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二氧化钛纳米管通过诱导M2巨噬细胞产生迁移体增强成骨分化的作用及机制研究
作者: 赵雨琪
单位: 空军军医大学口腔医院

摘要

本文旨在探讨二氧化钛纳米管阵列(NTs)表面诱导M2型巨噬细胞产生迁移体(Migs)及其在促进间充质干细胞(MSCs)成骨分化中的作用,为骨组织再生提供新策略。

通过阳极氧化法制备具有约30纳米直径的NTs钛表面,培养RAW264.7巨噬细胞,观察其M2极化及Migs形成情况。利用扫描电镜(SEM)、高灵敏度结构光照明显微镜(HIS-SIM)和原子力显微镜(AFM)对Migs进行形态与力学性质表征。通过PBS冲洗去除细胞体,保留Migs于表面,随后接种MSCs,观察其摄取Migs的过程。采用密度梯度离心法分离纯化Migs,并通过免疫荧光染色、碱性磷酸酶(ALP)活性检测、茜素红染色(ARS)及RNA测序等技术评估Migs对MSCs成骨分化的影响及其机制。

NTs表面显著促进巨噬细胞M2极化及Migs形成,且Migs可被MSCs有效摄取。Migs处理显著增强MSCs的Runx2和OCN表达、ALP活性及钙结节形成,且呈剂量依赖性。RNA测序及Western blot分析显示,Migs通过激活PI3K-AKT信号通路促进成骨分化,该效应可被PI3K抑制剂ZSTK474逆转。此外,将Migs涂覆于钛植入体表面后,体内实验显示其显著促进新骨形成和骨整合。

NTs表面可作为高效诱导M2巨噬细胞产生Migs的平台,这些Migs通过激活PI3K-AKT通路增强MSCs的成骨分化能力,为钛植入体表面功能化及骨组织再生提供了新思路。

关键词: 二氧化钛纳米管;迁移体;巨噬细胞;成骨分化
来源:中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第19次口腔修复学学术会议