口腔生物医学 ›› 2023, Vol. 14 ›› Issue (2): 105-112.
柯越,张筱岚,马艳霞,于金华*
摘要: 目的:探讨羽毛角蛋白水凝胶与蒙脱石(MMT)复合改性后对骨髓间充质干细胞(BMSCs)的生物学行为及成骨性能的影响。方法:通过改良Shindai法制备羽毛角蛋白,将羽毛角蛋白与MMT混合制备羽毛角蛋白-MMT复合水凝胶。根据MMT/羽毛角蛋白水凝胶质量比例(w/w)分为0%、1%、3%三个组。结合考马斯亮蓝染色和傅里叶红外光谱鉴定所提取的羽毛角蛋白,利用扫描电镜观察羽毛角蛋白-MMT复合水凝胶的表面形态。加入使用含羽毛角蛋白-MMT复合水凝胶浸提液的培养基培养BMSCs,通过CCK-8实验探究其生物安全性,通过碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测其对BMSCs的ALP活性的影响,通过茜素红染色观察其对BMSCs的细胞外基质矿化的影响,通过Western blot检测其对BMSCs的BMP/SMAD信号通路相关蛋白表达水平的影响。结果:结合考马斯亮蓝染色和傅里叶红外光谱证明顺利提取羽毛角蛋白,羽毛角蛋白水凝胶具有天然孔隙,当加入MMT后其形态结构会发生一定程度的改变,当MMT的比例达到3%时,复合水凝胶支架的孔径明显变小。CCK-8实验结果表明,羽毛角蛋白+3%MMT复合水凝胶的浸提液可能对BMSCs的生长有抑制作用。羽毛角蛋白+1%MMT组的ALP染色和茜素红染色明显强于其他两组,说明羽毛角蛋白+1%MMT组的浸提液对BMSCs成骨分化有促进作用。与其他两组比较,羽毛角蛋白+1%MMT组的BMSCs骨形成蛋白-2(BMP‐2)、Wnt3a、磷酸化细胞信号转导分子SMAD 1/5/8(p-SAMD 1/5/8)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨钙素(OCN)和Ⅰ型胶原蛋白(COL-1)蛋白表达较高(P<0.01)。结论:羽毛角蛋白-MMT复合水凝胶可通过BMP/SMAD信号通路促进BMSCs成骨向分化。