中图分类号:Q573Q593.6文献标识码:A
文章编号:1000-8020(2000)03-0168-02
Effect of calcitonin on the proliferation and membrane fluidity of
human osteoblast-like cells
Xue Yan, Yuan Runying, Xiang Dong, Wang Hongxia
(Beijing Institute of Traumatology and Orthopaedics, Beijing 100035,China)
Abstract:The effects of calcitonin (CT) on the proliferation and membrane fluidity of human osteoblast-like cells line OS-732 were compared with the effect of 1,25(OH)2D3. The rate of DNA synthesis, cell proliferation, cell cycle and membrane fluidity of OS-732 cells were observed. Results showed that 1IU/ml CT stimulated cell proliferation and DNA synthesis. The percentage of cell in the G2+M phase was increased and the percentage of cell in the synthetic phase was decreased. The membrane fluidity of OS-732 cells was increased after 0.1μmol/L and 0.01μmol/L 1,25(OH)2D3 treatment and was decreased after 1IU/ml CT treatment. It is concluded that calcitonin might increase the cell proliferation and decrease the membrane fluidity.
Key words:calcitonin, OS-732 cell line, cell proliferation, cell cycle, membrane fluidity
降钙素(CT)和1,25双羟维生素D3[1,25(OH)2D3]、甲状旁腺激素(PTH)是三大重要的钙调节激素[1,2],它们之间互相协调不仅维持了血钙的平衡,也保证了骨代谢的正常进行,使骨形成和骨吸收处于平衡状态。当这一平衡被破坏就会引起代谢性骨病的发生。
我所建立的人成骨肉瘤细胞系OS-732[3],已成为我们研究成骨样细胞特征的体外模型。本文观察了鲑鱼降钙素对人成骨样细胞OS-732细胞的增殖、细胞周期和细胞膜流动性的影响,并与1,25(OH)2D3进行比较。
1材料与方法
1.1试剂
1,25双羟维生素D3[1,25(OH)2D3]由瑞士F.Hoffmann-La Roche公司提供。溶于无水乙醇,用培养液稀释成0.1和0.01μmol/L。
鲑鱼降钙素(calcitonin,CT)瑞士山德药厂产品,用培养液稀释成1IU/ml。
DPH(1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene,1,6,-二苯基-1,3,5,-已三烯)为美国Sigma公司产品,3H-TdR为中国原子能研究院产品,四氢呋喃为上海试剂厂产品。
1.2细胞培养与处理
将人成骨样细胞系OS-732接种于含20%小牛血清的RPMI-1640(Gibco)培养液的培养瓶内,在对数生长期换为含1IU/ml CT的培养液,对照组仅更换基础培养液,将细胞密度调至5×104/ml,置于37℃,5%CO2培养箱中,第2、4、6天进行细胞计数,绘制生长曲线,并计数抑制率和增长率。
1.3OS-732细胞DNA合成速率的测定
用培养液将细胞密度调至2.5×104/ml,将细胞悬液加入96孔培养板,每孔再加入3H-TdR 1000Bq,按纸片法进行3H-TdR参入实验,用液闪仪计数。
1.4细胞周期分析
各实验组及对照组细胞在培养到第2、4、6天后离心收获,用70%冷乙醇固定24小时后用PBS清洗除去乙醇,用RNase(0.5mg/管)37℃消化30min,冷却,PI染色15min,用美国B-D公司FACS-440型流式细胞仪(激发光488nm,发射光585nm)以鸡血细胞为内参对照,测定DNA含量(CV值<7%)。根据DNA分布的直方图,用多项式拟合法计数细胞周期各时相的百分比。
1.5细胞膜脂的荧光标记及膜流动性的计算
DPH标记过程按文献进行[4]。将DPH溶于四氢呋喃,配成20mmol/L的储存液,用0.15mol/L PBS(pH7.5)稀释成2μ mol/L的应用液。用DPH应用液将细胞密度调至7×105/ml,37℃孵育30min。标记后的细胞用PBS洗涤并配成细胞悬液。用日立MPF-4型荧光分光光度计(激发波长为362nm,发射波长为432nm),测定荧光偏振值(P)。
Pr和Pmax分别代表P的测量值和理论极限值(Pmax=0.5)
1.6统计学处理
用t检验进行统计学处理。
2结果
2.1细胞生长曲线
1 IU/ml CT组和对照组细胞生长曲线表明:在给药后第2、4、6天CT对细胞增殖有促进作用(图1)。
图1细胞生长曲线
2.2DNA合成速率
OS-732细胞在用1 IU/ml CT处理后第2和第6天,3H-TdR参入量分别为13650和11326cpm,对照组分别为9373和7593cpm,表明1 IU/ml CT对OS-732细胞DNA合成有促进作用。
2.3细胞周期
在药物处理后第2、4、6天用流式细胞仪分别测定对照组和实验组的OS-732细胞DNA含量。按拟合曲线程序计算出各时相细胞百分数。
附表为用1IU/ml CT处理后第2、4、6天细胞周期各时相细胞百分比。在给CT后的第2、4、6天,G0+G1期细胞比率增加,S期细胞比率下降。G2+M期在给CT后第2和4天细胞比率均增加,而第6天下降。
2.4细胞膜流动性
OS-732细胞膜流动度(LFU)在0.01 μmol/L 1,25(OH)2D3处理后第2天和第4天均高于对照组(图2a)。
OS-732细胞膜流动度在1 IU/ml CT处理后第2、4、6天,均低于对照组(图2b)。
图2细胞膜流动性
3讨论
1,25(OH)2D3对骨代谢和血钙浓度具有双向调节作用,既能促进骨吸收,又能促进骨形成。体外实验表明1,25(OH)2D3对不同来源和不同成熟阶段的细胞增殖均有抑制作用[5]。并参与调节成骨细胞(OB)的生理功能。1,25(OH)2D3促进OB分泌骨粘连蛋白、骨桥蛋白、骨唾液酸蛋白、骨钙素和IGF-1;抑制OB分泌Ⅰ型胶原并调节ALP的活性。而降钙素的主要生理功能是降低血钙,抑制破骨细胞(OC)活性和骨吸收。
本文以细胞生长曲线和3H TdR参入实验作为细胞增殖指标,观察CT对人成骨样细胞系OS-732增殖的影响。发现1 IU/ml CT可促进OS-732细胞增殖,对DNA合成也有促进作用。CT对OS-732细胞增殖的作用与1,25(OH)2D3相反,说明CT与1,25(OH)2D3对成骨样细胞有不同的调节作用。
细胞周期各时相的百分比反映了细胞增殖状态。我们曾报道1,25(OH)2D3处理第4天,大多数细胞进入G0期,2C细胞增加[5]。G0+G1百分比增高,S期百分比下降,细胞被阻断在G0+G1期。S期细胞百分比下降,G2+M期无改变。而1IU/ml CT处理后第4天,S期细胞百分比下降,而G2+M期上升,表明1IU/ml CT有促进4C细胞增殖的作用。
细胞膜在细胞代谢、分裂、增殖中起重要作用。细胞膜上蛋白质和脂类具有传递胞外各种信息的作用。细胞膜区的流动性反映分子在双层脂层三维空间中的运动。细胞膜的流动性与细胞的通透性、信号传递、膜上酶的活性激素受体功能等有密切关系[6]。膜流动性的下降使这些功能特征下降和损伤;膜流动性上升,使这些功能被激活。1,25(OH)2D3增加OS-732细胞膜的流动性,Robey等报道
