细胞功能

成骨诱导

皮诺飞生物细胞成骨诱导实验服务介绍

皮诺飞生物的细胞成骨诱导实验服务,核心用于评估间充质干细胞(如骨髓间充质干细胞 BMSC、脂肪间充质干细胞 ADSC)或前成骨细胞(如 MC3T3-E1)向成骨细胞分化的能力,是研究成骨分化调控机制、筛选成骨促进 / 抑制剂的重要技术。

该实验通过在培养基中添加成骨诱导因子(β- 甘油磷酸钠、抗坏血酸、地塞米松),模拟体内成骨微环境,诱导细胞表达成骨特异性标志物(碱性磷酸酶 ALP、骨钙素 OCN)并形成矿化结节;通过定性与定量分析成骨相关指标,直观反映细胞的成骨分化活性。

广泛应用于:

• 骨科学(骨质疏松症、骨缺损修复研究)

• 药理学(促骨形成药物筛选)

• 再生医学

为成骨相关机制探究与临床转化研究提供关键功能学证据。

一、实验方法

1. 细胞培养与分组

 

步骤

操作细节

细胞准备

取对数生长期目标细胞(如 BMSC),用基础培养基(含 10% 胎牛血清 + 1% 双抗)重悬,调整浓度至5×10⁴-1×10⁵/mL

接种孵育

按每孔 1-2mL6 孔板 / 12 孔板)接种,37℃5% CO₂培养至细胞融合度达70%-80%

分组设置

- 对照组:仅基础培养基- 成骨诱导组:基础培养基 + 成骨诱导剂(终浓度:β- 甘油磷酸钠 10mmol/L、抗坏血酸 50μg/mL、地塞米松 10nmol/L)每组设 3 个复孔

培养条件

2-3 天换液,诱导培养 7-21 天(ALP 检测:7-14 天;矿化结节检测:14-21 天)

2. 成骨指标检测

1)碱性磷酸酶(ALP)活性检测(早期成骨标志物)

1. 样本处理:诱导 7-14 天后,弃培养基→PBS 2 每孔加 100-200μL 裂解液(含 RIPA + 蛋白酶抑制剂)冰上裂解 30 分钟收集裂解液。

2. 活性测定:

◦  50μL 裂解液 + 50μL 底物缓冲液,37℃孵育 30 分钟加终止液酶标仪测 405nm 吸光度(OD 值)。

1. 数据校正:用 BCA 蛋白定量试剂盒检测总蛋白浓度,将 ALP 活性归一化为 “U/mg 蛋白,消除细胞数量差异。

2)矿化结节染色与定量(中晚期成骨标志物)

 

染色类型

检测阶段

操作步骤

阿尔新蓝染色

早期矿化

1. 诱导 14-21 弃液→PBS 2 →4% 多聚甲醛固定 30 分钟2. 0.1% 阿尔新蓝染液(pH 8.3室温孵育 30 分钟蒸馏水洗至背景无色3. 定量:10% 乙酸洗脱570nm OD

茜素红 S 染色

晚期矿化

1. 固定步骤同上2. 2% 茜素红 S 染液(pH 4.2室温孵育 15-30 分钟蒸馏水洗至背景无色3. 定量:10% 氯化十六烷基吡啶洗脱562nm OD

3)成骨相关基因 / 蛋白检测(可选,深度验证)

• qPCR 检测:检测成骨特异性基因(ALPRunx2OCNCol1a1)的 mRNA 表达水平。

• Western blot 检测:检测 Col1a1I 型胶原蛋白)等成骨相关蛋白表达量。

3. 数据整理与分析

• 软件工具:GraphPad Prism

• 统计方法:t 检验(两组对比)、单因素方差分析(多组对比)

• 输出结果:各组均值、标准差、统计图表(柱状图 / 折线图)

二、实验结果

1. 形态学与染色结果

 

观察维度

成骨诱导组

对照组

细胞形态

从梭形逐渐转变为多边形、立方形(成骨细胞特征),排列紧密

维持梭形,无明显形态变化

阿尔新蓝染色

细胞外基质呈明显蓝色(早期矿化阳性),随诱导时间加深

几乎无蓝色染色,仅见少量背景色

茜素红 S 染色

可见大量红色矿化结节(晚期矿化阳性),结节数量随时间增加

无红色结节,背景干净

2. 定量分析结果(示例数据)

 

指标

对照组

成骨诱导组(14 天)

统计学差异

ALP 活性(U/mg 蛋白)

0.25±0.03

1.85±0.12(峰值)

P<0.01

阿尔新蓝 OD 值(570nm

0.15±0.02

0.92±0.06

P<0.01

茜素红 S OD 值(562nm

0.18±0.03

1.25±0.09

P<0.01

Runx2 mRNA 相对表达

1.0±0.1

5.8±0.4

P<0.01

OCN mRNA 相对表达

1.0±0.1

8.2±0.6

P<0.01

3. 结果报告

为客户提供完整报告,包含:

• 原始图像:细胞形态图、染色图(标注视野位置)

• 数据文件:OD 值原始数据、基因 / 蛋白表达定量结果

• 统计图表:柱状图(各组指标对比)、折线图(诱导时间 - 成骨指标变化)

• 结论解读:明确诱导条件或处理因素对成骨分化的调控效应,为后续研究提供数据支撑