Hedgehog/Gli1通路在雷奈酸锶促进骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的作用

目的:探讨Hedgehog/Gli1信号通路在雷奈酸锶(strontium ranelate,Sr)促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)向成骨细胞分化中的作用。方法:体外分离培养大鼠BMSCs,诱导其成骨分化,根据实验目的加入不同浓度的Sr、Hedgehog受体拮抗剂cyclopamine(Cy)及Gli1小干扰RNA(Gli1-siRNA)。用Western blotting法检测Gli1及Runx2的表达,酶标法检测碱性磷酸酶(ALP)活性,茜素红染色法检测钙结节水平。结果:应用不同浓度的Sr(0.1~5 mmol/L)处理BMSCs细胞7 d后,细胞内Gli1蛋白表达增高,Sr的浓度为3 mmol/L时,Gli1表达达到高峰;使用Cy与Sr共处理BMSCs 7 d,能拮抗Sr对Gli1蛋白表达的上调作用;应用Gli1-siRNA转染细胞后,能下调Gli1蛋白的表达,并抑制Sr对Gli1下游Runx2蛋白表达的上调作用,还可拮抗Sr对ALP活性及钙化结节形成的促进作用。结论:Hedgehog/Gli1通路参与了Sr促进骨髓间充质干细胞向成骨分化的过程。     

雷奈酸锶通过上调骨形态发生蛋白2的表达促进骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞

目的: 探讨雷奈酸锶(strontium ranelate,Sr)是否可以通过上调骨形态发生蛋白 2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)的表达而促进大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)分化为成骨细胞。方法: 对大鼠BMSCs进行分离、纯化、培养及向成骨细胞的定向诱导分化,并在诱导培养时,根据实验目的加入不同浓度Sr以及BMP-2的拮抗剂noggin。用酶标法检测成骨细胞分化和功能成熟的早期标志物——碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性的变化,用茜素红染色检测细胞钙化水平,用Western blotting法检测BMP-2蛋白的表达水平。结果: 应用0.1~7 mmol/L Sr处理细胞7 d均可使细胞ALP活性显著增加,其中浓度为3 mmol/L时效果最显著;应用3 mmol/L Sr处理细胞21 d可使细胞钙化结节明显增多;应用0.1~7 mmol/L Sr处理细胞7 d后细胞内BMP-2蛋白水平明显增高;在Sr处理BMSCs前,应用BMP-2拮抗剂noggin预处理细胞2 h不仅抑制Sr对BMP-2表达的上调作用,还拮抗Sr对ALP活性及钙化结节形成的促进作用。结论: 上调BMP-2的表达可能是Sr促进大鼠BMSCs分化为成骨细胞的作用机制之一。     

雷奈酸锶通过TGF-β1/Smad通路促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化

 [摘 要] 目的:研究转化生长因子β1（TGF-β1）/Smad通路在雷奈酸锶（strontium ranelate,Sr）促进大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）向成骨细胞分化中的作用。方法: 在大鼠BMSCs向成骨细胞的诱导分化过程中,用Sr处理细胞,用Western blotting法检测磷酸化Smad2（phosphorylated Smad2,p-Smad2）和Runx2的表达。用TGF-β1特异性阻断剂SB431542或Smad2小干扰RNA（Smad2-siRNA）预处理BMSCs后加入Sr,再观察p-Smad2和Runx2表达的改变。应用试剂盒检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性及钙结节水平。结果: 在大鼠BMSCs向成骨细胞的诱导分化过程中,Sr可增加p-Smad2和Runx2的表达,Sr 浓度为1 mmol/L、作用1 h时,p-Smad2表达最多;Sr 浓度为1 mmol/L、作用5 d时,Runx2表达最多;用SB431542或Smad2-siRNA预处理BMSCs后再加入Sr,不仅可以抑制p-Smad2和Runx2的表达,且ALP活性与钙结节数量也受到明显的抑制。结论: Sr可通过TGF-β1/Smad通路促进大鼠BMSCs向成骨细胞分化。     

TGF-β1 在雷奈酸锶促进大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的作用

目的: 探讨转化生长因子β₁(TGF-β₁)在雷奈酸锶(Sr)促进大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)向成骨细胞分化 中的作用。方法: 应用试剂盒测定碱性磷酸酶(ALP)活性及钙结节数量;Western blotting法测定TGF-β₁的表达水平。结果: 应用0.1、1、3、5、及7 mmol/L Sr分别处理rBMSCs 7 d,均能明显增加ALP活性,其中3 mmol/L Sr增加ALP活性的作用最大(P<0.01)。3 mmol/L Sr作用rBMSCs 21 d可明显增加钙结节数量。应用0.1~5 mmol/L Sr分别处理rBMSCs 7 d,可显著地上调TGF-β₁的表达,其中浓度为1 mmol/L时,TGF-β₁表达达到高峰。1~7 d,1 mmol/L Sr呈时间依赖性地促进TGF-β₁表达。1 mmol/L Sr处理rBMSCs前2 h,给予TGF-β₁抑制剂SB431542预处理,不仅可明显地抑制Sr对TGF-β₁表达的上调作用,而且显著地减弱Sr对ALP活性及钙结节形成的促进作用。结论: Sr可通过上调TGF-β₁表达促进rBMSCs向成骨细胞分化。     

miR-146a调控骨髓间充质干细胞成骨分化的机制研究

目的探讨miR-146a调控骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨分化的作用及其分子机制。方法贴壁法分离培养小鼠BMSC,检测成骨分化早期标志物Runx 2的变化,观察BMSC体外成骨分化,利用miRNA特异性的聚合酶链式反应(miRNAspecific qPCR)观察miR-146a的变化情况,并干预miR-146a表达,明确miR-146a对BMSC成骨分化的调控作用。结果成功建立了稳定的BMSC体外培养体系,该细胞能够成功分化为脂肪细胞和成骨细胞;在成骨诱导培养条件下,随着成骨分化,miR-146a水平降低,过表达miR-146a,成骨分化早期标志分子Runx 2表达降低;转染miR-146a拮抗体antago-miR-146a可以补救Runx 2表达的降低。结论 miR-146a负向调控BMSC成骨分化,拮抗miR-146a可以补救BMSC成骨分化的降低。     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能 ,其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来 ,许多实验室从分子、生化、物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究 ,取得了较大的进展     

miR-155有助于骨髓间充质干细胞成软骨分化

背景：近年发现,miRNA是能够对基因表达产生影响的一种新型调控子,miRNA有助于多能干细胞分化增殖以及自我更新。 目的：探讨miR-155对大鼠骨髓间充质干细胞成软骨分化的调控机制。 方法：12周龄健康SD大鼠60只,随机分为研究组与对照组,每组30只。于麻醉状态下将大鼠处死,获取下肢骨髓,进行骨髓间充质干细胞分离、培养,研究组给予miR-155基因模拟物转染,对照组给予阴性对照序列转染,经成软骨诱导分化后进行RT-PCR检测Sox9、CollagenⅡ、Aggrecan、Collagen X基因的表达,Western blot检测Sox9、Runx2蛋白的表达。 结果与结论：研究组Sox9、CollagenⅡ、Aggrecan基因表达高于对照组,Collagen X基因表达低于对照组,差异均有显著性意义(P < 0.05)。研究组Sox9蛋白表达高于对照组,Runx2蛋白表达低于对照组,差异均有显著性意义(P < 0.05)。结果表明miR-155不仅有助于骨髓间充质干细胞成软骨分化,而且可以抑制骨髓间充质干细胞成软骨分化呈肥大趋势发展。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     

定向诱导分化环境下骨髓间充质干细胞向成骨及成脂细胞的分化

背景：骨髓间充质干细胞属于骨髓中的非造血干细胞,能够在不同的条件下诱导分化为软骨细胞、骨细胞以及脂肪细胞等,是最有前途的组织工程种子细胞。 目的：探讨定向诱导分化环境下骨髓间充质干细胞向成骨细胞及脂肪细胞分化的关系。 方法：无菌抽取日本大耳兔骨髓,采用密度梯度离心法和细胞贴壁法分离、纯化出骨髓间充质干细胞,分别采用成脂诱导培养基和成骨诱导培养基进行诱导培养,培养后不同时间点进行苏丹Ⅳ染色、Von Kossa染色、碱性磷酸酶活性检测,比较细胞成脂和成骨率。以正常DMEM培养液培养细胞为对照组。 结果与结论：骨髓间充质干细胞经过7 d成脂诱导后细胞浆开始出现小脂滴、细胞无序,培养21 d后细胞浆内形成高折光性的脂滴。苏丹Ⅳ染色结果显示：骨髓间充质干细胞克隆中心的细胞浆内存在大量的颗粒状红色脂滴,对照组仅5%骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞。骨髓间充质干细胞经过7 d成骨诱导后细胞逐渐汇合成铺路石状,并且形成多个结节;培养14 d后能够看见褐色点状矿化结节中心;培养21 d后形成小片状矿化结节。成骨诱导实验组成骨率为40%,成脂率为20%,显著高于对照组(成骨率为5%,成脂率为5%)。结果提示在适当的环境下骨髓间充质干细胞能够一部分转化为脂肪细胞,另一部转化为骨细胞,并且二者存在一定的联系,即分化的脂肪细胞多,骨细胞则少;反之分化的脂肪细胞少,骨细胞则多。  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     

在复合成分培养基中骨髓间充质干细胞的诱导成骨

背景：研究显示骨质疏松多伴有成骨细胞的减少,成骨细胞替代疗法成为治疗骨质疏松症的新靶点。 目的：观察人骨髓间充质干细胞在含地塞米松、维生素C及β-甘油磷酸钠培养基中向成骨细胞分化的能力。 方法：采用人淋巴细胞分离液从成人骨髓血中分离纯化间充质干细胞,应用流式细胞仪检测其表面标志物的活性,透射电镜观察骨髓间充质干细胞的超微结构;将骨髓间充质干细胞在含有地塞米松、维生素C与β-甘油磷酸钠的成骨诱导培养基中诱导分化, RT-PCR检测骨髓间充质干细胞成骨诱导后骨形态发生蛋白2 mRNA的表达情况。 结果与结论：培养2周后可见细胞呈成纤维状生长,强表达CD44,CD29,不表达CD34,CD45,具有向成骨细胞诱导分化的潜能,茜素红及碱性磷酸酶染色阳性,骨形态发生蛋白2 mRNA表达阳性,说明人骨髓间充质干细胞在含地塞米松、维生素C及β-甘油磷酸钠培养基中可向成骨细胞诱导分化,具有治疗骨质疏松症的潜能。 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;组织工程全文链接：     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能，其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来，许多实验室从分子，生化，物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究，取得了较大的进展。     

曲古抑菌素A促进小鼠骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞

 目的： 观察曲古抑菌素A(TSA)诱导小鼠骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的适宜浓度。方法: C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞系体外培养。实验分为5组：对照组（DMSO,A组)和TSA干预组（25 nmol/L,B组;50 nmol/L,C组;100 nmol/L,D组;200 nmol/L,E组）。各组分两阶段用相应的培养基培养10 d后进行检测。双硫腙染色鉴定各组的胰岛素分泌细胞,结果进行半定量分析。免疫荧光染色鉴定各组的胰岛素分泌,比较各组胰岛素平均荧光强度。酶联免疫吸附试验检测各组胰岛素分泌细胞胰岛素的分泌量。结果: TSA作用10 d能够诱导C57BL/6 小鼠骨髓间充质干细胞分化成为胰岛素分泌细胞并分泌胰岛素。 B组胰岛素染色阳性面积、阳性率、胰岛素染色积分吸光度以及胰岛素平均荧光强度显著高于其它干预组,差异有统计学意义（均P<0.05）。 随着各干预组TSA浓度的升高,胰岛素的分泌量减少。B组胰岛素含量显著高于其它干预组,差异有统计学意义（均P<0.05）。结论：TSA处理10 d能诱导C57BL/6 小鼠骨髓间充质干细胞分化成为胰岛素分泌细胞,并且25 nmol/L为TSA的适宜浓度。     

慢病毒介导的CCN1基因对大鼠骨髓间充质干细胞

 目的：探讨外源性CCN1对大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）生长和迁移的作用。方法：构建带有绿色荧光蛋白的大鼠CCN1慢病毒载体（Lenti-GFP-CCN1）并感染大鼠BMSCs,筛选最适感染复数（MOI）;实验分为空白组、感染Lenti-GFP组和感染Lenti-GFP-CCN1组,倒置荧光显微镜下观察BMSCs感染后荧光表达情况;MTT法检测细胞存活率,划痕愈合实验检测细胞迁移作用。结果：与空白组和阴性对照组相比,Lenti-GFP-CCN1感染大鼠BMSCs后,细胞的存活率未见明显差异;感染组细胞划痕愈合实验的愈合宽度/原宽度值与空白组及阴性对照组相比差异显著（P<0.05）。结论：外源性CCN1对正常大鼠BMSCs存活率无影响,可促进BMSCs迁移。     

梓醇促进大鼠骨髓间充质干细胞增殖过程中Wnt信号通路的变化

 目的：观察梓醇促进大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）增殖过程中Wnt信号通路的变化。方法：（1）采用机械分离及差速贴壁法分离培养SD大鼠BMSCs,将细胞分为空白对照组与梓醇（1.0 mg/L）处理组,流式细胞术检测各组细胞细胞周期分布情况,计算其增殖指数。（2）实时荧光定量PCR法检测各组细胞中Wnt3a、Wnt5a、Wnt11及β-catenin mRNA的表达水平;Western blotting技术检测各组细胞β-catenin蛋白的表达变化。结果：（1）空白对照组与梓醇处理组BMSCs增殖指数分别为8.90%±0.46%和17.93%±1.68%（P<0.01）。(2）与空白对照组相比,梓醇处理组Wnt5a、Wnt11、β-catenin mRNA及β-catenin蛋白表达均明显提高,但Wnt3a mRNA表达无显著变化。结论：梓醇在促进BMSCs增殖过程中可同时激活经典与非经典Wnt信号通路。     

年轻骨髓间充质干细胞可通过细胞融合改善年老骨髓间充质干细胞功能

目的:诱导年轻与年老小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)融合,探讨融合后年轻BMSCs对年老BM-SCs功能的影响。方法:年轻(2-3月龄)及年老(18-24月龄)C57BL/6小鼠BMSCs在红色荧光染料PKH26标记后分别与年轻及年老绿色荧光蛋白转基因C57BL/6小鼠BMSCs通过聚乙烯二醇(PEG1500)诱导,建立细胞融合模型。通过流式细胞仪鉴定细胞融合率和细胞表面特异性抗原的表达。免疫荧光显微镜观察融合细胞形态及细胞核特性。通过细胞计数比较5组细胞(年轻组Y,年老组O,年轻融合组Y-Y,年轻年老融合组Y-O,年老融合组O-O)在2d、4d、6d、8d的细胞增殖能力。诱导细胞向成骨细胞及脂肪细胞分化,比较5组细胞的分化能力。结果:通过PEG诱导,可获得30.45%±4.13%的融合细胞,3组不同年龄融合组的细胞融合率无显著差异。融和细胞表达间充质干细胞表面特异性抗原CD44、Sca-1,而不表达造血干细胞表面特异性抗原CD34、CD117、CD31、CD45。在2d、4d、6d、8d,Y-O组细胞数量增加百分率比O-O组均显著增高。代表成骨细胞分化能力强弱的茜素红染色阳性率和代表脂肪细胞分化能力强弱的油红O染色阳性率,Y-O组比O-O组均显著增高,具体数值分别为:(25.46%±1.52%)vs(13.85%±1.69%),P0.01;(12.99%±2.61%)vs(6.03%±1.71%),P0.05。结论:年轻BMSCs可通过细胞融合改善年老BMSCs增殖及分化功能。     

人骨髓间质干细胞向造血细胞分化潜能的实验研究

目的:在体研究人骨髓间质干细胞(hBMMSCs)向造血细胞分化的潜能。方法:将hBMMSCs经尾静脉注射给环磷酰胺处理的严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠,利用流式激活细胞分析系统(FACS)检测hBMMSCs输注后存活35d的SCID小鼠外周血、骨髓和脾脏中人源性造血细胞的表型和水平。结果:hBMMSCs输注组外周血(PB)、骨髓(BM)和脾脏(spleen)中可检测到人CD45⁺/H-2D^d-、CD34⁺/H-2D^d-细胞,而对照组PB、BM和脾脏均未检测到上述表型的人造血细胞。结论:hBMMSCs具有向造血细胞分化的潜能。     

Notch信号在脂多糖诱导的骨髓间充质干细胞中的作用

目的:探讨Notch信号对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖及白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)和趋化因子CXCL1分泌的影响。方法:全骨髓培养法制备BMSCs;采用q PCR与Western blot实验比较LPS对BMSCs中Notch信号通路配体、受体及靶基因表达的变化;MTT法和活细胞计数检测Notch信号对细胞增殖的影响;并以ELISA法检测Notch信号通路抑制剂DAPT对IL-6和CXCL1分泌的调节作用。结果:经10μg/L、100μg/L和1 mg/L的LPS刺激后,BMSCs增殖和IL-6分泌呈现上升趋势(P0.05或P0.01)。q PCR与Western blot结果显示Notch信号通路受体和配体在BMSCs中均有表达,但LPS对其mRNA与蛋白水平并无明显影响,然而LPS可显著诱导Notch信号靶基因Hes1与Hey1的蛋白表达。Notch信号通路抑制剂DAPT可以降低LPS诱导的BMSCs活力的上升(P0.01),同时对LPS诱导的BMSCs增殖有抑制作用。另外,LPS显著诱导BMSCs中IL-6与CXCL1的分泌,而抑制Notch信号通路可显著抑制LPS所诱导的IL-6与CXCL1的分泌(P0.05)。结论:抑制Notch信号可以抑制LPS诱导的BMSCs增殖,并抑制IL-6与CXCL1的分泌。     

Zfp521在大鼠骨髓间充质干细胞向神经元分化过程中的表达变化及意义

目的: 探讨锌指蛋白521(Zfp521)在大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元过程中的表达变化及意义。方法: 体外培养大鼠MSCs,实验分为未转染组、转染组(转染Rn-Zfp521-siRNA)和阴性对照组(转染negative control siRNA),采用β-巯基乙醇诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元。倒置荧光显微镜下观察MSCs转染后荧光表达情况。采用免疫细胞化学法、RT-PCR法及Western blotting法检测诱导后神经元特异性烯醇化酶(NSE)和微管相关蛋白2(MAP-2)的表达情况及诱导前、后Zfp521的表达变化。结果: (1)siRNA转染72 h荧光表达最强,转染率可达84.1%±2.3%,转染组骨髓间充质干细胞的Zfp521 mRNA表达下降(P<0.05);(2)β-巯基乙醇可以诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元,以转染组诱导效果最佳,NSE和MAP-2表达显著高于其它各组(P<0.05);(3)Zfp521在各组细胞中均有表达,诱导后Zfp521表达明显低于诱导前(P<0.01)。结论: Zfp521在大鼠骨髓间充质干细胞神经分化中表达下降,抑制Zfp521表达可促进神经元的分化,提示Zfp521在骨髓间充质干细胞的神经分化中可能发挥重要调控作用。