Shh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：研究Sonic Hedgehog（Shh）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：采用全骨髓贴壁培养法分离、纯化、培养大鼠BMSCs,取第3~5代BMSCs加入成骨诱导液诱导成骨分化,再加入不同浓度Sr及Shh拮抗剂cyclopamine（Cy）,分别观察它们对BMSCs向成骨细胞分化的影响。酶标法检测成骨细胞分化早期标志物碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的活性;茜素红染色检测细胞钙化水平;Western blotting法检测Shh和Runx2蛋白的表达情况。结果：Sr（3 mmol/L）可以使细胞ALP活性增高,钙结节形成增加。Sr（0.1～5 mmol/L）作用BMSCs 7 d,可明显促进Shh和Runx2蛋白的表达,且Shh蛋白在1 mmol/L Sr作用时表达最多,而Runx2在3 mmol/L Sr作用时表达最多。1 mmol/L Sr作用BMSCs不同时间（1、3、5、7 d）,呈时间依赖性地上调Shh和Runx2蛋白的表达。Cy（10 μmol/L）不仅拮抗Sr对Shh和Runx2表达的上调作用,还抑制Sr对ALP和钙结节形成的促进作用。结论：Sr可通过上调Shh蛋白及成骨特异性转录因子Runx2的表达促进BMSCs向成骨细胞分化。     

磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞转化生长因子β1基因表达的影响

目的研究不同强度的磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞转化生长因子β1(TGF-β1)基因表达的影响。方法利用细胞静磁场加载装置,对体外培养的SD大鼠成骨细胞分别进行12.5、125和250mT的静磁场加载,连续加载0.5、1、3、5和7d,采用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测成骨细胞的TGF-β1mRNA表达的。结果 12.5mT磁场加载组在加载0.5、1和3d,细胞的TGF-β1mRNA的表达比对照组相应时段明显增强(P<0.05)。125和250mT磁场组加载静磁场0.5、1、3、5和7d后,细胞的TGF-β1mRNA的表达升高更加明显,与对照组和12.5mT磁场加载组细胞相比差异有统计学意义(P<0.05)。静磁场对细胞的TGF-β1mRNA表达的影响有一定的剂量-效应关系。结论在本试验条件下,磁性附着体模拟静磁场可以抑制TGF-β1mRNA基因表达的下降,促进成骨细胞的分化。     

淫羊藿甙促进成骨细胞增殖与分化的作用及其机制

 目的 探讨淫羊藿甙对骨形态发生蛋白细胞信号通路Smad1、Smad5和Smad4表达的调节作用及促进成骨细胞增殖与分化的机制。方法 在体外分别用含淫羊藿甙0、10^-9、10^-8 和10^-7 mol/L的条件培养液干预MC3T3-E1细胞。给药后第1天、2天和3天,分别应用四甲基噻唑蓝法绘制细胞生长曲线并计算细胞群体倍增时间,用速率分光光度法测定碱性磷酸酶含量,用RT-PCR和Western blot技术检测Smad1、Smad5、Smad4及骨钙素、Runx2、骨形态发生蛋白-2、骨保护素mRNA的表达,于细胞生长的第21天观察钙结节数量。结果 淫羊藿甙含量为10-8 mol/L时,MC3T3-E1细胞增殖能力最强,碱性磷酸酶活性和钙结节数量明显增加;淫羊藿甙作用细胞第1天、2天和3天时,10-8 mol/L组细胞Smad1、Smad5和Smad4 mRNA的表达量始终保持较高水平,第3天时10^-9 mol/L和10^-7 mol/L组表达明显减少;第2天时,10^-8 mol/L组细胞Runx2、骨形态发生蛋白-2、骨保护素mRNA和骨钙素、Smad1、Smad5和Smad4蛋白表达明显增加。结论 淫羊藿甙通过直接刺激 MC3T3-E1细胞的骨形态发生蛋白-2、Runx2、Smad1、Smad5和Smad4的表达,且以表达水平同步增高的方式促进其成骨性分化。     

IGF-Ⅰ对破骨细胞骨吸收的促进作用依赖于成骨细胞的协同

目的 探讨胰岛素样生长因子Ⅰ (IGF-Ⅰ)对破骨细胞骨吸收的促进作用是否需要成骨细胞的协同.方法 体外培养MC3T3小鼠成骨细胞及NF-κB受体的配体(receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)诱导分化成熟的破骨细胞,分别给予重组人胰岛素样生长因子Ⅰ(rhIGF-Ⅰ)进行干预,Western印迹检测IGF-Ⅰ受体的活化情况.以0、10 ng/ml的rhIGF-Ⅰ直接干预破骨细胞或与成骨细胞在Transwell双层培养板中共培养的破骨细胞,MTT法测定破骨细胞增殖;流式细胞仪检测破骨细胞凋亡率;实时PCR检测组织蛋白酶K基因的表达.将不同方式干预的破骨细胞接种在骨磨片上,光镜观察骨吸收陷窝的形成.结果 在成骨细胞、破骨细胞表面均检测到可被IGF-Ⅰ激活的IGF-Ⅰ受体.仅在成骨细胞、破骨细胞共培养时rhIGF-Ⅰ能够促进破骨细胞活细胞的增殖(P＜0.05);抑制破骨细胞的凋亡(P＜0.05);上调组织蛋白酶K基因的表达(P＜0.05);增加骨吸收陷窝的数量及面积.IGF-Ⅰ对单独培养的破骨细胞则作用不明显.结论 IGF-Ⅰ对破骨细胞骨吸收的促进作用需要成骨细胞的协同.     

Prevention of bone loss by injection of insulin-like growth factor-1 after sciatic neurectomy in rats

Injection of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) can prevent bone loss in sciatic nerve transaction rats.We try to investigate the action mechanism of IGF-1 on bone formation.Methods:A total of 40 adu...     

血清素对体外培养大鼠成骨细胞增殖分化和矿化功能的影响

目的 探讨不同浓度血清素对体外培养大鼠成骨细胞(OBs)增殖、分化和矿化功能的影响. 方法 在新生SD大鼠颅骨OBs培养液中分别加入不同浓度血清素:0 mol/L组(空白对照组)、10-9 mol/L组、10-8 mol/L组、10-7 mol/L组、10-6 mol/L组、10-5 mol/L组,观察不同浓度血清素对OBs的增殖能力(CCK-8法)、分化能力(Western法检测碱性磷酸酶蛋白水平、pNPP法检测碱性磷酸酶活性和ELISA法检测骨钙素蛋白表达水平)和矿化能力(茜素红染色)的影响.并用荧光定量聚合酶链反应方法检测OBs分化早、晚期血清素受体亚型的mRNA表达水平. 结果 不同浓度血清素均可抑制OBs的增殖、分化和矿化,这种抑制作用在低浓度时具有时间依赖性,而在高浓度时作用减弱,呈现“V”形趋势.5-HT1A、5-HT1B、5-HT1D、5-HT2A、5-HT2B、5-HT2C等受体在OBs上均有表达,其中5-HT2A和5-HT1B受体是表达最多的两种受体亚型. 结论 体外OBs表达血清素受体,血清素可抑制OBs的增殖、分化和矿化,提示血清素能够调节骨代谢.     

人股骨头坏死微观结构及成骨、破骨细胞活性的区域性分布特征

 目的 比较人股骨头坏死标本不同区域的骨微观结构及成、破骨细胞活性。方法 收集2011年3月至2013年5月行全髋关节置换的非创伤性股骨头坏死患者术后的股骨头标本10例（Ficat Ⅳ期）,男6例,女4例;年龄40～57岁,平均47.7岁。Micro-CT扫描后,根据影像学识别骨质密度不同,将每个标本分为软骨下骨区、坏死区、硬化区、健康区,通过病理学检测、纳米压痕、实时荧光定量PCR、免疫组化染色等方法对不同区域的骨微观结构、微观力学性能及成骨、破骨细胞活性进行比较。结果 Micro-CT结果显示,股骨头坏死标本软骨下骨区及坏死区的骨小梁连续性破坏;硬化区的骨小梁数目增多,间隙变窄;正常区域骨小梁结构完整,厚度分布均匀。软骨下骨区、坏死区、硬化区和健康区骨小梁的弹性模量分别为（13.808±4.22） GPa、（13.999±3.816） GPa、（17.266±3.533） GPa和（11.927±1.743） GPa;硬度分别为（0.425±0.173） GPa、（0.331±0.173） GPa、（0.661±0.208） GPa和（0.423±0.088） GPa。抗酒石酸酸性磷酸酶（Trap）染色结果显示,软骨下骨区和坏死区可见Trap染色阳性细胞,硬化区及健康区未见Trap染色阳性细胞。免疫组化染色结果显示,骨形成相关因子Runx2和BMP2在硬化区及健康区表达高于其他区域;骨吸收相关因子RANK和RANKL在软骨下骨区及坏死区表达高于其他区域。结论 股骨头坏死塌陷过程中,骨微观结构发生明显改变,而坏死区骨小梁微观力学强度较健康区无显著降低。股骨头坏死标本中软骨下骨区及坏死区破骨细胞活性增强,硬化区成骨细胞活性增强。     

The role of pleiotrophin in bone repair

Bone has an enormous capacity for growth, regeneration, and remodelling, largely due to induction of osteoblasts that are recruited to the site of bone formation. Although the pathways involved have not been fully elucidated, it is well accepted that the immediate environment of the cells is likely to play a role via cell–matrix interactions, mediated by several growth factors. Formation of new blood vessels is also significant and interdependent to bone formation, suggesting that enhancement of angiogenesis could be beneficial during the process of bone repair. Pleiotrophin (PTN), also called osteoblast-specific factor 1, is a heparin-binding angiogenic growth factor, with a well-defined and significant role in both physiological and pathological angiogenesis. In this review we summarise the existing evidence on the role of PTN in bone repair.     

成骨细胞的功能与损伤和骨质疏松的防治

骨质疏松是一种全身性骨骼疾病,导致骨折风险增加。成人的骨量通过破骨细胞的骨吸收和成骨细胞的骨形成作用来维持动态平衡,治疗骨质疏松症的理想策略是抑制破骨细胞的骨吸收和/或增强成骨细胞的骨形成功能。目前针对保护成骨细胞及增强其功能的骨质疏松疗法相对较少。因此,本文针对成骨细胞相关功能蛋白、各种细胞损伤机制（内质网应激、氧化应激、机械过载、微小RNA和长链非编码RNA的影响等）及骨质疏松的治疗与预防作一综述,以期为针对增强成骨细胞功能的骨质疏松治疗策略提供新思路。