低能量LED紅光影響MC3T3-E1增殖及成骨分化的初步研究.pdf

1、研究背景:LED（Light-emitting Diode，發(fā)光二極管）紅光，是一種波長范圍為600nm～700nm的可見光。近年來，隨著科技的不斷發(fā)展、研究的不斷深入，LED光源已逐漸取代激光光源，并被廣泛應(yīng)用于體內(nèi)與體外的實驗研究及臨床治療中。早期的一些研究顯示，低能量的激光對細胞增殖以及各種疾病的治療有著顯著作用。如促進創(chuàng)面的愈合、促進細胞因子分泌、膠原合成，也可促進成骨樣細胞的增殖與分化、修復(fù)骨缺損。由于可見光與組織、細胞之間有

2、散射作用，因此，在生物學(xué)效應(yīng)方面，激光光源與LED光源都具有相同特性，二者并未有明顯差異。理論上，相同波長、功率密度、能量密度以及時間的激光光源與LED光源的生物學(xué)特性類似。并且，LED光源在臨床應(yīng)用上比激光光源更有優(yōu)勢，它不同于激光光源的局限性，其照射范圍更廣，不單單只從單一方向?qū)ρ芯繉ο筮M行光照，還可從三維方向?qū)ρ芯繉ο筮M行光照，且LED光源具有節(jié)能、經(jīng)濟，更加安全的優(yōu)勢，在生物醫(yī)學(xué)范圍的應(yīng)用正在日益擴增并有著良好的發(fā)展前景。已有相

3、關(guān)研究顯示，LED低能量紅光可以對細胞、組織等產(chǎn)生有效的刺激作用。例如:抗炎、加速傷口愈合、促進骨髓間充質(zhì)干細胞細的增殖、分化等。然而，有關(guān)LED紅光對前成骨細胞MC3 T3-E1的生物學(xué)作用方面的報道卻為數(shù)不多。成骨細胞系的MC3 T3-E1細胞是一種小鼠前成骨細胞，是由新生小鼠顱蓋骨細胞建立的細胞系，體外培養(yǎng)時可有分化成骨的潛力，一直以來，MC3T3-E1都被認為是一個很好的研究成骨細胞分化的模型細胞。
　　研究目的:本實驗的

4、目的在于探討635nm的低能量LED紅光對成骨細胞系MC3T3-E1的增殖及成骨分化早期的影響。
　　實驗方法:于中國科學(xué)院上海細胞庫購買前成骨細胞MC3T3-E1。進行細胞形態(tài)的觀察及細胞培養(yǎng)，熟悉細胞形態(tài)、特性。將波長為635nm的LED低能量紅光光源放置于MC3T3-E1上方2cm處，此時的光功率密度為10mW/cm2。不同的光照時間會產(chǎn)生不同的光能量密度。因此，依據(jù)光照時間的不同，將MC3T3-E1分為0J/cm2、1J/

5、cm2、2J/cm2、4J/cm2四組，光照時間依次為0s、100s、200s、400s。其中0 J/cm2為對照組，其余三組為實驗組，實驗組每24小時光照一次。用CCK-8（Cell Counting Kit-8，細胞計數(shù)試劑盒-8）檢測各組細胞在光照后第1、2、3天的增殖活性。依據(jù)光照時間的不同，將MC3T3-E1分為0J/cm2、2J/cm2、4J/cm2、8 J/cm2四組，光照時間依次為0s、200s、400s、800s。其中

6、0 J/cm2為對照組，其余三組為實驗組，實驗組每24小時光照一次。用ALP（Alkaline phosphatase，堿性磷酸酶）染色檢測各組細胞在第6天，成骨分化早期ALP的表達。
　　實驗結(jié)果:在635nm的LED紅光光照的第1天后，各組細胞采用CCK-8所測得的吸光度OD值，與其對照組作比較，通過統(tǒng)計學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)沒有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。在光照第2天后，各實驗組與對照組相比，通過統(tǒng)計學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)同樣沒有統(tǒng)計學(xué)差異

7、(P＞0.05)。然而，在光照的第3天后，各組細胞采用CCK-8所測得的吸光度OD值，與其對照組作比較，通過統(tǒng)計學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)。且在635nm的LED紅光對實驗組細胞照射200s（此時的光能量密度為2J/cm2）時，其細胞的增殖活性增強的表達尤為明顯。在倒置顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，隨著天數(shù)的增加，635nm的LED紅光光照第六天后，堿性磷酸酶在對照組與實驗組中都出現(xiàn)了不同程度的表達，當(dāng)光能量密度為2J/cm2、4