骨质疏松研究热点:骨髓间充质干细胞分化命运

骨质疏松症是一种常见的代谢性骨病,以骨量减少、骨密度降低和骨微结构破坏为特征,容易发生脆性骨折,其发病率逐年增高.骨质疏松症发病与骨平衡的破坏有关,一方面破骨细胞活性增强、骨吸收加快,另一方面成骨细胞功能衰减、骨形成不足,最终导致净骨量丢失.成骨不足与骨髓间充质干细胞分化方向密切相关.在骨质疏松症患者中,骨髓间充质干细胞向脂肪方向分化增多,向成骨方向分化减少,其分化命运受BMP/Smad、Wnt、Notch、Hedgehog等多条信号通路调控,并涉及转录调控、转录后调控和表观遗传等多种调控机制,是目前研究的热点与焦点.未来研究可集中于寻找决定骨髓间充质干细胞分化方向的关键因子和间充质干细胞移植,为骨质疏松症的治疗提供新思路.     

骨髓间充质干细胞成骨分化相关通路的研究进展

骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种多能成体干细胞,是组织工程重要的种子细胞来源之一。BMSCs是成骨细胞的起源,体外条件下,BMSCs可以诱导分化为成骨细胞等多种细胞,这一过程受到多条信号通路的调控,其中比较重要的有骨形成蛋白（BMPs）／Smad通路、丝裂原激活蛋白激酶通路、Wnt通路和钙离子通路等。这些信号通路对BMSCs成骨分化具有重要的调节作用,最终维持了骨代谢平衡。BMSCs成骨分化对骨重建具有重要的影响,研究BMSCs成骨分化相关通路可以揭示其分子调控机制,为相关疾病的治疗提供新的靶点。     

Wnt信号通路调控间充质干细胞成骨分化的研究进展

Wnt通路作为调控细胞生长、发育和分化的重要信号途径一直是医学研究的热点。近年来的研究表明,Wnt信号通路在调控间充质干细胞（MSCs）成骨分化过程中发挥重要作用,其机制已成为骨组织工程研究的热点,也为骨质疏松症等疾病的治疗提供了新思路。该文对Wnt信号通路调控MSCs成骨分化的研究进展进行综述。     

阿仑膦酸钠对体外培养的间充质干细胞成骨能力的影响

目的 探讨阿仑膦酸钠对于体外培养的人间充质干细胞分化与增殖的影响,并对其分子机制进行初步研究。方法 体外分离与扩增人骨髓间充质干细胞,用不同剂量的阿仑膦酸钠处理72h后,MTY法检测细胞的增殖能力,全自动生化分析仪分析碱性磷酸酶活性以反映成骨分化能力,RT—PCR检测各种重要成骨相关转录因子的表达情况。结果 10^-7M,10^-8M与10^-9M阿仑膦酸钠组的增殖速度明显大于对照组（P〈0．05）,而且碱性磷酸酶与骨钙素的表达量也明显增高（P〈0．05）,转录因子Runx2,Dlx5,Osx表达有所增高。结论 阿仑膦酸钠能够同时促进人骨髓间充质干细胞的增殖与分化,其作用可能与成骨转录因子有关。     

microRNA调控间充质干细胞成骨分化的研究进展

间充质干细胞是一类体内广泛存在的多能干细胞,具有多向分化潜能,为多种组织器官提供保护及损伤修复。近年来,间充质干细胞向成骨细胞诱导分化用于治疗骨代谢等相关性疾病已成为热点。microRNA（miRNA）作为生物体内重要的小分子非编码RNA,通过转录后调控影响基因表达,参与各种生命过程。研究显示,多种不同的miRNA在间充质干细胞向成骨分化过程中起着核心调节作用。本文结合相关文献,对miRNA调控间充质干细胞成骨分化的作用及机制归纳总结,以帮助全面了解靶向miRNA治疗骨代谢性相关疾病的潜能。     

补骨脂素对绝经后骨质疏松患者骨髓间充质干细胞Notch信号通路的影响

目的:观察补骨脂素对绝经后骨质疏松患者骨髓间充质干细胞Notch信号通路的影响。方法:无菌条件下抽取绝经后骨质疏松患者和体检健康女性的骨髓间充质干细胞,分离培养并进行传代。鉴定并确定培养细胞。比较绝经后骨质疏松患者骨髓间充质干细胞以及健康人群骨髓间充质干细胞的生物特征,根据实时定量聚合酶链式反应比较Notch信号通路关键因子的表达水平,对干细胞进行成骨诱导和成脂诱导,在补骨脂作用下根据RT-PCR检测Notch信号通路关键分子的表达情况。结果:与正常健康女性比较,绝经后骨质疏松患者的骨髓间充质干细胞内Notch信号通路减弱,差异有统计学意义(P0.05)。给予补骨脂后能够逆转干细胞内已降低的Notch信号通路活性,其中Hes1表达水平升高3倍左右。在成骨分化和成脂分化过程中补骨脂能够促进成骨分化,同时抑制成脂分化和Notch信号通路活化。结论:Notch信号通路能够影响绝经后骨质疏松症的发生发展,可能是补骨脂治疗绝经后骨质疏松症的新机制。     

R-spondin1在促进人骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

目的:研究Wnt信号通路激活剂R-spondin1在人骨髓间充质干细胞(hBMSC)成骨分化中的作用.方法:用0、5、10、20 μg/L R-spondin1处理hBMSC,利用荧光素酶实验检测R-spondin1对hBMSC中Wnt信号通路的作用,Western blot检测R-spondin1对Wnt信号通路下游靶基因β-catenin蛋白表达的影响;在成骨分化培养基中添加20 μg/L R-spondin1诱导hBMSC成骨分化,检测R-spondin1对早期成骨分化指标ALP活性及成骨分化晚期钙沉积、成骨分化标志物OSX、OCN和成骨分化关键转录因子RUNX2表达的影响.结果:R-spondin1增强hBMSC中Wnt信号通路,R-spondin1增强ALP活性和钙沉积,促进OSX、OCN及RUNX2的表达.结论:R-spondin1增强hBMSC中Wnt信号通路的作用,促进hBMSC成骨分化.     

中药对成骨细胞分化增殖和功能表达影响的研究进展

中药在成骨领域中的研究与应用不断地发展与突破,但其作用机理还有待进一步的深入研究。本研究就中药对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化、成骨细胞分化和增殖、成骨细胞功能表达、成骨细胞信号通路调控的影响进行了综述,为成骨中药临床应用提供新的思路与依据。     

嘌吗啡胺靶向激活Hedgehog信号 通路调控骨髓来源间充质干细胞 成骨-成脂分化平衡的机制研究

目的 探讨小分子药物嘌吗啡胺（PM）靶向激活 Hedgehog（Hh）信号通路后对骨髓来源间充质干细胞（BMSCs）成骨-成脂分化平衡的影响及其机制。 方法 通过细胞计数试剂盒-8 法评估 PM 对 BMSCs 增殖的细胞毒性,并通过检测 不同浓度 PM 处理下 BMSCs 细胞内 Gli1 转录水平,选择合适的 PM 处理浓度。随后通过诱导 BMSCs 成骨、成脂分化,检测 ALP 表达（ALP 染色）、钙结节（Von Kossa 矿化结节染色法）评估 PM 对 BMSCs 成骨诱导的影响,采用油红 O 染色检测 PM 对 BMSCs 成脂诱导的影响。最后通过 qRT-PCR 法验证 PM 干预下 BMSCs 成骨-成脂分化过程中相关核心转录因子、特征基因的变 化。 结果 10 μmol/L 及以下浓度的 PM 对 BMSCs 增殖无明显毒性反应,并且 2 μmol/L PM 即可显著激活 BMSCs 细胞内 Hh 信 号通路（P＜0.01）。在 2 μmol/L PM 干预下,BMSCs 成骨分化诱导时 ALP 表达、钙结节形成较对照组显著增强,而成脂分化诱 导时脂滴的形成受到了明显的抑制。在此基础之上,qRT-PCR 结果提示 2 μmol/L PM 可明显促进 BMSCs 成骨分化过程中核 心转录因子 Sp7 以及特征性基因 ALP、整合素结合唾液酸蛋白（Ibsp）的转录,并抑制成脂分化过程中核心转录因子过氧化物酶 体增殖物激活受体 γ（Pparg）、CCAAT 增强子结合蛋白 α（Cebpa）以及特征基因围脂滴蛋白 1（Plin1）、脂联素（Adipoq）、脂肪 酸转位酶（Cd36）的转录。 结论 PM 可通过激活 Hh 信号通路,调控成骨-成脂分化相关核心转录因子,促进 BMSCs 成骨分化 并抑制其成脂分化。     

组蛋白去甲基化酶在间充质干细胞成骨和成软骨分化中的作用综述

间充质干细胞(MSCs)的增殖和多向分化潜能使其广泛用于骨、软骨修复新疗法的开发,虽然已初步探明MSCs成骨、成软骨分化的基因表达谱,但启动MSCs分化的关键因子仍不明确,限制了其在骨、软骨组织工程中的应用.组蛋白去甲基化酶(KDMs)介导的表观遗传机制是调控MSCs谱系分化的关键环节.含Tower结构域的赖氨酸特异性...     

补肾方药诱导BMSCs骨向分化的研究述评

中医学理论认为“肾藏精,主骨生髓”,骨的生长与肾关系密切。骨髓间充质干细胞（BMSCs）主要存在于骨髓,与肾中精气一样,与人的生长壮老有着密切的关系。目前研究就单味中药及其单体、复方等不同方面探讨了补肾法对BMSCs骨向分化的影响,从“以药证效”的角度一定程度上阐明了＂肾主骨生髓＂理论的科学内涵,但仍存在一些亟待解决的问题：①补肾复方多采用血清药理学的方法,虽然其可较为客观地反应中药的药效,但成分复杂,其诱导BMSCs骨向分化的机制有待深入研究。②目前研究多集中于自拟方及临床效方,对经典补肾方的研究较少。③对于补肾方药促进成骨分化主要集中在检测一些成骨标志物如碱性磷酸酶、胶原、骨钙素等方面,对其产生具体作用的相关信号通路研究较少,有待于进一步研究。相信随着研究不断地深入,积极寻找有效促进成骨的药物,为中医药现代化及临床治疗提供帮助。     

Wnt信号在成骨分化中的调节机制

Wnt信号通路分为经典通路与非经典通路,Wnt信号经典通路其在成骨细胞的分化、增殖与合成骨基质方面起到关键的作用。近来发现非经典信号通路在骨形成也占有一个重要的角色,通过抑制骨髓基质干细胞成脂分化而增加成骨分化。此外,Wnt信号抑制因子也参与成骨分化的调节。     

骨髓间质干细胞多向分化及其机制的研究进展

骨髓间质干细胞具有强大的增殖能力和多向分化潜能。而关于其分化机制,目前认为是微环境因素诱导,通过一定的信号转导通路传递,转录因子抑制或激活,启动关键基因表达的结果,本文综述了骨髓间质干细胞的生物学特征、多向分化及分化机制的研究进展。     

Wnt信号通路在骨髓间充质干细胞神经分化中的综述

背景：骨髓间充质干细胞（BMSCs）具有多分化潜能,在特定的体内外环境下,具有向多种类型细胞分化的能力,可以分化为骨、软骨、神经、肌腱、脂肪、心脏、肝脏、上皮等多种细胞[1,2]。近年研究BMSCs可以跨胚层向神经细胞分化,在脊髓损伤修复等再生医学领域具有广阔应用前景。目前对Wnt信号在BMSCs神经分化中的调控机制少有研究。探讨BMSCs神经分化的Wnt信号调控机制,为细胞靶向治疗脊髓损伤等神经系统疾病提供理论依据。 目的：wnt信号通路在骨髓间充质干细胞增殖和神经分化中作用的综述。 方法：检索时间：中文文献：1990/2010,英文文献：1990/2010。中文检索词“骨髓间充质干细胞,神经分化,Wnt信号通路”,英文检索词“bone marrow mesenchymal stem cells,neural differentiation,Wnt signaling pathway”,检索数据库：重庆维普资讯,中国期刊网,CNKI博硕士论文数据库。检索文献类型：研究原著,基础研究,综述等。检索文献量：中文文献15篇,英文文献42篇。 结果与结论:本文概述了Wnt信号通路的组成及BMSCs在增殖和神经分化中的作用,探讨Wnt信号转导通路在BMSCs神经分化调控机制,深入了解BMSCs的本质,优化神经诱导方法,更有利于促使BMSCs沿着神经元方向分化并促进其发育为成熟的功能性神经元。这将推动BMSCs在细胞靶向治疗中的应用走上一个新台阶。     

体外培养大鼠骨髓间充质干细胞成骨基因表达谱的检测

目的:探讨体外培养大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)成骨相关基因的表达谱,明确体外培养大鼠骨髓MSC的成骨潜能。方法:体外培养SD大鼠骨髓MSC,取第3代细胞提取总核糖核酸(RNA),制备杂交探针,并运用SuperArray公司提供的大鼠Oligo GEArray骨再生基因芯片(每张芯片可测113种基因)进行杂交,化学发光检测,通过X线胶片或台式扫描获得化学发光的芯片图像,使用网上提供的综合型GEArry表达分析配套软件(GEArryExpression Analysis Suite)进行完整的芯片数据分析。结果:检测体外培养大鼠骨髓MSC的113种成骨相关的基因,其中有31种基因表达强度较低,45种基因呈中等强度表达,37种基因表达强度较高。结论:体外培养大鼠骨髓MSC具有部分成骨细胞基因表型特征,但成熟成骨细胞的特征基因表达量较低,提示大鼠MSC是具有较强成骨细胞分化潜能的成纤维样细胞。     

Sdccag3通过Wnt通路对高脂血症大鼠种植体骨结合的影响

目的 探讨Sdccag3在高脂环境中通过Wnt信号通路影响骨髓间充质干细胞(BMSCs)成脂成骨分化以及高脂血症大鼠种植体周围骨结合的能力。 方法 构建高脂血症大鼠模型以及高脂环境培养BMSCs并进行成骨诱导,慢病毒载体过表达/沉默结肠癌抗原3(Sdccag3)的表达,采用RT-PCR、Western blotting、Micro-CT以及硬组织切片HE染色、油红O染色、免疫荧光染色等方法检测高脂环境中Sdccag3对大鼠骨代谢以及BMSCs分化平衡的影响。 结果 高脂成骨诱导BMSCs后过表达Sdccag3,下调成脂分化指标脂肪酸结合蛋白4(FABP4)、过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(PPAR-γ),并上调Wnt信号通路标志基因低密度脂蛋白受体相关蛋白 5(LRP5)、LRP6、β-catenin及Wnt5a、Wnt5b,上调成骨分化指标碱性磷酸酶(ALP)、 Runt相关的转录因子2(Runx2);在高脂血症大鼠种植体周围骨组织中,过表达Sdccag3可上调Wnt信号通路标志基因并抑制周围脂形成,沉默LRP5会下调Sdccag3、成骨分化指标,上调成脂分化指标,与沉默Sdccag3表达一致。 结论 高脂血症促进种植体周围脂肪形成并抑制Sdccag3表达;过表达Sdccag3抑制BMSCs成脂分化并降低高脂血症大鼠种植体周围的成脂,促进成骨,促进Wnt信号通路标志基因表达。