目的:比较芹菜素及其结构类似物(如白杨素、香叶木素、黄芩苷元、槲皮素)的成骨效应,以促进骨组织工程构建并用于临床。此外,也为骨折创伤愈合、骨质疏松症相关治疗的新药开发奠定理论基础。方法:实验于2013年~2015年在暨南大学医学院中心细胞房和暨南大学骨科疾病研究所完成。从广东省实验动物中心购买雄性、4周龄SD大鼠。首先,通过全骨髓法提取骨髓原代细胞,并进行细胞培养,并利用四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定细胞生长曲线和流式细胞表面标记流式分析。其次,将第3代的MSCs分为以下4组:(1)空白对照组(阴性对照组,含10%FBS的L-DMEM)(2)经典成骨诱导组(10%FBS+L-DMEM+50μg/ml维生素C+10mmol/Lβ-甘油磷酸钠+10-8mol/L地塞米松)(3)芹菜素组(10%FBS+L-DMEM+20μM的芹菜素)(4)芹菜素结构类似物(10%FBS+L-DMEM+20μM白杨素)。测定的指标包括:(1)茜素红染色检测,确定细胞外基质的矿物化;(2)各组细胞分别作用7d及14d后,Real-time PCR检测成骨相关基因;(3)诱导7d以及14d之后,Western Blot检测成骨相关蛋白。对相关指标方差分析比较组间差异,以P<0.05为差异有显著性意义,P<0.01为差异有非常显著性意义。结果:1.经过细胞培养探索,7天、14天后细胞完全贴壁生长。细胞形态均一,呈梭形生长,细胞生长旺盛,可稳定连续传代,细胞形态及生长速度未见明显变化。2.BMSCs在接种第一天为细胞潜伏适应期,第二天到第三天生长曲线基本为线性曲线,表明这段时间是细胞的对数生长期。第四天生长曲线变得平缓,第五天又急速生长,第六天后曲线逐渐变得平缓,细胞增殖明显减慢甚至出现负增长的趋势,生长进入平台期。3.流式细胞仪检测结果显示,培养的第3代大鼠BMSCs均一表达CD29,CD44,CD90,阳性率分别为95.65%,87.09%,93.51%;而CD34,CD45呈阴性,阳性率分别为0.96%,1.19%。4.茜素红染色结果显示,芹菜素和经典成骨分别诱导大鼠BMSCs7d,14d后,细胞聚集样生长、促进细胞外钙盐沉积,在聚集生长的中心可见点状染色阳性的钙化结节;其中,经典成骨诱导液组钙化结节形成的作用更强,形成的钙化结节不但数量多,且面积(团块状)也较前两者大。5.RT-PCR检测成骨相关基因CollagenⅠ,ALP,Runx2 and OPN m RNA的表达,总体来讲,研究与前面相吻合。即芹菜素能促进CollagenⅠ,ALP,Runx2 and OPN m RNA的表达。6.Western blot检测成骨相关蛋白CollagenⅠ,ALP,Runx2和OPN m RNA的表达。经典成骨诱导液、芹菜素、白杨素均能增加成骨相关蛋白的表达。导其中经白杨素组诱导的细胞CollagenⅠ蛋白、OPN蛋白表达最高,芹菜素次之。经成骨诱导剂组诱导的细胞ALP、RUNX2蛋白表达水平最高,芹菜素与白杨素诱导组稍弱于成骨诱导组,对照组成骨相关蛋白表达程度最低,且诱导7天和14天变化不明显。结论:比较经典成骨诱导液组,芹菜素组与白杨素组处理下MSCs成骨分化相关指标总体来看:经典成骨诱导组的效能最强,效果最好,芹菜素与其持平或接近、芹菜素类似物较芹菜素又稍低、对照组的成骨分化效能最低。这进一步说明经典成骨诱导剂促进干细胞成骨分化的优势,而芹菜素在一定条件下也可能成为代替经典成骨诱导剂的药品原料。