低强度脉冲LED光对人成骨样细胞的体外光生物调节作用

摘要： 可见光照射是再生医学研究中的新兴领域。我们假设低强度脉冲LED光照可能对成骨样细胞培养物产生光生物调节效应。为验证该假设，我们研究了脉冲LED光照后细胞的增殖情况以及细胞成熟和代谢活动的标志物。将人成骨样细胞的单层外植体培养物以24小时间隔暴露于2分钟、强度为2.4-2.5 mW/cm2的脉冲白光LED照射及其不同光谱（0.2-0.5 mW/cm2，频率范围10-40 Hz）下，共四次。通过显微镜细胞计数评估细胞增殖，通过培养基中乳酸脱氢酶活性（比色法测定）评估细胞死亡。分别采用比色法和ELISA法测量成骨细胞成熟和代谢活动的早期标志物——细胞碱性磷酸酶活性和骨钙素含量。40 Hz照射使细胞数量增幅最大（p<0.01）。40 Hz和10 Hz照射后细胞内骨钙素含量降低（p<0.05）。40 Hz蓝光范围照射（漫透射420-580 nm，最大细胞照射强度0.5 mW/cm2）导致细胞碱性磷酸酶活性降低（p<0.001）和培养基中骨钙素含量增加（p<0.05）。40 Hz绿光范围（漫透射560-650 nm，最大细胞照射强度0.4 mW/cm2）照射使细胞数量和细胞死亡均增加。总之，脉冲（40 Hz）白光照射具有光调节效应，其绿光范围光谱影响细胞增殖和死亡，蓝光范围光谱影响细胞成熟和代谢。结果表明体外成骨样细胞的光生物调节存在低强度阈值。