甲状腺素在骨髓间充质干细胞成软骨诱导过程中的作用

目的探讨甲状腺素在诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)软骨形成的作用。方法在两种条件培养基中培养和诱导猪BMSCs,对照组用成软骨培养基(含10-7 mol/L地塞米松和10 ng/mL TGFβ1),甲状腺素(T3)用成软骨培养基加100 nmol/L T3。MTT法检测BMSCs单层增殖情况。4周后取两组BMSCs Pellets,进行组织学染色和半定量基因表达分析。结果T3组BMSCs增殖明显高于对照组(P˂0.05)。T3组BMSCs Pellets形成典型软骨陷窝样结构,甲苯胺蓝染色阳性,并且优于对照组(P˂0.05)。与对照组相比,T3组第4周软骨生成标志基因Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、聚集蛋白聚糖(aggrecan)和性别决定基因9(SOX9)的表达显著升高(P˂0.05),肥大标志基因Ⅹ型胶原(Col-Ⅹ),基质金属蛋白酶13(MMP13)基因的表达显著升高(P˂0.05),成骨基因Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ),Runt相关转录因子2(RUNX2)表达在两组差异无统计学意义(P>0.05)。结论甲状腺素可促进间充质干细胞的增殖和软骨形成,同时诱导间充质干细胞分化的软骨细胞肥大,这些结果为研究软骨组织工程的诱导方案提供了有益的线索。     

补肾行气活血法对骨髓基质干细胞诱导成软骨细胞作用的影响

[目的]观察补肾行气活血法对诱导骨髓基质干细胞(BMSCs)成软骨细胞作用的影响.[方法]将传至第3代的BMSCs分为阴性对照组和治疗组,分别采用软骨细胞诱导培养基加体积分数为10%的空白对照血清和诱导培养基加体积分数10%的骨炎定含药血清培养诱导成软骨细胞,观察软骨细胞的生长状况及细胞表型特征.[结果]治疗组在细胞贴壁、生长形态及成软骨特性方面明显优于对照组,细胞表型的免疫组化染色均为阳性.[结论]以补肾行气活血法为组方依据的骨炎定含药血清既可促进BMSCs的增殖,又可促进诱导的软骨细胞分化.     

负载转化生长因子β1的生物蛋白胶促进骨髓间充质干细胞体内构建组织工程软骨

目的探讨负载转化生长因子β1(TGF-β1)的生物蛋白胶(FS)促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)体内构建组织工程软骨的可能性.方法体外分离扩增健康人BMSCs,以含有TGF-β1、地塞米松的特定培养基进行软骨起源的诱导.将诱导7 d的BMSCs分别与含或不含有TGF-β1的FS复合后接种于裸鼠背部,作为BMSCs FS-TGF-β1和BMSCs FS实验组,同时设只注射FS和BMSCs的对照组.12周后从裸鼠体内取出组织工程标本进行大体观察、湿重测定、蛋白聚糖含量测定,并进行组织学及免疫组织化学检测.结果BMSCs以特定培养基诱导后可具备软骨细胞的形态和功能特征.复合物接种后两个实验组均可形成软骨样组织块,BMSCs FS-TGF-β1组与BMSCs FS组相比,可形成体积和重量更大的软骨样复合物;阿尔新兰染色显示具有更多的细胞外基质分泌;蛋白聚糖含量明显增高;免疫组织化学检测Ⅱ型胶原表达增强.而两个对照组无软骨样组织块形成.结论负载TGF-β1的FS支架可以促进BMSCs体内构建组织工程软骨.     

精脒对衰老兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及机制研究

背景 研究发现衰老兔骨髓间充质干细胞(bone-marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)的成骨分化能力减弱,而精脒(Spermidine)对衰老相关疾病具有保护作用.目的 探讨精脒对衰老兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其作用机制.方法 复苏BMSCs并将其分为3组:对照组(Vehicle,培养基中不加入药物),D-半乳糖诱导衰老组(D-gal,培养基中加入40 g/L D-gal诱导BMSCs衰老),Spermidine干预组(Spermidine,培养基中加入40 g/L D-gal + 3 μmol/L Spermidine处理BMSCs).试剂盒检测细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)与还原型NAD+(NADH)比例,MTT法检测细胞增殖活性.成骨诱导培养后,Western blot检测Sirt1蛋白的表达,qPCR检测成骨相关基因的转录水平.结果 与Vehicle组相比,D-gal组细胞内NAD+/NADH比例降低,BMSCs增殖减弱(P<0.05);Spermidine可提高细胞内NAD+/NADH比例并促进BMSCs增殖(P<0.05).成骨诱导培养后,D-gal抑制Sirt1表达并下调成骨相关基因Runx2、Osx和ALP的转录表达(P<0.05);而Spermidine可上调Runx2、Osx和ALP的转录表达(P<0.05).当采用siRNA抑制Sirt1表达后,Spermidine上调成骨相关基因转录表达的作用明显减弱(P<0.05).结论 Spermidine可通过激活Sirt1促进衰老兔BMSCs成骨分化.     

维甲酸对脂肪源干细胞中生殖标记表达的影响

目的探索脂肪源干细胞(ADSCs)在维甲酸(RA)诱导下是否表达原始生殖细胞标记碱性磷酸酶(ALP)及生殖标记基因vasa。方法分离培养2个月龄SD雌性大鼠ADSCs,传至第3代进行成脂、成骨诱导和表面标记鉴定。将第3代ADSCs分别用10-5、10-6、10-7mol/L RA诱导7 d和14 d,采用ALP检测试剂盒检测各组ALP的活性水平。用RT-PCR方法检测10-5mol/L RA组Vasa mRNA表达。结果将第3代ADSCs分别用10-5、10-6、10-7mol/L RA诱导7 d的D520 nm值分别为0.59±0.04,0.27±0.07,0.15±0.03,对照组为0.07±0.01,诱导14 d的OD值分别为0.42±0.02,0.34±0.01,0.19±0.02,对照组为0.07±0.01,说明RA能显著性促进ADSCs碱性磷酸酶的表达(P<0.01)。第3代ADSCs用10-5mol/L RA诱导7 d Vasa mRNA的表达为阴性。结论第3代ADSCs在维甲酸诱导下能够表达原始生殖细胞标记碱性磷酸酶,但用10-5mol/L RA诱导7 d不能表达生殖标记基因Vasa。     

VEGF对兔骨髓基质干细胞成骨诱导及成骨细胞分化与增殖影响的体外研究

目的探讨体外条件下成骨诱导剂和血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)的联合应用对兔骨髓基质干细胞(Bone Marrow Stromal Cells,BMSCs)成骨分化过程中细胞增殖和分化的影响,为骨组织工程研究提供实验基础。方法取2月龄新西兰大耳白兔,麻醉后抽取股骨骨髓进行BMSCs原代细胞培养,取生长良好的第三代BMSCs进行分组培养。空白组:完全培养基培养;对照组:完全培养基中加入成骨诱导剂;实验组:完全培养基中加入成骨诱导剂及VEGF(10ng/ml)。MTT法检测诱导BMSCs成骨分化过程中细胞生长与增殖情况并绘制生长曲线;倒置相差显微镜、光学显微镜及扫描电镜观察诱导BMSCs成骨分化过程细胞的形态特征;茜素红(Alizarin Red S,ARS)染色鉴定钙结节;碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)染色、ALP活性及RT-PCR检测I型胶原(Collagen typeⅠ,colⅠ)mRNA表达;免疫组化染色检测诱导后细胞中VEGF蛋白表达情况。结果 1诱导BMSCs向成骨细胞分化后细胞呈圆形或多边型,短柱状或立方形,细胞表面有短的突起与相邻细胞连接。2茜素红染色光学显微镜下可见实验组和对照组均有散在的红色团块即钙结节。3二组中ALP染色均可见细胞浆内有黑色的碱性磷酸酶颗粒,但实验组ALP染色阳性细胞数多于对照组(P<0.05)。4诱导培养的成骨细胞ALP活性测定实验组和对照组ALP活性早期较低,以后逐渐增高,第四天起,实验组明显高于对照组(P<0.05)。5MTT法检测细胞增殖状态,实验组细胞增殖速度高于对照组,6~8d细胞增殖速度加快,二组比较差异有统计学意义(P<0.05)。6RT-PCR检测成骨细胞colⅠmRNA表达,诱导后实验组和对照组均可见colⅠmRNA表达,实验组colⅠmRNA的表达强度高于对照组。7免疫组化染色显示BMSCs的VEGF蛋白呈阴性表达,而诱导分化后的成骨细胞实验组与对照组均可见有VEGF蛋白表达且实验组与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。结论 1BMSCs在成骨诱导剂作用下可向成骨细胞诱导,成为骨组织工程中理想的种子细胞。2 VEGF可促进成骨细胞的增殖和分化,当与成骨细胞诱导剂联合应用时,能够提高成骨细胞的增殖能力、增强成骨细胞的ALP活性,二者的协同作用共同促进了BMSCs向成骨细胞的增殖和分化,将有望提高骨缺损修复的治疗效果。     

atRA抑制大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化

目的探讨高浓度全反式视黄酸(all-trans retinoic acid,atRA)抑制大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrowmesenchymal stem cells,BMSCs)向脂肪细胞分化的机制。方法体外分离、培养和诱导大鼠BMSCs;在成脂诱导液中加入0.1、0.5、1.0、5.0μmol/L atRA,光学显微镜下观察细胞形态及油红O染色变化;油红O染色提取法分析不同浓度atRA对BMSCs成脂分化的影响;real-time PCR测定细胞视黄酸受体(RARα、RARγ)、CCAAT增强子结合蛋白α(CEBPα)及过氧化物酶体增殖激活受体γ2(PPARγ2)mRNA水平的变化。结果细胞形态及油红O染色观察发现,在0.1、0.5、1.0、5.0μmol/L atRA作用下大鼠BMSCs向脂肪细胞分化受到抑制,且呈浓度依赖性;油红O染色提取法半定量测定结果显示,随着atRA浓度升高,分化细胞内脂肪含量降低(P<0.01);real-time PCR检测显示与血清组(未加atRA)相比,加入atRA后,大鼠BMSCs的CEBPα和PPARγ2表达显著降低(P<0.05),RARα表达无显著差异[血清组vs 1.0μmol/L atRA组:(0.008 4±0.001 9)vs(0.009 1±0.001 3),P>0.05],但RARγ表达显著增加[血清组vs 1.0μmol/L atRA组:(0.022 6±0.001 2)vs(0.053 1±0.002 3),P<0.01]。结论 0.1、0.5、1.0、5.0μmol/L atRA可抑制大鼠BMSCs向脂肪细胞分化,其机制可能与RARγ的上调及CEBPα、PPARγ2的下调有关。     

外源性NO对脂肪干细胞成软骨分化的影响

目的 通过观察不同浓度外源性一氧化氮（nitric oxide ,NO）供体硝普钠（SNP）对脂肪干细胞（adipose-derived stem cells,ADSCs）增殖状况及相关基因表达的影响,探讨外源性NO在ADSCs成软骨分化中的作用。方法 获取并培养ADSCs,分别进行成骨和成脂诱导,采用茜素红染色和油红O染色进行多向分化鉴定。NO检测试剂盒检测ADSCs成软骨分化过程中NO的变化;采用细胞计数试剂盒-8(CCK8)法检测不同浓度SNP（0.25 mmol/L、1.00 mmol/L、4.00 mmol/L）下ADSCs的增殖情况。以Real time-PCR（RT-PCR）方法检测ADSCs在不同浓度SNP下,表达转化生长因子-β1（TGF-β1）以及成软骨分化特异基因——信号传导蛋白Smad3、 Ⅱ胶原蛋白（Col-Ⅱα1）基因的变化。结果 培养的细胞经成骨和成脂诱导后茜素红染色和油红O染色呈阳性;ADSCs成软骨分化过程中,培养上清液中NO浓度始终比对照组高（P<0.05）;与对照组相比,低浓度SNP（0.25 mmol/L、1.00 mmol/L）对ADSCs的增殖无明显影响（P>0.05）,高浓度SNP（4.00 mmol/L）抑制ADSCs增殖,差异有统计学意义(P<0.05)。RT-PCR检测发现SNP能抑制ADSCs自身TGF-β1 mRNA的表达,同时抑制Smad3 mRNA和Col-Ⅱα1 mRNA的表达。结论 在ADSCs成软骨分化过程中,外源性NO可以通过抑制ADSCs自身产生TGF-β1,并且抑制TGF-β下游信号通路,从而抑制成软骨分化。     

纳米HA/CS支架穿“靴”复合软骨样细胞修复兔关节软骨和软骨下骨缺损

【目的】观察把骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成的软骨细胞与纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(nano-HA/CSscaffold)通过特殊的穿"靴"结构复合构建而成组织工程软骨复合体的可行性,并观察此复合体修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的能力。【方法】原位复合和冷冻干燥相结合的方法制备nano-HA/CS支架,用聚四氟乙烯制作成圆柱形"靴"结构。把BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后,接种于穿"靴"的nano-HA/CS支架底部,把细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。扫描电镜观察nano-HA/CS支架结构及细胞-支架复合体结构。30只新西兰大白兔的股骨髁制造直径4 mm、深8 mm的骨软骨缺损,随机分为实验组、对照组、空白组,于缺损处分别植入经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体、不经穿"靴"结构复合的软骨支架复合体,空白组仅造缺损,4、12周后取材初步观察修复情况。【结果】BMSCs经软骨诱导液诱导后转化成软骨细胞;制备的nano-HA/CS支架支架孔隙率为92%,平均孔径为125μm,与软骨细胞有较好的粘附性。大体观察实验组和对照组缺损均有类软骨样组织生长,空白组缺损明显,见纤维组织生长。苏木精-伊红染色切片观察实验组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复,两者耦合处部分交叉,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于对照组和空白组。3组的大体评分和软骨组织学评分统计分析,实验组优于对照组和空白组。【结论】BMSCs具有成软骨潜能,nano-HA/CS支架具有较好的细胞相容性;软骨细胞与nano-HA/CS支架经过穿"靴"结构可成为组织工程软骨复合体,并初步证实有修复兔软骨及软骨下骨缺损的能力。     

碱性成纤维细胞生长因子和地塞米松联合诱导骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化

目的:研究碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和地塞米松联合对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的影响。方法:以第三代BMSCs为实验材料,分别给予10%FBS的DMEM培养基,含80μg/LbFGF的10%FBS的DMEM培养基,含bFGF80μg/L+地塞米松10-8mol/L+β-甘油磷酸钠10mmol/L+维生素C50mg/L的10%FBS的DMEM培养基处理,通过计数BMSCs细胞数评价其增殖能力,同时行碱性磷酸酶(ALP)活性检测及茜红素染色评价其成骨分化的能力。结果:与对照组相比较,bFGF可以显著提高骨髓间充质干细胞的增殖能力,bF-GF和地塞米松联合不仅促进了骨髓间质干细胞的增殖,而且促进碱性磷酸酶的表达和钙结节的形成。结论:bFGF和地塞米松联合促进了骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化。     

鹿茸Ⅰ型胶原对骨髓间充质干细胞增殖的影响及其与Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖表达的关系

目的：观察鹿茸Ⅰ型胶原（VACTⅠ）对骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖及细胞周期的影响，探讨其与Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖表达的关系。方法：选取健康雄性4周龄SD大鼠，差时贴壁法提取BMSCs并传代培养。实验分为空白对照组、转化生长因子β3（TGF-β3）（10μg·L^-1）组和不同浓度（1.25、2.50、5.00、10.00和20.00 g ·L^-1）VACTⅠ组，CCK-8法检测各组BMSCs增殖率，ELISA法检测各组细胞上清液中骨形态生成蛋白4（BMP-4）和转录因子Sox9水平，流式细胞术检测各组不同细胞周期BMSCs百分率，RT-PCR法和Western blotting法分别检测各组细胞中Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA和蛋白表达水平。结果：与空白对照组比较，2.50~20.00 g·L^-1 VACTⅠ组大鼠BMSCs增殖率明显降低（P<0.05或P<0.01）；ELISA法，与空白对照组比较，TGF-β3组和不同浓度VACTⅠ组细胞上清液中BMP-4和Sox9水平明显升高（P<0.05或P<0.01）；流式细胞术，与空白对照组比较，TGF-β3组和不同浓度VACTⅠ组不同细胞周期BMSCs百分率差异无统计学意义（P>0.05）；RT-PCR法，与空白对照组比较，TGF-β3组和不同浓度VACTⅠ组细胞中Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA表达水平明显升高（P<0.05）；Western blotting法，与空白对照组比较，TGF-β3组和不同浓度VACTⅠ组细胞Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖蛋白表达水平明显升高（P<0.05或P<0.01）。结论：VACTⅠ可促进BMSCs释放BMP-4和Sox9，提高Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖表达水平，抑制BMSCs增殖，是一种潜在的成软骨分化诱导剂。     

BMP2诱导C3H10T1／2细胞成软骨分化的分子机制研究

目的：探讨骨形态发生蛋白2（BMP2）诱导鼠胚胎间充质干细胞C3H10T1／2向成软骨分化的可能分子机制。方法：20μg／mLBMP2诱导C3H10TI／2细胞0,4h,1,3,6,10,13,15d后,RT—PCR检测BMP信号通路中关键分子BMPRI,BMPRII,Smadl／5／8的表达,Westernblot检测smad蛋白及MAPK信号通路中p38磷酸化水平变化,QRT—PCR检测成软骨标志基因aggrecan,Col2a1以及成软骨相关转录因子FGFR3,Sox9表达水平,同时用Alcine Blue染色,观测C3H10T1／2细胞成软骨分化情况。结果：经BMP2诱导后,C3H10T1／2细胞表现出成软骨分化,smad蛋白及p38磷酸化水平有所上升,同时成软骨标志基因col2a1以及成软骨相关转录因子FGFR3,Sox9表达水平都有增加。与未诱导组相比,Col2a1,FGFR3,Sox9在3d的表达与对照组相比差异有统计学意义（P〈0．05）,FGFR3,Sox9在6d的表达与对照组相比差异有统计学意义（P〈0．05）。结论：在一定培养条件下,BMP2具有诱导C3H10T1／2细胞成软骨分化能力。     

联合表达BMP2和Sox9促进体外培养间充质干细胞成软骨分化

目的探讨联合表达骨形态发生蛋白2（BMP2）和Sox9对间充质干细胞（MSCs）成软骨分化的影响,为构建组织工程软骨
提供实验依据。方法以小鼠胚胎骨髓MSCs（C3H10T1/2）为种子细胞,重组腺病毒BMP2诱导其分化,联用重组腺病毒Sox9
过表达Sox9信号,重组腺病毒GFP作为对照。Real-Time PCR检测成软骨标志物Ⅱ型胶原（Col2a1）、蛋白聚糖（Aggrecan）、X
型胶原（Col10a1）表达变化;Alcian blue染色了解细胞基质糖胺聚糖合成情况;免疫组化和Western blotting检测Col2a1合成情
况。结果BMP2 能诱导C3H10T1/2 细胞成软骨分化,当与Sox9 联合作用时,Sox9 可促进BMP2 诱导的（Col2a1、Aggrecan、
Col10a1）基因表达上调;促进细胞基质糖胺聚糖、Col2a1蛋白合成。结论BMP2与Sox9联合作用可以促进体外培养MSCs成
软骨分化,可能为组织工程软骨提供新的方法。
     

体外诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的实验研究

目的探讨兔骨髓间充质干细胞（bone marrow derived mesenchymal stem cells，BMSCs）在特定培养条件下向软骨细胞定向分化的情况。方法密度梯度离心法分离兔BMSCs，在体外培养扩增后用含有骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP)-2的条件培养液诱导其在体外单层培养模式下向软骨细胞分化。采用甲苯胺蓝染色、Masson染色、免疫组织化学染色、阿利新蓝比色法测定糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）的含量检测BMSCs分化情况。统计学分析比较第2、4、7代（P₂、P₄、P₇）BMSCs诱导后增殖能力及向软骨细胞分化能力的变化。结果定向诱导后BMSCs表现出软骨细胞的特性。P₂、P₄间的细胞增殖能力和成软骨细胞分化能力比较差异无统计学意义（P＞0.05）；P₇与P₂、P₄相比，细胞增殖能力和成软骨细胞分化能力均降低，差异有统计学意义（P＜0.01）。结论BMP-2能诱导兔BMSCs在体外单层培养模式下向软骨细胞分化；细胞传代对BMSCs向软骨细胞分化有重要影响。     

缓释TGF-β3的去细胞软骨微丝/温敏型水凝胶复合支架的制备

目的：探讨一种可注射且能缓释TGF-β3的去细胞软骨微丝/温敏型水凝胶复合支架的制备方法。方法：使用去污剂-酶化学消化法和层层自组装技术制备缓释TGF-β3 的去细胞软骨微丝,混入温敏型水凝胶后制成缓释TGF-β3的去细胞软骨微丝/温敏型水凝胶复合支架,用ELISA试剂盒检测TGF-β3缓释情况;然后再将骨髓间充质干细胞（BMSCs）与复合支架共培养,显微镜下观察细胞生长情况,Western blot法检测Collagen II（Col II）、Aggrecan（AGG）和SOX9表达水平。结果：复合支架在低温状态下为溶胶状态,当温度升高至37 ℃时变为凝胶状态;复合支架中的TGF-β3 可有效缓释25 d左右;BMSCs在复合支架上生长情况良好,细胞呈现类似软骨细胞的形态,Col II、AGG和SOX9 的表达较对照组显著增加（P ＜0.05）。结论：成功制备了一种可注射且能缓释TGF-β3的去细胞软骨微丝/温敏型水凝胶复合支架,该支架能较好地诱导BMSCs成软骨分化。     

2型糖尿病大鼠骨髓间充质干细胞中Dickkopf-1蛋白的表达水平及其与成骨活性的关系

目的：检测2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)生长活性及成骨分化能力,以及Dickkopf-1(DKK-1)蛋白在BMSCs诱导成骨过程中的表达水平,探讨T2DM对 BMSCs成骨活性的影响及其与DKK-1表达的关系。方法：提取并分离T2DM造模大鼠BMSCs,进行体外培养与成骨诱 导,并将其分为T2DM组和正常对照组;采用细胞计数试剂盒检测BMSCs增殖活性;采用膜联蛋白V(annexin V)-异硫 氰酸荧光素(fl uorescein isothiocyanate,FITC)/ 碘化吡啶(propidium iodide,PI)双染法检测细胞凋亡率;采用碱性磷酸酶 (alkaline phosphatase,ALP)染色及ALP活性检测试剂盒检测BMSCs中ALP表达水平;采用茜素红染色与矿化结节定量法 分析BMSCs成骨分化程度;采用实时荧光定量PCR(quantitative real time PCR,qRT-PCR)法检测大鼠BMSCs中核心结合 因子a1(core binding factor alphal 1,Runx2)和DKK-1的表达。结果：T2DM组大鼠BMSCs增殖活性比正常对照组弱,细 胞凋亡增加(均P<0.01);BMSCs成骨诱导过程中,T2DM组大鼠ALP表达量比正常对照组显著降低,且钙结节形成减 少,Runx2表达下调(均P<0.01);T2DM组BMSCs中DKK-1蛋白和mRNA表达上调,高于正常对照组(均P<0.01);DKK-1 蛋白和mRNA表达与Runx2的表达升高有关(均P<0.01)。结论：T2DM造模大鼠BMSCs的生长活性及成骨分化潜能受 损,这可能与BMSCs中DKK-1表达升高有关。     

BMPER通过Wnt/β-catenin信号通路减轻高糖高脂对MC3T3-E1细胞成骨分化的抑制

目的:探究骨形态发生蛋白内皮细胞前体来源调节因子（BMPER）在成骨分化中的生物学作用。方法:将MC3T3-E1细胞分为对照（control）组、成骨诱导（OM）组和成骨诱导+高糖高脂（OM+HG/PA）组。采用Western印迹法检测各组细胞Runt相关转录因子2（Runx2）、Ⅰ型胶原α1（Col1α1）、BMPER的表达。将空载体对照质粒及BMPER过表达质粒转染到MC3T3-E1细胞中,将细胞分为p-NC和p-BMPER组。使用Western印迹法检测各组细胞BMPER、Runx2、Col1α1、Wnt1、Wnt3a、active β-catenin表达。碱性磷酸酶（ALP）染色检测BMPER对成骨分化的影响。应用非特异性siRNA及合成的靶向沉默BMPER小干扰RNA（siRNA）转染MC3T3-E1细胞,将细胞分为si-NC组及si-BMPER组,使用Western印迹法检测各组细胞Wnt1、Wnt3a、active β-catenin表达。结果:与OM组相比,OM+HG/PA组中Runx2、Col1α1、BMPER蛋白表达显著减少（t=7.572、 8.568、10.742,均P< 0.05）。与p-NC组相比,p-BMPER组Runx2、Col1α1、Wnt1、Wnt3a、active β-catenin蛋白表达水平显著升高（t=9.816、8.331、8.413、14.343、9.156,均P<0.05）,ALP染色加深。与si-NC组相比,si-BMPER组Wnt1、Wnt3a、active β-catenin的表达显著下调（t=10.807、8.678、10.167,均P<0.05）。结论:BMPER通过Wnt/β-catenin信号通路减轻高糖高脂对MC3T3-E1细胞成骨分化的抑制。     

骨髓间充质干细胞体外培养及肝向分化方案的优化

目的优化一套简便、可靠、稳定的大鼠骨髓间充质干细胞分离、培养、鉴定及肝向分化的方案。方法采用全骨髓差速贴
壁法分离提取大鼠骨髓间充质干细胞,通过优化的1.5 h差速贴壁结合12 h首次全量换液方法,及体外改良培养方案实现细胞
高效纯化扩增。流式细胞术表面标志物检测结合成脂、成骨、成软骨诱导分化鉴定细胞群。采用添加bFGF、HGF、EGF等多种
生长因子的三步诱导法促使骨髓间充质干细胞向肝系分化,并进行形态学、免疫学、基因水平评估。结果分离纯化的细胞群阳
性表达CD29、CD44、CD90,阴性表达CD34、CD45,经成脂、成骨、成软骨诱导液作用后,油红O、茜素红、甲苯胺蓝染色均呈阳
性。经三步法肝向诱导处理后,细胞群呈肝样细胞形态改变,表达肝脏特异性标志物ALB、AFP,肝系相关基因表达水平呈时间
依赖性逐渐上升。结论优化后的方案能够简便、可靠、稳定地获得高纯度的大鼠骨髓间充质干细胞,并能在特定微环境作用下
实现肝向分化。
     

In vitro chondrogenesis of the goat bone marrow mesenchymal stem cells directed by chondrocytes in monolayer and 3-dimetional indirect co-culture system

Background  Cartilage injury has a very poor capacity for intrinsic regeneration. The cell-based treatment strategy for the cartilage repair using differentiated bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) is, however, a promising approach to the chondral repair. This study was aimed to explore the chondrogenic potential of the goat BMSCs in the Transwell co-culture system and the poly-laetide-co-glycolide (PLGA) scaffolds.

Methods  The BMSCs were isolated from the goat iliac crest while the chondrocytes were obtained from the goat’s last costal cartilage. In the Transwell co-culture system, the BMSCs co-cultured with chondrocytes were designed as group A, whereas the goat’s BMSCs induced with the chondrogenic medium were group B. Both groups A and B were the experimental groups, while group C that only contained BMSCs was the control group. In the PLGA scaffolds co-culture system, BMSCs were seeded into the PLGA scaffolds, which were suspended in the 24-well plate, and the control group was established by presence or absence of chondrocytes at the bottom of the 24-well plate. Toluidine blue staining, Alcian blue staining, collagen II immunofluoresence, collagen II immunochemical staining, collagen I, collagen II, COL2a Q-PCR and osteopontin Q-PCR were used to examine the chondrogenic conditions as well as the expressions of chondrogenic and osteogenic genes.

Results  Cells isolated from the aspirates of the goat bone marrow proliferated rapidly and gained characteristics of stem cells in Passage 4. However, the differentiations of chondrocytes were not apparent in Passage 3. The results from Toluidine blue staining, collagen II immunofluoresence and PCR showed the transformation of BMSCs to chondrocytes in the Transwell co-culture system and PLGA scaffolds. Although the cartilage gene expressions were upgraded in both chondrogenesis group and co-culture system, the osteopontin gene expression, which represents osteogenic level, was also up-regulated.

Conclusions  The Transwell co-culture system and the PLGA scaffolds co-culture system can promote the chondrogenic differentiation of the goat’s BMSCs, while up-regulated osteopontin gene expression in the Transwell co-culture system implies the osteogenic potential of BMSCs.