葡萄糖对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的影响

目的体外观察葡萄糖对间充质干细胞（BMSCs）向成骨细胞（OB）分化的影响,探讨其对骨代谢的作用机制。方法从大鼠长骨骨髓分离获取间充质干细胞,在不同糖浓度（5.6mmol/l、25mmol/l、50mmol/l）干预下向成骨细胞诱导分化培养21d;茜素红染色、光镜计数矿化率;realtime PCR测定OB的标记物碱性磷酸酶（ALP）,骨钙素（BGP）及转录因子Runx2 mRNA表达,进行不同糖浓度组干预后的变化比较。结果显示随着糖浓度升高,矿化率显著降低,差异有统计学意义（P〈0.05）。与5.6mmol/l组比较,50mmol/l组的ALP,BGP及Runx2 mRNA表达减少,分别为73%（P〈0.05）、69%（P〈0.05）及70%（P〈0.05）,25mmol/l组的ALP、BGP及Runx2 mRNA表达下降也具有显著性（P〈0.05）。结论高糖抑制BMSCs向OB分化,可能为糖尿病性骨质疏松形成的重要机制之一。     

Effect of EphB6 on osteogenic differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells

目的 探讨EphB6在小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSC)成骨分化中的作用及其可能机制.方法 将BMSC通过双相接种法接种于脱钙骨基质,分为4组:成骨诱导5、14 d(A、B组),普通培养5、14 d(C、D组),茜素红染色检测钙结节,定量检测各组碱性磷酸酶活性,Runx2、Osterix和EphB6的mRNA表达,采用游离态配体ephrinB1-Fc激活EphB6并重复检测上述指标.结果 ALP活性、Runx2和Osterix在A、B组增高,且B组检测到最高的ALP活性[(7.32±2.02)金氏单位/100 ml]、Runx2( 3.442 6±0.2585)倍和Osterix(2.4823±0.329 2)倍.EphB6的表达水平在A、B组降低,且在B组最低(0.754 3±0.023 5)倍.以ephrinB1-Fc激活EphB6后,茜素红染色显示钙结节明显减少,ALP活性显著下降(P＜0.05),在高浓度配体作用后ALP活性[(12.20±1.30)金氏单位/100 ml]较低浓度配体[(15.40±1.03)金氏单位/100ml]有进一步下降(P＝0.008).配体作用后,BMSC成骨分化中Runx2和Osterix 的表达显著下降.结论 EphB6通过调控Runx2和Osterix抑制 BMSC成骨分化.     

EphB6在小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中的初步研究

目的探讨EphB6在小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSC)成骨分化中的作用及其可能机制。方法将BMSC通过双相接种法接种于脱钙骨基质,分为4组:成骨诱导5、14 d(A、B组),普通培养5、14 d(C、D组),茜素红染色检测钙结节,定量检测各组碱性磷酸酶活性,Runx2、Osterix和EphB6的mRNA表达,采用游离态配体ephrinB1-Fc激活EphB6并重复检测上述指标。结果 ALP活性、Runx2和Osterix在A、B组增高,且B组检测到最高的ALP活性[(7.32±2.02)金氏单位/100 ml]、Runx2(3.442 6±0.258 5)倍和Osterix(2.482 3±0.329 2)倍。EphB6的表达水平在A、B组降低,且在B组最低(0.754 3±0.023 5)倍。以ephrinB1-Fc激活EphB6后,茜素红染色显示钙结节明显减少,ALP活性显著下降(P<0.05),在高浓度配体作用后ALP活性[(12.20±1.30)金氏单位/100 ml]较低浓度配体[(15.40±1.03)金氏单位/100 ml]有进一步下降(P=0.008)。配体作用后,BMSC成骨分化中Runx2和Osterix的表达显著下降。结论 EphB6通过调控Runx2和Osterix抑制BMSC成骨分化。     

不同糖浓度对颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的 研究不同糖浓度对颌骨骨髓间充质干细胞（orofacial bonemesenchymal stem cells, OFMSCs）增殖和成骨分化的影响。方法 体外分离、培养OFMSCs,成骨、成脂、成软骨分化诱导及鉴定,并使用不同含糖量培养基（5.5、11、16.5、25、44 mmol/L）培养OFMSCs,以5.5 mmol/L基准糖浓度为对照组,其余组为实验组。采用CCK-8及流式细胞仪检测各组OFMSCs的增殖活性及增殖指数,OFMSCs成骨诱导后4、7 d检测碱性磷酸酶（ALP）活性,21 d进行茜素红染色及矿化定量分析,同时用RT-PCR检测3、7、14及21 d相关成骨基因Runx2、Osterix的表达。结果 培养的OFMSCs成骨诱导21 d后茜素红染色可见钙结节,成脂诱导14 d 后油红O染色可见红色脂滴,成软骨诱导14 d 后阿利新蓝染色可见蓝色胞浆;糖浓度在5.5～25 mmol/L促进OFMSCs的增殖,但随着糖浓度的继续增加（25～44 mmol/L）,OFMSCs的增殖活性受抑制;成骨诱导时,随着培养液糖浓度升高,ALP活性呈剂量依赖性降低（P Runx2、Osterix mRNA 表达量高于实验组（P Runx2、Osterix mRNA 表达量均出现先上调再下调的趋势。结论 在一定范围的糖浓度内,糖浓度升高可促进OFMSCs的增殖;而糖浓度升高对成骨分化呈抑制效应。     

Egr-1通过上调NDRG1诱导骨髓间充质干细胞成骨分化

目的 探究早期生长因子1(Egr-1)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的影响.方法 采集成年男性骨髓组织,分离培养原代BMSCs并在显微镜下观察其形态,流式细胞术鉴定BMSCs表面标志物;pcDNA3.1/Egr-1转染BM-SCs,MTT检测BMSCs的增殖,茜素红钙染色试剂盒检测细胞基质内钙结节的形成,ALP活性测定试剂盒检测细胞内ALP的活性,实时定量qPCR和Western blot分别检测细胞内EgR-1、Runx2、NDRG1 mRNA和蛋白表达;Egr-1 siRNA转染BMSCs,检测细胞内ALP活性、Egr1、Runx2和NDRG1 mRNA及蛋白表达.结果 离体培养的BMSCs高表达CD90和CD29,而CD34和CD45呈阴性表达;pcDNA3.1/Egr-1转染对BMSCs增殖无明显作用,却能促进细胞基质内钙结节的形成,上调ALP活性和Egr-1、Runx2、NDRG1的表达,而Egr-1 siRNA则作用相反.结论 Egr-1通过上调NDRG1诱导BMSCs的成骨分化.     

骨碎补总黄酮在不同糖浓度下对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的 了解骨碎补总黄酮在不同糖浓度下对骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨分化的影响,为在糖尿病性骨质疏松症的防治提供理论依据.方法 对SD大鼠BMSC在体外条件下培养,进行定向成骨诱导分化,采用全骨髓贴壁法分离纯化BMSC.实验分为低糖组、高糖组、低糖诱导组、高糖诱导组、低糖骨碎补组、高糖骨碎补组6组,检测相关成骨指标碱性磷酸酶(ALP)活性、矿化结节数目、胶原蛋白.观察骨碎补总黄酮在不同糖浓度下对BMSC成骨分化的影响.结果 骨碎补总黄酮能促进BMSC成骨指标的表达,低糖骨碎补组成骨指标的表达高于低糖诱导组[ALP活性(0.439±0.024比0.385±0.029)、ALP染色阳性率(48.7%比35.0%)、矿化结节数(9.75±1.71个/HP比6.25 ±0.96 个/HP)、Ⅰ型胶原蛋白积分(2.21±0.07比1.93±0.13)]差异均有统计学意义(均P＜0.05).高糖骨碎补组高于高糖诱导组[ALP活性(0.352±0.022比0.139±0.013)、ALP染色阳性率(25.3%比22.7%)、矿化结节数(4.50±1.29个/HP比3.25±1.50个/HP)、Ⅰ型胶原积分(1.70±0.03比1.28±0.27)]差异均有统计学意义(均P＜0.05).不同糖浓度组的糖基化终末产物(AGE)水平随糖浓度和培养时间延长呈增高趋势(均P＜0.05),与Ⅰ型胶原蛋白的表达呈负相关(r=-0.410,P＜0.05).结论 骨碎补总黄酮可以促进BMSC成骨分化并减轻高糖条件下对成骨分化的抑制作用.     

姜黄素促进炎症微环境下大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化

目的 研究姜黄素对炎症微环境下大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响。方法 分离、培养大鼠BMSCs,以10 ng/mL的肿瘤坏死因子α(TNF-α)诱发细胞炎症反应,用不同浓度姜黄素处理细胞,CCK-8检测细胞增殖以便筛选出实验所需姜黄素适宜浓度;实验分组为正常组、炎症组和炎症+姜黄素组;碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色检测成骨分化,实时荧光定量PCR检测骨涎蛋白(BSP)、Runt相关转录因子2(Runx2)的表达。结果 成功分离培养BMSCs;低浓度的姜黄素无细胞毒性,1μmol/L为适宜浓度;炎症降低大鼠BMSCs成骨相关基因BSP、Runx2表达,且ALP染色变浅、矿化结节减少;而姜黄素则可以逆转这种趋势,促进炎症状态下成骨相关基因 BSP、Runx2的表达(P＜0.05),较炎症组ALP染色加深,矿化结节增多。结论 姜黄素可以促进炎症微环境下BMSCs成骨分化。     

高糖环境下FGF-21对人骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的 研究高糖环境下成纤维细胞生长因子21(FGF-21)对人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）骨向分化的作用及其机制。方法 取健康成人骨髓,分离培养hBMSCs,成骨、成脂诱导分化后,茜素红、油红O染色鉴定,流式细胞仪检测第3代细胞表面标志物CD105、CD90、 CD73和CD44水平。将hBMSCs分为对照组〔以葡萄糖（Glu）浓度5.5 mmol/L模拟正常生理状态糖浓度〕,Glu A、B、C高糖浓度梯度组（Glu 16.5、25、40 mmol/ L）,FGF-21干预组(Glu 5.5 mmol/ L+ FGF-21),高糖环境FGF-21干预组(Glu B+FGF-21)和Glu B+FGF-21干预+细胞丝裂原活化蛋白激酶(MAPK) 信号转导阻断剂（包括PD98059、SP600125、SB203580）组。成骨诱导第14天,检测碱性磷酸酶（ALP）活性;成骨诱导第21天,以RT-PCR检测骨向分化的相关因子ALP、骨钙素（OCN）、Runx2的mRNA水平,以Western blot检测MAPK通路中细胞外信号调节激酶(ERK1/ 2)、P38丝裂原活化蛋白激酶(P38)、c-Jun 氨基末端激酶(JNK)蛋白磷酸化水平。结果 ①分离培养得到的hBMSCs成骨、成脂诱导后茜红素、油红O染色阳性,hBMSCs被成功地诱导向成骨细胞（OB）和脂肪细胞分化。流式细胞仪鉴定为hBMSCs。②与对照组相比,高糖组的骨向分化标志物ALP、OCN、Runx2的mRNA水平明显增加,MAPK通路中ERK、P38、JNK磷酸化水平表达增加。③与Glu B组相比,Glu B+FGF-21组的ALP、OCN、Runx2的mRNA水平降低,ERK、P38和JNK的磷酸化水平降低。④与Glu B+FGF-21组相比,Glu B+FGF-21+MAPK信号转导阻断剂组的ALP、Runx2的mRNA水平进一步降低,且相应的ERK、JNK和P38及其磷酸化水平进一步降低。结论 高糖能促进hBMSCs的骨向分化。高糖环境下FGF-21具有抑制hBMSCs的成骨分化或矿化作用。     

基因芯片筛选人牙周膜干细胞成骨分化生物学标记物的研究

目的：发现牙周膜干细胞（PDLSCs）骨向分化后显著高表达的环状RNA（circRNA）,探索circRNA在PDLSCs骨向分化中生物学标记物的作用。方法用酶消化法体外培养牙周膜细胞,通过免疫磁珠法分选出PDLSCs。用普通培养基和成骨诱导培养基分别培养PDLSCs 21 d,茜素红染色检测矿化结节的形成,RT－qPCR检测碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OCN）和Runt相关转录因子2（Runx2）的表达。采用Arraystar公司的circRNA芯片检测PDLSCs骨向分化前后整体circRNAs的差异表达,将芯片中上调变化最显著的前10位circRNAs进行PCR引物设计,RT－qPCR检测circRNA的表达情况。结果 PDLSCs骨向诱导21 d后,茜素红染色阳性,有大量矿化结节形成,ALP、OCN和Runx2表达量明显升高。 Hsa＿circ＿0008433在PDLSCs骨向诱导21 d后显著高表达。结论Hsa＿circ＿0008433将来可能是PDLSCs骨向分化新的生物学标记物。     

富血小板血浆对骨髓间充质干细胞向成骨细胞定向分化的影响

目的 观察富血小板血浆（platelet-rich plasma,PRP）对兔源骨髓间充质于细胞（bone mesenchymal stem cells,BMSCs）定向分化为成骨细胞的作用及机制. 方法 离心法分离兔骨髓后,体外培养BMSCs,体积分数5％和10％的PRP与BMSCs共培养,观察BMSCs诱导分化过程中茜素红染色阳性率,应用酶标仪检测碱性磷酸酶（alkaliphosphatase,ALP）活性,应用ELISA法检测BMSCs诱导分化过程中骨钙素（osteocalcin,OCN）及结缔组织生长因子（connective tissue growth factor,CTGF）的含量,应用real time-PCR检测成骨相关基因CTGF、ALP、成骨细胞核心结合因子α1（core-binding factor alpha 1,Cbf-α1）、兔Ⅰ型胶原（Col-Ⅰ）和OCN的表达. 结果 BMSCs诱导分化后细胞茜素红染色阳性率、ALP活性、OCN及CTGF含量升高,CT-GF、ALP、Cbf-α1、Col-Ⅰ和OCN的mRNA表达增加. 结论 PRP可促进BMSCs向成骨细胞分化,可能与PRP促进BMSCs中CTGF、ALP、Cbf-α1、Col-Ⅰ和OCN表达有关.     

Effects of kidney-tonifying Chinese herbal drugs on human osteoblast Ca2+ intake and mineralization in vitro]

OBJECTIVE: To study the effects of kidney-tonifying Chinese herbal drugs on Ca2+ intake and mineralization of human osteoblasts in vitro. METHODS: Human osteoblasts were isolated from the iliac trabecular bone followed by purification and culture at 37 degrees Celsius with 5% CO2. The cells were identified by cell morphology, calcium nodule formation and alkaline phosphatase (ALP) activity assay. The third passage of the cultured osteoblasts were treated with 10% scrum from rat fed with the decoction of the kidney-tonifying Chinese herbal drugs of different concentrations for 30 min, 3 d and 28 d, respectively. The cells treated with 10% rat serum without the drugs served as the control. Flow cytometry was used to observe the changes in cell proliferation and intracellular Ca2+ concentration, and von Kossa staining employed for quantification of the mineral nodules. RESULTS: The osteoblasts obtained were positive for ALP staining and could form calcium nodules in vitro. Flow cytometry showed that the drugs at different concentrations all increased Ca2+ influx, as compared with the control cells. The drugs also increased the relative proliferation index of the osteoblasts, and high concentration of the drugs resulted in greater number of the mineral nodules in the osteoblasts (P<0.05). CONCLUSION: The kidney-tonifying Chinese herbal drugs may increase Ca2+ influx and stimulate proliferation and differentiation of adult osteoblasts in vitro.     

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。