快速诱导大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化的培养体系

背景：目前常用的成脂刺激剂主要由胰岛素、地塞米松、IBMX和吲哚美辛组成,该体系涉及处理因素多、诱导周期长且对细胞毒性大,不利于脂肪形成抑制效应的研究。 目的：建立快速诱导大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化的培养体系。 方法：大鼠全骨髓细胞原代培养,胰酶消化传代,富集形态均质的间充质干细胞,利用过氧化物酶体增殖物活化受体γ激动剂噻唑烷二酮类药物罗格列酮和吡咯列酮体外单独诱导大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化,设立无糖、低糖和高糖DMEM三种基础培养体系,以经典的成脂刺激剂作为阳性对照,在诱导的不同时间点对分化细胞进行形态学观察和油红O染色。 结果与结论：与经典成脂刺激剂相比,罗格列酮或吡咯列酮单独均能诱导大鼠骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化,吡咯列酮诱导48 h和罗格列酮诱导72 h均可观察到富含脂滴或脂泡以及油红O染色的阳性细胞,吡咯列酮与罗格列酮的最佳诱导浓度分别为0.125 mmol/L和10 μmol/L,而高糖环境利于大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化。说明基于高糖培养环境的以吡咯列酮或罗格列酮做为成脂刺激剂的培养体系可快速诱导大鼠骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化。     

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     

微小RNA调控骨髓干细胞、成骨破骨细胞在骨代谢中的影响

背景：最近研究发现微小RNA在间充质干细胞分化过程中发挥着重要的调控作用。 目的：总结探讨微小RNA在间充质干细胞中的作用,全面了解间充质干细胞分化的机制,对骨质疏松症的预防和治疗有重要意义。 方法：由第一作者检索1990/2008 PubMed数据及万方数据库有关微小RNA调控骨髓间充质干细胞从而影响骨代谢等方面的文献,英文检索词为“microRNA,mesenchymal stem cells,bone metabolism”,中文检索词为“微小RNA,骨髓间充质干细胞,骨代谢”。根据纳入标准保留30篇进一步归纳总结。 结果与结论：微小RNA通过对多种转录因子、生长因子和信号通路的调节作用,影响着间充质干细胞的自我更新和分化过程。运用高通量技术筛选出与骨髓间充质干细胞分化相关的特异性微小RNA,研究其作用的分子机制,对于骨髓间充质干细胞分化异常所致的骨代谢疾病,如骨质疏松症等发病机制的阐明具有重要作用。微小RNA在骨髓间充质干细胞的分化中作用机制的研究将为骨代谢疾病的预防和治疗提供一个新的方向。     

磁场对骨髓间充质干细胞分化的影响

背景：骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能,其中磁场对骨髓间充质干细胞分化的影响近年来吸引了相当多的关注。 目的：综述磁场对骨髓间充质干细胞向成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经细胞和心肌细胞方向分化的影响,为组织工程种子细胞的研究应用和临床应用磁场的治疗提供参考。 方法：由第一作者检索2000至2015年PubMed 数据库以及中国知网数据库有关磁场对骨髓间充质干细胞分化影响的文献,并进行系统整理、总结和分析,最终保留40篇文献进行分析。 结果与结论：磁场可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞、软骨细胞、神经细胞和心肌细胞等方向的分化,可以抑制骨髓间充质干细胞向脂肪细胞方向分化。磁场对骨髓间充质干细胞的诱导分化作用有最适频率和磁场强度,一般来说,较低强度、较低频率的磁场有更明显的诱导作用,磁场对骨髓间充质干细胞分化的影响也具有一定的时间依赖性。 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     

骨髓间充质干细胞修复软骨缺损的应用前景

背景：骨髓间充质干细胞是一种非造血性成体干细胞,主要存在于骨髓,具有很强的增殖能力和多向分化潜能,临床应用前景广阔。 目的：对促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的生长因子、生物支架等方面的最新研究进展进行综述。 方法：以“cartilage defects,tissue engineering,biological scaffolds,bone marrow mesenchymal stem cells,cytokines”和“软骨缺损,组织工程,生物支架,骨髓间充质干细胞,细胞因子 ”为检索词,由第一作者检索1990至2014年PubMed和中国知网数据库,查阅近年骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的相关文献,最终保留51篇文献进行分析。 结果与结论：骨髓间充质干细胞具有向软骨细胞分化的潜能,目前许多细胞因子可以促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化,很多生物支架可以作为骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的载体。但是骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究还在探索过程中,真正进入临床还有许多亟待解决和深入探究的问题。     

土鳖虫含药血清干预骨髓间充质干细胞的成脂分化

背景：实验拟通过土鳖虫对激素诱导骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化的影响,解释中药土鳖虫治疗股骨头缺血性坏死的作用机制。 目的：观察土鳖虫对地塞米松诱导骨髓间充质干细胞成脂分化的干预作用。 方法：通过大剂量地塞米松诱导体外培养的骨髓间充质干细胞成脂分化,在诱导成脂的同时给予土鳖虫含药血清干预。检测干预6 d后细胞内成脂标志物三酰甘油、氧化物酶增殖物激活受体mRNA和脂肪酸相关蛋白mRNA的表达。 结果与结论：土鳖虫可抑制骨髓间充质干细胞分化过程中氧化物酶增殖物激活受体基因和脂肪酸相关蛋白基因的表达,降低三酰甘油水平,说明土鳖虫药物可以逆转因大量激素导致的骨髓间充质干细胞成脂分化增加。     

超顺磁性氧化铁纳米颗粒体外标记兔骨髓间充质干细胞的安全性以及MRI成像特征*☆

背景：传统的干细胞标记方法常需要病理组织学等侵袭性手段检测,无法动态观察整个实验过程,也不适合临床研究。 目的：观察超顺磁性氧化铁纳米颗粒体外标记对兔骨髓间充质干细胞生物学特性的影响以及标记兔骨髓间充质干细胞的体外MRI成像特征。 方法：采用红细胞裂解贴壁法培养扩增兔骨髓间充质干细胞。采用不同浓度超顺磁性氧化铁纳米颗粒(100,50,25,12.5 mg/L)联合多聚赖氨酸(0.75 mg/L)标记兔骨髓间充质干细胞。对标记兔骨髓间充质干细胞进行MRI检测,观察其成像特征。 结果与结论：25 mg/L的超顺磁性氧化铁纳米颗粒联合0.75 mg/L多聚赖氨酸标记兔骨髓间充质干细胞具有较好的安全性和有效性。此浓度对细胞的生长活性没有影响,不影响骨髓间充质干细胞的成骨成脂分化能力。MRI扫描在T2*WI序列上能明显有效地显像超顺磁性氧化铁纳米颗粒标记的兔骨髓间充质干细胞。 关键词：超顺磁性氧化铁纳米颗粒;骨髓间充质干细胞;标记;磁共振;安全性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.06.001     

骨髓间充质干细胞诱导分化成骨方法的研究与进展

背景：骨髓间充质干细胞具有良好的成骨分化潜能,移植入体内后可分化为骨、软骨、肌肉、脂肪、肝脏和神经等多种细胞。 目的：综述大鼠骨髓间充质干细胞诱导分化成骨最新方法进展。 方法：分别以“骨髓间充质干细胞,成骨细胞,诱导分化”、 “bone mesenchymal stem cells ,osteoblast cells,osteogenic differentiation”为检索词,应用计算机检索CHKD期刊全文数据库,PubMed数据库和万方数据库1995至2011年有关文章。纳入有关骨髓间充质干细胞的文献。排除内容重复和缺乏原创性文献。保留34篇文献做进一步分析。 结果与结论：骨髓间充质干细胞在适当的生长因子诱导下可以快速地向成骨细胞分化和增殖。在体外诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化需要特定的诱导条件、优良的诱导剂以及合适的剂量。骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化受许多自身调控因素(控制基因表达的转录因子)和环境调控因素(分泌因素、细胞外基质,化学因素、细胞与细胞间的相互作用)的影响,这些调控因素并不是孤立存在的,而是相互联系、相互作用,共同调控骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。     

不同因子影响骨髓间充质干细胞的多向分化

背景：在组织工程领域,关于骨髓间充质干细胞定向诱导分化的研究越来越多,但是细胞培养基中不同成分会对骨髓间充质干细胞的体外增殖分化产生影响。 目的：针对培养基中不同因子对骨髓间充质干细胞定向诱导分化的作用加以综述。 方法：第一作者应用计算机检索1998年1月至2012年4月Pubmed数据库及万方数据库。检索英文关键词为“bone marrow mesenchymal stromal cells, cell culture medium, differentiation”,中文关键词为“骨髓间充质干细胞,细胞培养,定向诱导分化”,纳入有关不同因子对骨髓间充质干细胞向成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞定向诱导分化作用的文献,排除重复研究。 结果与结论：计算机初检共得到184篇文献,根据纳入排除标准,对其中30篇文献进行综述。大体说来,骨髓间充质干细胞向成骨分化的主要因子有地塞米松、转化生长因子、维生素C、维生素D3、β-甘油磷酸钠及乙烯雌酚等;向软骨分化的主要因子有地塞米松、转化生长因子、维生素C、胰岛素样生长因子及成纤维细胞生长因子等;向脂肪细胞转化的主要因子有地塞米松、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、胰岛素和消炎痛等,但是其中一些因子的作用机制及不良反应还不明确,需要进一步的研究与验证。同时,骨髓间充质干细胞在骨髓中的含量较低,不同的分离方法会导致不同的分离率,因此如何选取一种分离率高的分离方法仍有待研究。     

骨髓间充质干细胞成脂和成骨分化过程中Wnt信号通路的调控效应

背景:骨髓间充质干细胞的成脂肪分化与成骨分化比例的失衡与许多骨疾病密切相关,而近些年发现Wnt信号通路在调控骨髓间充质干细胞的分化方向中起重要作用。目的:通过Wnt信号通路PCR基因芯片观察大鼠骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞和成骨细胞后相关基因表达的变化,寻找Wnt信号通路中调控骨髓间充质干细胞分化的靶基因。方法:采用大鼠第3代骨髓间充质干细胞分别进行成骨诱导和成脂诱导,7d后用Trizol萃取培养瓶中的细胞总RNA,倒置显微镜下观察骨髓间充质干细胞形态特征及成骨诱导后和成脂诱导后细胞形态特征。采用Wnt信号通路PCR芯片(大鼠)进行基因芯片检测,以未诱导组为对照,计算成脂肪诱导,成骨诱导后相关基因上调/下调的比值。结果与结论:①倒置显微镜下观察,传3代后可获得均一性较高的骨髓间充质干细胞,骨髓间充质干细胞经成骨诱导后向成骨细胞方向分化,经成脂诱导后向脂肪细胞方向分化。②与未诱导组相比,骨髓间充质干细胞成脂诱导后Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk-1,kremen,FZD1,FZD7)等15个(ratio2),下调的基因(sFrp5,β-catenin,Dvl3,Tcf7)等16个(ratio0.5)。成骨诱导后,Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk1,kremen,β-catenin,Wnt11)6个,表达下调的基因(sFrp5,sFRP4,Fzd1)等15个。提示Wnt信号通路在骨髓间充质干细胞成脂细胞分化和成骨细胞分化中发挥重要作用。     

Capability of human mesenchymal cells isolated from different sources to differentiation into tissues of mesodermal origin

We compared the capacity of cultured human skin fibroblasts, human umbilical cord cells obtained after normal delivery on gestation week 38–40, and mesenchymal bone marrow stem cells to differentiation into adipocytes, osteoblasts, and chondrocytes. Our findings suggest that mesenchymal stem cells are multipotent cells and can differentiate into adipose, cartilaginous, and bone tissue. Umbilical cord fibroblast-like cells can differentiate into adipocytes and chondrocytes, and only few cells in this culture can differentiate into osteoblasts. Skin fibroblasts differentiate only into adipocytes. __________ Translated from Kletochnye Tehnologii v Biologii i Medicine, No. 1, pp. 3–10, January, 2007     

脂肪与骨髓来源间充质干细胞生物学特性的比较

背景：近几年来脂肪来源的间充质干细胞因其取材容易也被广泛研究。 目的：比较脂肪来源和骨髓来源间充质干细胞的生物学特性。 方法：分离及体外培养人骨髓源间充质干细胞和脂肪源间充质干细胞,比较它们的表型、细胞倍增时间及分泌因子水平等。 结果与结论：脂肪来源和骨髓来源的间充质干细胞在细胞表型上类似,只有CD106的表达有差异。脂肪来源间充质干细胞增殖速率比骨髓来源的间充质干细胞快。在相同体积的脂肪组织中能够得到的干细胞前体细胞的数量是骨髓的10倍以上。提示脂肪来源和骨髓来源的间充质干细胞具有相同功能,但脂肪组织是一个更有应用前景的干细胞来源。     

骨形态发生蛋白2抑制骨髓间充质干细胞成脂分化的优选浓度

BACKGROUND:Bone morphogenetic protein 2 cannot only promote osteogenesis, but also at different concentration ranges regulate the differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into adipocytes. Therefore, it is very important for the prevention and treatment of osteoporosis, if the range of concentrations of bone morphogenetic protein 2 can be found to regulate the differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into adipocytes, after the induction of bone marrow mesenchymal stem cells. OBJECTIVE:To determine the optimal concentration of bone morphogenetic protein 2 to inhibit the differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into adipocytes. METHODS:Bone marrow samples were obtained from the femur and tibia of rats. Primary cultured bone marrow mesenchymal stem cells were obtained by adherent culture method in vitro. Flow cytometry was used to identify the surface antigens of passage 2 bone marrow mesenchymal stem cells. Cells at passages 2 and 3 were taken and cultured in adipogenic induction medium for 3 days followed by the addition of 0.5, 5, 50, 100, 200 μg/L bone morphogenetic protein 2, or culture medium of bone marrow mesenchymal stem cells (control group), respectively. RESULTS AND CONCLUSION: Bone marrow mesenchymal stem cells cultured were identified by the flow cytometry. Oil red O staining results showed that the increasing number of lipid droplets was shown in bone marrow mesenchymal stem cells induced by bone morphogenetic protein 2 under the increasing concentration of 0.5 to 50 μg/L; while the number of lipid droplets in bone marrow mesenchymal stem cells decreased after 17 days of induction with bone morphogenetic protein 2 under the concentration of 100 to 200 μg/L. These findings indicate that 100 μg/L bone morphogenetic protein 2 can inhibit adipogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cell, so as to reduce the formation of adipocytes in rats. Therefore, 100 μg/L bone morphogenetic protein 2 is better to inhibit adipogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells.     

一种改良人骨髓间充质干细胞分离培养的方法

背景：分离培养鼠、兔骨髓间充质干细胞的科研实践较多,而组织工程临床实践大多以同种属种子细胞的科研为基础。 目的：建立一种稳定、高效,满足临床和实验室需要的人骨髓间充质干细胞分离培养方法。 方法：使用骨穿针于人髂前上棘处抽取骨髓和松质骨,用15 mL培养体系冲洗松质骨并收集冲洗液,采用直接培养法,利用细胞贴壁性能初筛细胞;流式细胞仪检测细胞表面抗原(CD29、CD34、CD44、CD45、CD105),分别进行成骨、成脂肪诱导分化,在诱导过程中进行细胞形态学观察对干细胞进行初步鉴定。 结果与结论：松质骨冲洗液直接培养法在培养第5天的时候出现细胞集落,细胞稳定表达CD29、CD44、CD105,不表达CD34、CD45。成骨诱导20 d后出现明显钙结节,茜素红染色呈红色结节。成脂诱导7 d后脂滴明显形成,油红素O染色见大量脂质沉淀。结果可见采用松质骨冲洗液直接培养法可以从人松质骨中短时间内获得大量间充质干细胞,其具有良好的细胞形态,稳定表达的细胞抗原及成骨、成脂分化能力。     

骨髓间充质干细胞在骨缺损修复中的应用

背景：在一定条件下骨髓间充质干细胞具有分化为成骨细胞、软骨细胞的特性,成为骨组织工程中研究最为深入的种子细胞。 目的：对骨髓间充质干细胞在骨缺损中的基础研究与临床应用进展作一综述。 方法：应用计算机检索CNKI和Pubmed数据库中1999年1月至2012年1月关于骨髓间充质干细胞应用于骨缺损治疗的文章,在标题和摘要中以“骨髓间充质干细胞,骨缺损”或“ Bone mesenchymal stem cells,bone defect”为检索词进行检索。选择文章内容与骨髓间充质干细胞治疗骨缺损有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。最终选择30篇文献进行综述。 结果与结论：骨髓间充质干细胞分离获取方法成熟,具有成骨细胞定向诱导分化能力,能有效地进行骨质缺损修复,尤其随着生物支架材料和基因工程技术的发展,骨髓间充质干细胞在骨缺损治疗中的应用必将更加广泛。     

兔骨髓间充质干细胞向尿路上皮分化后构建膀胱组织工程化移植物

背景：尿路上皮细胞是泌尿系组织工程领域重要的种子细胞,但是难以体外大量扩增;有研究表明骨髓间充质干细胞可以向尿路上皮细胞分化,但关于分化后细胞在植入动物体内后上皮生成情况,以及分化后细胞在组织工程领域的具体应用研究尚不多。 目的：分离、扩增兔骨髓间充质干细胞,诱导骨髓间充质干细胞向尿路上皮细胞分化并与兔膀胱脱细胞基质构建组织工程化移植物,了解分化后细胞作为种子细胞的效果。 方法：12只8周龄雄性新西兰大白兔胫骨穿刺,抽取骨髓,密度梯度离心法分离骨髓间充质干细胞,第4或5代细胞以条件培养基培养2周,进行分化后细胞的鉴定。随后将分化后细胞种植在膀胱脱细胞基质上构建组织工程化移植物,进行膀胱修补;另12只动物作为对照组以尿路上皮细胞与膀胱脱细胞基质构建复合物行膀胱修补。 结果与结论：骨髓间充质干细胞培养成功并在体外扩增,由条件培养基培养诱导分化后,PCR检测提示分化后细胞干细胞标志物CD44表达降低,而上皮细胞标志物UP1a表达升高,行免疫荧光检测发现分化后细胞能表达尿路上皮特异性标志物UP1a,而骨髓间充质干细胞无表达。分化后细胞构建的组织工程化移植物在膀胱修补2周后可形成稳定连续的上皮覆盖,上皮层厚度与尿路上皮细胞构建的组织工程化移植物类似。提示骨髓间充质干细胞向尿路上皮诱导分化后可作为泌尿系组织工程的种子细胞,可能是尿路上皮细胞之外的又一新选择。     

骨髓基质干细胞向神经细胞诱导分化及其机制的研究进展

骨髓基质干细胞是一种存在于骨髓间质中具备多向分化潜能的成体干细胞,其不仅能分化为中胚层起源的骨、软骨和脂肪细胞,还可以在特定条件下诱导分化为神经外胚层起源的神经细胞。主要对骨髓基质干细胞向神经细胞诱导分化及其机制的研究进展作一综述。     

髓核细胞共培养诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化

背景：骨髓间充质干细胞近年来作为种子细胞被广泛应用于髓核组织工程。在诱导骨髓间充质干细胞向髓核细胞分化的过程中,需要提供适当的细胞外微环境以及生长因子。 目的：研究体外与髓核细胞非接触共培养和生物诱导剂条件下,兔骨髓间充质干细胞向类髓核样软骨细胞分化的可行性。 方法：用单层培养法分别分离培养兔骨髓间充质干细胞和髓核细胞。选用第3代的髓核细胞和骨髓间充质干细胞置于Transwell培养皿上下层构建共培养体系并加入转化生长因子β1为主的生物诱导剂诱导培养21 d,以高糖DMEM培养基单独培养的骨髓间充质干细胞作为阴性对照。 结果与结论：分离培养的兔骨髓间充质干细胞细胞表面CD29和CD44表达阳性,CD34、CD45的细胞表达阴性。与髓核细胞共培养诱导21 d后,可观察到骨髓间充质干细胞形态向多角形类圆形转变,胞质中分泌Ⅱ型胶原颗粒明显增多,RT-PCR结果表明诱导后细胞中Ⅱ型胶原mRNA表达明显增高。结果说明骨髓间充质干细胞在与髓核细胞共培养加生物诱导剂条件下可成功诱导分化为类髓核细胞。     

Concise review: adipocyte origins: weighing the possibilities

Adipose tissue is the primary energy reservoir in the body and an important endocrine organ that plays roles in energy homeostasis, feeding, insulin sensitivity, and inflammation. While it was tacitly assumed that fat in different anatomical locations had a common origin and homogenous function, it is now clear that regional differences exist in adipose tissue characteristics and function. This is exemplified by the link between increased deep abdominal or visceral fat, but not peripheral adipose tissue and the metabolic disturbances associated with obesity. Regional differences in fat function are due in large part to distinct adipocyte populations that comprise the different fat depots. Evidence accrued primarily in the last decade indicates that the distinct adipocyte populations are generated by a number of processes during and after development. These include the production of adipocytes from different germ cell layers, the formation of distinct preadipocyte populations from mesenchymal progenitors of mesodermal origin, and the production of adipocytes from hematopoietic stem cells from the bone marrow. This review will examine each of these process and their relevance to normal adipose tissue formation and contribution to obesity-related diseases.