分化;测试浓度下的Fe3+对成骨细胞向脂肪细胞的横向分化表现为抑制或没有影响,而Fe2+的影响则依赖于浓度和作用时间。在1×10-8~1×10-5 mol.L-1浓度范围内,Fe3+和Fe2+对矿化结节的影响表现出相反的效应。在较高浓度(1×10-4 mol.L-1)下,它们促进矿化节结的形成,而在较低浓度(1×10-9 mol.L-1)下,Fe3+抑制矿化节结的形成,Fe2+则没有影响。结果提示:浓度,作用时间和铁离子的价态都是影响Fe3+和Fe2+生物效应(从毒性到活性,从损伤到保护,从上调到下调)转变的关键因素。The 3-（4,5-dimethylthiazol-2-yl）-2,5-diphenyl tetrazolium bromid（MTT）, alkaline phosphatase（ALP） acti-ity, oil red O assays and alizarin red-S（ARS） stain were used to e-aluate the effects of Fe3＋ and Fe2＋ on proliferation, differentiation and mineralization function of primary osteoblasts（OBs） in -itro. The results indicate that both Fe3＋ and Fe2＋（1×10-9-1×10-4 mol·L-1） promote the proliferation of OBs, but turn to inhibit at a higher concentration of 1×10-3 mol·L-1. Both Fe3＋ and Fe2＋（1×10-8-1×10-4 mol·L-1） inhibit differentiation of OBs, but ha-e no effect on differentiation at a lower concentration of 1×10-9 mol·L-1 for 48 h. Whereas, Fe3＋ shows no effect on differentiation of OBs, Fe2＋ begins to promote differentiation of OBs at concentration of 1×10-6 mol·L-1, but Fe2＋ inhibits differentiation of OBs at other concentrations by prolonging the incubation time. Fe3＋ inhibits adipocytic trans-differentiation of OBs or has no effects on adipocytic trans-differentiation of OBs at tested concentrations. The promotion or inhibition effect of Fe2＋ on adipocytic trans-differentiation of OBs depends on concentration and incubation time. Fe3＋ and Fe2＋（1×10-8-1×10-5 mol·L-1） inhibit and promote the formation of mineralized matrix nodules of OBs, respecti-ely. Fe3＋ and Fe2＋ promote the formation of mineralized matrix nodules at a higher concentration of 1×10-4 mol·L-1, but Fe3＋ inhibits the formation of mineralized matrix nodules, Fe2＋ shows no effect at a lower concentration of 1×10-9 mol·L-1. The results suggest that concentration, culture time and -alence state of iron ion are key factors for switching the biological effects of Fe3＋ and Fe2＋ from toxicity to acti-ity, from damage to protection, or from down-regulation to up-regulation.

关 键 词：铁离子 成骨细胞 增殖 分化 矿化 

分 类 号：O614.811[理学—无机化学]