微电场对人脐带间充质干细胞增殖和成骨分化的影响

doi:10.12307/2024.161

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (13): 1983-1988.doi: 10.12307/2024.161

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微电场对人脐带间充质干细胞增殖和成骨分化的影响

刘中1，李克威1，王敏2，刘文惠2，张蕾蕾2，郭松1，钱晖2，付强 1

1上海交通大学医学院附属第一人民医院骨科，上海市 200080；2江苏大学医学院，江苏省镇江市 212013

收稿日期:2023-03-27 接受日期:2023-05-22 出版日期:2024-05-08 发布日期:2023-08-28
通讯作者: 付强，主任医师，副教授，博士生导师，上海交通大学医学院附属第一人民医院骨科，上海市 200080 钱晖，教授，博士生导师，江苏大学医学院，江苏省镇江市 212013
作者简介:刘中，男，汉族，上海交通大学医学院在读硕士，主要从事干细胞及外泌体与脊髓损伤的基础研究。李克威，男，汉族，上海交通大学医学院在读硕士，主要从事干细胞及外泌体与脊髓损伤的基础研究。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(81971154)，项目负责人：付强

Effects of micro-electric field on proliferation and osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells

Liu Zhong1, Li Kewei1, Wang Min2, Liu Wenhui2, Zhang Leilei2, Guo Song1, Qian Hui2, Fu Qiang1

1Department of Orthopedics, Shanghai General Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200080, China; 2School of Medicine, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China

Received:2023-03-27 Accepted:2023-05-22 Online:2024-05-08 Published:2023-08-28
Contact: Fu Qiang, Chief physician, Associate professor, Doctoral supervisor, Department of Orthopedics, Shanghai General Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200080, China Qian Hui, Professor, Doctoral supervisor, School of Medicine, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China
About author:Liu Zhong, Master candidate, Department of Orthopedics, Shanghai General Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200080, China Li Kewei, Master candidate, Department of Orthopedics, Shanghai General Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200080, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 81971154 (to FQ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

人脐带间充质干细胞：是从新生儿脐带中提取出来的干细胞，具有较强的增殖能力、分化能力、自我更新能力以及合成并分泌一系列营养因子和细胞因子的能力，具有供给丰富、收集过程无创，低免疫原性、易于体外扩增、无伦理限制等诸多优势，成为组织工程研究和再生医学的最佳来源干细胞之一。

微电场：通过一种体外电刺激细胞装置，调节刺激参数，连接电源后可在细胞中形成一种微电场，对细胞进行均匀而稳定的电刺激。

背景：电刺激是一种可用于诱导细胞增殖、分化、凋亡等各种细胞活动的物理方法，诱导干细胞成骨分化将有利于骨的再生。

目的：观察微电场是否可以促进人脐带间充质干细胞的增殖与成骨分化。

方法：从人新鲜脐带组织获取脐带间充质干细胞，待细胞培养传代至第3代接种于6孔板内，24 h后分别给予0，50，100 mV/mm微电场刺激，刺激频率为每天1 h，连续刺激3 d，然后用显微镜观察细胞生长情况与形态变化，CCK-8和EdU染色法检测细胞的增殖情况，茜素红染色检测细胞的成骨分化能力，Western blot检测ERK通路蛋白的表达水平。

结果与结论：①50，100 mV/mm组人脐带间充质干细胞的吸光度值和增殖细胞数目显著高于未刺激组(P < 0.05)；②微电场刺激前后人脐带间充质干细胞均能诱导分化为骨细胞，但50，100 mV/mm组的成骨分化速度比未刺激组快；③50，100 mV/mm组的p-ERK1/2蛋白表达高于未刺激组，且100 mV/mm组与未刺激组比较差异有显著性意义(P < 0.05)；④微电场促进人脐带间充质干细胞增殖的机制可能是通过促进ERK的磷酸化实现的。

https://orcid.org/0009-0005-2367-7465 (刘中)；https://orcid.org/0009-0005-3840-1621 (付强)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 微电场, 细胞增殖, 人脐带间充质干细胞, 细胞分化

Abstract: BACKGROUND: Electrical stimulation is a physical method that can be used to induce various cellular activities such as cell proliferation, differentiation, and apoptosis. The induction of osteogenic differentiation of stem cells will be beneficial in the field of bone regeneration.
OBJECTIVE: To observe whether micro-current field can promote the proliferation and osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells.
METHODS: The fresh human umbilical cord tissue was cut to obtain umbilical cord mesenchymal stem cells, which were inoculated into a 6-well plate after cell culture and passage to the third generation. After 24 hours, the cells were cultured under a stimulation of 0, 50, and 100 mV/mm micro-electric field, at a frequency of 1 hour per day for 3 continuous days. The growth and morphological changes of human umbilical cord mesenchymal stem cells were observed by a microscope. The cell proliferation was detected by CCK-8 assay and EdU staining. Alizarin red staining was used to detect the osteogenic differentiation ability of cells. Western blot assay was used to determine the expression of ERK signal pathway proteins.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The optical density value and the number of proliferating cells in 50 and 100 mV/mm groups were significantly higher than those of the unstimulated group (P < 0.05). (2) Human umbilical cord mesenchymal stem cells could be induced to differentiate into osteocytes before and after micro-electric field stimulation, but the differentiation rate of 50 and 100 mV/mm groups was faster than that of unstimulated groups. (3) The protein expression of p-ERK1/2 in the 50 and 100 mV/mm groups was higher than that in the unstimulated group, and significant difference was detected between the 100 mV/mm group and the unstimulated group (P < 0.05). (4) Micro-electric field can promote the proliferation of human umbilical cord mesenchymal stem cells, and the mechanism may be achieved by promoting the phosphorylation of ERK.

Key words: micro-electric field, cell proliferation, human umbilical cord mesenchymal stem cell, cell differentiation

中图分类号:

刘中, 李克威, 王敏, 刘文惠, 张蕾蕾, 郭松, 钱晖, 付强 . 微电场对人脐带间充质干细胞增殖和成骨分化的影响[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(13): 1983-1988.

Liu Zhong, Li Kewei, Wang Min, Liu Wenhui, Zhang Leilei, Guo Song, Qian Hui, Fu Qiang. Effects of micro-electric field on proliferation and osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(13): 1983-1988.

图/表（结果） 6

2.1 hucMSCs的培养与鉴定结果原代hucMSCs一般会在10-12 d从脐带组织小块周围爬出，可见细胞形态呈长梭形，贴壁生长，逐渐呈漩涡状，见图1A。当细胞密度达到90%时，胰酶消化至小皿中进行培养扩增，第2代hucMSCs形态，见图1B。成骨诱导3周，茜素红染色结果呈阳性，细胞内出现大小不等的红色钙结节，见图1C。成脂诱导三四周，油红O染色呈阳性，细胞内出现大小不等、形态不一的橘红色脂滴，见图1D。以上结果提示，hucMSCs具备多向分化的潜能。利用流式细胞术检测其表面抗原分子，结果表明hucMSCs高表达抗原CD73 (99.24%)、CD29 (99.38%)、CD105 (98.34%)，阴性表达抗原CD14 (0.87%)、CD11b (0.83%)、CD45(0.49%)，见图1E。以上结果，证明成功提取出原代hucMSCs。

2.2 体外电刺激模型构建将刺激电极与实验室常用的细胞培养6孔板结合，同时可以将整个刺激装置放入细胞培养箱，不改变细胞的培养条件。电刺激干细胞培养装置见图2，主要由以下部件组成：6对L型铂金刺激电极，细胞培养6孔板底座，设有多个电路单元的盖板，电源连接线。6孔板的盖子上设置有多个电路单元，每个电路单元连接一对刺激电极的正极和负极，通过各对刺激电极的正极并联连接，各对刺激电极间的负极并联连接，使得整个电路分成了6个稳定的闭合电路，从而避免其中任何一个电路的故障，影响其他电路，进而实现电刺激干细胞培养装置的内部电流及电场强度恒定，见图2A。而且，为了避免电极腐蚀以及发生电化学反应对细胞产生毒性，经过多种电极的尝试，最终选择了铂金作为刺激电极。使用时，用装有电极的盖子盖住培养细胞的6孔板，确保电极完全淹没在培养基中，必要时可添加适当培养基，将此装置整体转移到细胞培养箱，并将其电线连接到电源上，在电源输出装置上设置合适的刺激参数，即可对6孔细胞培养板中的hucMSCs进行稳定的电刺激，见图2B。

2.3 微电场对hucMSCs形态和细胞表面抗原表达的影响与对照组相比，微电场作用3 d后，hucMSCs的形态无明显变化，均呈梭形，见图3A。通过流式细胞仪分析微电场作用3 d后hucMSCs的表面抗原表达：CD73(98.01%)、CD29(98.37%)、CD11b (1.76%)、CD45(1.45%)，见图3B。以上结果表明，微电场作用后hucMSCs仍然具有干细胞的细胞形态和表型特征。

2.4 微电场可提高hucMSCs活力及促进增殖采用CCK-8法检测微电场刺激后细胞活力，采用EdU染色法检测微电场刺激后对hucMSCs增殖的影响。CCK-8结果显示，微电场刺激3 d后，50，100 mV/mm组细胞的吸光度值显著高于未刺激组，差异有显著性意义(P < 0.05)，见图4A。EdU染色结果也同样得到了类似的现象，见图4B，C；50，100 mV/mm组增殖的细胞数量显著高于0 mV/mm组，且100 mV/mm组细胞增殖更显著(P < 0.001)。以上结果表明，微电场可提高hucMSCs的活力及促进增殖。

2.5 微电场对hucMSCs成骨分化能力的影响为了观察微电场刺激对hucMSCs成骨分化的影响，茜素红染色发现50，100 mV/mm组均有圆形钙结节产生，且比0 mV/mm组更早出现典型的红色钙结节，见图5。以上结果提示，微电场可以显著提高hucMSCs分化的速度，促进hucMSCs成骨分化。

2.6 微电场能够提高ERK1/2的磷酸化 Western blot检测结果表明，各组ERK1/2蛋白无明显差异，但50，100 mV/mm组p-ERK1/2的相对表达均高于0 mV/mm，且100 mV/mm组与0 mV/mm组比较差异有显著性意义(P < 0.05)。以上结果提示，微电场可能通过促进ERK1/2的磷酸化，进而促进hucMSCs的增殖，ERK信号通路在微电场刺激促进细胞增殖方面发挥重要作用，见图6。

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引言

人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hucMSCs)是一种从脐带组织中分离提取出来的干细胞，具有较强的增殖能力、分化能力和自我更新潜力[1]，近年越来越受到研究者们的关注。hucMSCs具有来源广泛、脐带收集过程中无痛无害、高细胞活力、低免疫原性、加速损伤组织修复过程的高旁分泌潜力以及没有伦理问题等优势，此外，由于其独特的基因表达谱，几乎不具有致瘤性[2]。随着再生医学的不断发展，hucMSCs在组织损伤修复和组织工程领域应用具有光明的前景。
诱导hucMSCs成骨分化，将有利于骨的再生研究，对骨质疏松症和骨缺损等骨科疾病的治疗具有至关重要的意义。目前的研究中，促使干细胞向骨组织分化的方法主要为化学诱导法，但其存在细胞毒性大、诱导效率低、价格昂贵和难以大量生产等缺点，严重阻碍了干细胞的临床应用[3]。因此，在体外培养hucMSCs的过程中，促进hucMSCs分化及提高其增殖能力，是目前亟待解决的难题。电刺激是已知的一种用于诱导细胞增殖、分化、凋亡等各种细胞活动的物理方法[4]，因为具备损伤小、便于实施、刺激参数易于控制、不牵涉机体免疫反应等特点，对于疾病的预防、延缓疾病进展和治疗均具有安全、方便和经济等优势[5]。已有研究证实，电刺激可以影响成纤维细胞和软骨细胞的凋亡和增殖能力[6-7]。目前关于微电场是否可以促进hucMSCs增殖与成骨分化，尚未有文献报道。ERK信号通路是近年来研究细胞增殖方面较为热门的通路之一，抑制该信号通路能显著抑制电刺激诱导的细胞增殖[8]。因此，该研究通过设置不同的微电场刺激参数，旨在探究微电场对hucMSCs增殖和成骨分化的影响，同时探究微电场诱导的hucMSCs增殖与ERK信号通路的关系。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

材料方法

1.1 设计从脐带组织分离培养出原代hucMSCs，建立微电场刺激hucMSCs模型。多组间数据的比较采用方差分析。
1.2 时间及地点实验于2022 年7-12月在江苏省检验医学重点实验室完成。
1.3 材料
1.3.1 细胞实验所用hucMSCs从新生儿脐带组织分离培养得到，实验方案得到江苏大学伦理委员会批准(伦理批件号2020161)。
1.3.2 实验试剂和仪器 α-MEM培养基(美国Meilunbio公司)；青-链霉素(中国雷根公司)；CCK-8试剂(中国Biosharp公司)；胎牛血清(美国Gibco公司)；OriCell®人间充质干细胞表面标记检测试剂盒、成骨诱导培养基、成脂诱导培养基(美国赛业生物公司)；细胞培养箱(美国赛默飞公司)；EdU试剂盒(中国碧云天公司)；多功能酶标仪(美国Bioteck公司)；流式细胞仪(美国BD公司)。
1.4 实验方法

1.4.1 hucMSCs的分离与培养经产妇知情同意，在剖宫产手术过程中收集新鲜的脐带组织样本，在2 h内无菌移送至实验室，然后于超净工作台中剔除脐带内动静脉，将脐带剪成0.2 cm3左右的米粒大小，将这些组织小块均匀贴于小培养皿，加适量含体积分数15%胎牛血清的α-MEM培养基，放入培养箱中开始培养，3 d更换一次新鲜的培养基，9-12 d后用显微镜观察组织小块周围有无梭形类细胞爬出。待细胞增殖成漩涡状，细胞生长融合率达到90%，轻柔剔去组织块，用胰酶消化至培养瓶中培养，获取第1代hucMSCs，继续培养扩增。第3-6代细胞用于后续实验。

1.4.2 流式细胞术检测hucMSCs表面抗原分子将微电场刺激前及刺激后的第3代hucMSCs用胰酶消化，制成细胞悬液，随后用以下抗体孵育细胞30 min：纯化的抗人CD105、CD29、CD73、CD14、CD11b和CD45抗体，然后用缓冲液洗涤细胞2次，各加入二抗，4 ℃孵育30 min，最后缓冲液洗涤细胞2次，缓冲液重悬细胞后，在1 h内尽快上机检测。
1.4.3 成骨诱导及茜素红染色鉴定选取对数生长期的第3代hucMSCs，用胰酶进行消化，接种于0.1%明胶提前包被的6孔板中，每孔18×104个细胞，置于细胞培养箱中培养。待hucMSCs 生长密度达到50%-70%时，加入成骨诱导分化培养基。成骨诱导分化3周后，弃去板中培养基，PBS洗3遍，40 g/L多聚甲醛室温固定细胞40 min，加入茜素红S染液，室温条件下染色5 min，PBS洗2遍，于显微镜下观察染色情况并拍照。
1.4.4 成脂诱导及油红O染色鉴定选取对数生长期的第3代hucMSCs，用胰酶进行消化，接种于6孔板中，每孔18×104个细胞，每孔加入2 mL含体积分数10%胎牛血清的 α-MEM完全培养基，置于细胞培养箱中培养，直至细胞生长密度达到100%时，加入成脂诱导培养基。诱导三四周后，弃去板中培养基，PBS洗3遍，40 g/L多聚甲醛室温固定细胞40 min，加入油红O染料工作液，室温条件下染色40 min，PBS洗涤3遍，于显微镜下观察染色情况并拍照。
1.4.5 微电场刺激装置作者设计制作了一种体外电刺激hucMSCs 装置，该装置主要由6孔细胞培养板改装设计而成。通过在培养板开设有多个培养孔，下层盖板设置于培养孔上方，每个培养孔内部设有一对刺激电极，刺激电极的正极和负极均为L型铂金电极。L型铂金电极的垂直段向上与电路单元连接，L型铂金电极的平行段放置于培养孔底部。各对刺激电极的正极并联连接，各对刺激电极间的负极并联连接，可使得每对刺激电极间形成闭合稳定的回路，即整个电路分成了多个闭合电路，从而实现电刺激干细胞培养装置内部电流及电场强度恒定。所述电路单元与外接电源连接，刺激参数大小通过外接电源来调节。该设备使用前需要消毒，先用体积分数75%乙醇浸泡4 h，用PBS冲洗后，于紫外灯照射下过夜灭菌。
1.4.6 hucMSCs分组与处理细胞随机分为 3组：0，50，100 mV/mm组。50，100 mV/mm组分别给予50，100 mV/mm微电场刺激，刺激频率为每天1 h，间隔24 h刺激1次，连续3 d。0 mV/mm组插入电极，但不通电。
1.4.7 CCK-8法检测细胞活力第3-6代hucMSCs接种于电刺激装置6孔板中，每孔20×104个细胞，培养24 h后施加0，50，100 mV/mm微电场刺激，连续电刺激3 d，刺激完成后，加入胰酶将刺激后的hucMSCs消化下来，细胞计数，接种于96孔板中，每孔3 000个细胞，置入培养箱中继续培养24 h；次日，加入CCK-8溶液，置入培养箱内孵育2-4 h，利用酶标仪检测波长450 nm处吸光度值。
1.4.8 EdU染色法检测细胞增殖情况取第3-6代hucMSCs，接种于电刺激装置6孔板中，每孔20×104个细胞，培养24 h后开始施加0，50，100 mV/mm微电场刺激，连续电刺激3 d。刺激完成后，用EdU染色试剂盒中10 μmol/L EdU标记hucMSCs，置入培养箱中孵育2 h，每孔加2 mL 40 g/L多聚甲醛室温固定15 min，加入TritonX-100破膜30 min，加入Click反应液，室温条件下避光孵育30 min，加入DAPI进行染核15 min，最后将6孔板置于显微镜下观察并拍照。
1.4.9 茜素红染色法检测微电场刺激后hucMSCs成骨分化能力取第3-6代hucMSCs，接种于电刺激装置6孔板中，每孔20×104个细胞，培养24 h后，将6孔板孔内完全培养基吸出，加入成骨诱导分化完全培养基，开始不同强度微电场刺激，刺激频率为每天1 h，连续3 d。刺激完成后，弃去板中培养基，PBS洗3遍，加入40 g/L多聚甲醛室温固定细胞40 min，最后加入茜素红S染液，室温条件下染色5 min，PBS洗2遍，于显微镜下观察染色情况并拍照。
1.4.10 Western blot检测ERK蛋白表达第3-6代hucMSCs接种于电刺激装置6孔板中，每孔20×104个细胞，培养24 h后施加0，50，100 mV/mm微电场刺激，连续电刺激3 d，刺激结束后，加入细胞裂解液，涡旋振荡仪器上进行充分裂解，随后4 ℃，13 000×g离心15 min，吸取上清液转移至新的EP管中，最后加入1/3体积的loading buffer 试剂，振荡混匀，沸水浴煮10 min，得到蛋白样品，然后进行SDS-PAGE凝胶电泳，350 mA恒流电流模式转膜2 h，将PVDF膜置于5%脱脂牛奶中，摇床上室温封闭2 h，按照分子质量进行裁膜，4 ℃孵育一抗过夜，一抗分别为ERK (1∶1 000)、p-ERK (1∶1 000)、β-actin (1∶1 000)，次日回收一抗，TBST洗涤3次，然后在室温下与二抗(1∶2 000)孵育1 h，最后用曝光仪检测目的蛋白表达情况。
1.5 主要观察指标 ①hucMSCs的鉴定结果；②微电场刺激对hucMSCs活力与增殖的影响；③微电场刺激对hucMSCs成骨分化的影响。
1.6 统计学分析所有实验独立重复3次，用 GraphPad Prism 9.0 软件进行数据分析，所有数据以x±s表示。采用单因素方差分析或配对 t 检验进行统计学分析。P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

hucMSCs具有较强的增殖能力、分化能力和自我更新潜力，在再生医学领域的临床应用前景非常广阔。诱导hucMSCs的成骨分化将有利于骨的再生研究，对骨质疏松症和骨缺损等骨科疾病的治疗具有至关重要的意义。在体外培养hucMSCs的过程中，促进hucMSCs分化及提高其增殖能力，有利于hucMSCs的临床应用和转化。所以，探究微电场刺激对hucMSCs增殖及成骨分化的作用，对hucMSCs的转化有巨大的研究价值。该研究成功提取培养出原代hucMSCs，研发生产了一种体外电刺激干细胞装置，进而建立电刺激hucMSCs模型，通过设置不同的微电场刺激参数，首次探究了微电场对hucMSCs增殖和分化的影响，同时第1次明确了微电场诱导的hucMSCs增殖与ERK信号通路的关系。
由于微电场具备便于实施、刺激参数易于控制、不牵涉机体免疫反应、损伤小等特点，对于疾病的预防、延缓疾病进展和治疗均有方便、安全和经济等优势。目前研究表明，电活动在细胞生命过程中有着重要角色，它可以调控细胞分化、凋亡、增殖等各种细胞活动[9-10]。在胚胎发育和创伤修复等许多生物学过程中，内源性电场都起到了不可或缺的作用。大量研究证实，电刺激可以明显促进肌肉、神经、皮肤创面、骨等组织的修复和再生[11-15]。最近的研究表明，在干细胞成骨分化的早期阶段(前7 d)应用电刺激足以诱导强烈、持续和持久的促成骨作用[16-17]。有研究证实纳秒脉冲电场可以调节成肌细胞的增殖和分化[18]。在该研究中，作者首次发现适宜的微电场刺激能够增加hucMSCs的细胞活力，促进hucMSCs增殖。研究结果显示，50 mV/mm和100 mV/mm组增殖的细胞数量明显高于对照组，且100 mV/mm组hucMSCs增殖更明显。成骨诱导分化实验表明，50 mV/mm和100 mV/mm组均有钙结节生成，且比对照组更早出现典型的红色钙结节，表明微电场作用不会改变hucMSCs的分化能力，但可以明显提高hucMSCs分化的速度，从而促进hucMSCs成骨分化。
该研究观察了微电场对hucMSCs形态和干细胞表面抗原表达的影响，结果发现，与对照组相比，50，100 mV/mm组hucMSCs的形态无明显变化，均能表达干细胞表面标志物，而且均能诱导分化成骨细胞。以上结果证明，微电场作用并不会改变hucMSCs的生物学特性。有研究报道直流电刺激不会改变脂肪间充质干细胞的干细胞生物学特性[19-22]。此方面与前人的研究发现一致。
微电场是一种用于诱导各种细胞过程改变的常见物理方法，其诱导的细胞增殖多与某些信号通路的激活有关，如PI3K 通路、ERK通路、MAPK 通路等[23-26]。有研究证实，电场刺激可以促进ERK的磷酸化，抑制ERK的激活能抑制电场刺激诱导的细胞增殖[8]。以上研究说明，在电刺激促进细胞增殖中ERK通路有着重要作用。该研究验证了微电场刺激后hucMSCs中ERK通路蛋白的表达情况，结果发现，刺激组和未刺激组的ERK1/2蛋白表达无明显差异，但50，100 mV/mm组p-ERK1/2的相对表达均高于未刺激组，值得注意的是，100 mV/mm组与未刺激组比较差异有显著性意义。基于以上结果，微电场通过提高ERK1/2的磷酸化进而促进hucMSCs的增殖。该研究的不足之处是仅初步检测了ERK通路的变化，而未在微电场作用下采用ERK通路抑制剂来抑制ERK信号再检测细胞增殖变化，且微电场刺激促进hucMSCs增殖的具体分子机制还有待进一步的探讨。
综上所述，微电场可以促进hucMSCs增殖，其机制可能是通过促进ERK磷酸化实现的，且微电场不改变干细胞的生物学特性，可以促进hucMSCs成骨分化，给骨质疏松症和骨缺损等骨再生领域提供了新的方向，对临床应用hucMSCs诱导分化成骨具有重要意义。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

微电场对人脐带间充质干细胞增殖和成骨分化的影响

Effects of micro-electric field on proliferation and osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells

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