瘦素对成骨细胞增殖及Collagen I和Cbfa1 mRNA表达的影响

目的 研究瘦素在体外对原代培养乳鼠颅盖骨成骨细胞增殖及对CollagenI(I型胶原蛋白)和Cbfa1 mRNA表达的影响.方法 培养乳鼠成骨细胞,以乳鼠成骨细胞为体外实验模型,采用MTT法检测不同浓度瘦素(0、40、80和160 ng/ml)作用于成骨细胞后的增殖情况;通过RT-PCR方法检测不同浓度瘦素对CollagenI和Cbfa1 mRNA的表达的影响.结果 瘦素作用于成骨细胞后,可促进其增值,OD值显著增加(P<0.01);瘦素增加CollagenI和Cbfa1 mRNA的表达,呈剂量效应关系.结论 瘦素促进成骨细胞增殖,同时通过调节CollagenI和Cbfa1的表达,促进成骨细胞分化,进而促进骨形成.     

瘦素对成骨细胞增殖及CollagenⅠ和Cbfa1 mRNA表达的影响

目的研究瘦素在体外对原代培养乳鼠颅盖骨成骨细胞增殖及对CollagenⅠ(Ⅰ型胶原蛋白)和Cbfa1 mRNA表达的影响。方法培养乳鼠成骨细胞,以乳鼠成骨细胞为体外实验模型,采用MTT法检测不同浓度瘦素(0、40、80和160ng/ml)作用于成骨细胞后的增殖情况;通过RT-PCR方法检测不同浓度瘦素对CollagenⅠ和Cbfa1 mRNA的表达的影响。结果瘦素作用于成骨细胞后,可促进其增值,OD值显著增加(P0.01);瘦素增加CollagenⅠ和Cbfa1 mRNA的表达,呈剂量效应关系。结论瘦素促进成骨细胞增殖,同时通过调节CollagenⅠ和Cbfa1的表达,促进成骨细胞分化,进而促进骨形成。     

rhIGF-1对成骨细胞增殖、BMP-2及Cbfa1基因表达的影响

目的通过重组人胰岛素样生长因子(rhIGF-1)对体外成骨细胞增殖、骨形态蛋白-2(BMP-2)及核心结合因子1(Cbfa1)基因表达的影响,探讨rhIGF-1对骨代谢影响的可能机制。方法不同浓度的rhIGF-1(0、10、50、100ng/ml)刺激体外培养的大鼠成骨细胞,采用噻唑蓝(MTT)法检测细胞增殖能力,用半定量RT-PCR法检测成骨细胞BMP-2、Cbfa1基因的表达。结果rhIGF-1可明显促进成骨细胞增殖(P0.05),并促进成骨细胞BMP-2、Cbfa1基因的表达(P0.01),具有浓度依赖性。结论rhIGF-1可促进成骨细胞的增殖、分化及成熟,可能是通过增强BMP-2、Cbfa1基因的表达来实现的。     

成骨细胞与生物衍生支架材料相互作用的基因表达研究

目的研究组织工程骨体外构建过程中,成骨细胞与生物衍生骨相互作用的基因表达。方法用人胚骨膜来源的成骨细胞与生物衍生骨体外复合培养构建组织工程骨。培养2、4、6、8和10d,分别提取总RNA,经逆转录成cDNA。用荧光及TaqMan探针行实时定量PCR,分别扩增成骨细胞特异转录因子(Cbfa1)、成骨细胞特异基因(Osterix)、型胶原、骨钙素(osteocalcin,OC)和整合素α5和β1(Integrinα5andβ1),读取扩增循环数(Ct值),进行统计学分析。以单纯培养的成骨细胞作为对照组。结果Cbfa1与Osterix变化一致,其中实验组Osterix在2d和8d的表达均明显高于对照组(P<0.05)。型胶原与OC的表达变化一致,实验组除10d时,其余各时间段型胶原表达均明显低于对照组(P<0.01)。Intgerin的表达始终处于较高水平,在培养最初的2d,实验组Integrinβ1表达明显高于对照组(P<0.01)。结论成骨细胞与生物衍生材料复合后,重要基因可持续正常表达。作为支架材料,生物衍生骨在保持成骨细胞性状、诱导及促进成骨细胞分化方面有明显优越性;它不仅对细胞顺利进入增殖状态无影响,而且为细胞增殖提供广阔而有效的空间。成骨细胞最终可良好分化,充分发挥成骨功能,并有利于成骨细胞黏附,黏附行为贯穿细胞与材料相互作用的整个过程,而并非局限于开始阶段。     

微小RNA对成骨细胞分化成熟的调控及临床意义

目的总结微小RNA(microRNA,miRNA)在成骨细胞分化成熟过程中的调控作用及作用机制,为相关的基础和临床研究提供参考。方法广泛查阅近年miRNA对成骨分化调节相关研究文献,对成骨细胞分化成熟过程中的功能性miRNA进行分类和总结。结果 miRNA分子参与了成骨细胞分化成熟过程中的各个阶段,通过调节BMP、TGF-β、Wnt/β-catenin等一系列信号通路调控成骨细胞的分化成熟。在病理状况下,尤其是一些成骨细胞分化紊乱引起的疾病中能观察到相关miRNA分子的异常表达。结论 miRNA在成骨细胞分化成熟过程中的生理病理作用将为骨代谢相关疾病的早期诊断和靶向治疗提供新的思路和手段。     

MAPK信号通路在淫羊藿甙促进成骨细胞Cbfa1蛋白表达中的作用

目的 观察淫羊藿甙对体外培养大鼠成骨细胞丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路的影响以及MAPK信号通路在淫羊藿甙促成骨细胞核心结合因子α1(core binding factor-1,Cbfa1)蛋白表达中的作用,以探讨淫羊藿甙对成骨细胞作用的信号传导机制.方法 用酶消化法分离24 h内新生SD大鼠颅盖骨成骨细胞,进行原代培养.在培养液中加入淫羊藿甙(10 ng/mL),作用于成骨细胞5 min、10 min、30 min、60 min,抽提总蛋白,用Western blot法检测细胞中ERK、p-ERK、P38和p-P38蛋白的表达.用雌二醇(10-8 mol/L)作用于成骨细胞5 min、10 min、30 min,同上法检测细胞中ERK、p-ERK、P38和p-P38蛋白的表达.用淫羊藿甙(10 ng/mL)、雌二醇(10-8 mol/L)和u0126或SB203580单独或共同干预成骨细胞24 h,抽提核蛋白,用Western blot法检测Cbfa1蛋白的表达.结果 ①淫羊藿甙作用于成骨细胞,30 min时可促进ERK蛋白的磷酸化,并可持续至60 min,和空白组比较,差异有显著性(P<0.05);淫羊藿甙作用于成骨细胞,5 min时即可促进P38蛋白的磷酸化,在30 min时达高峰,并可持续至60 min,和空白组比较,差异有显著性(P<0.05).②雌二醇作用于成骨细胞,在30 min时可促进ERK蛋白的磷酸化,和空白组比较,差异有显著性(P<0.05);雌二醇作用于成骨细胞,在10 min时可促进P38蛋白的磷酸化,并可持续至30 min,和空白组比较,差异有显著性(P<0.05).③淫羊藿甙和雌二醇均能促进成骨细胞中Cbfa1蛋白的表达,和空白组相比,差异有显著性(P<0.05).u0126和SB203580可以抑制淫羊藿甙和雌二醇促进Cbfa1蛋白表达的作用.结论 ①淫羊藿甙和雌二醇均可以激活成骨细胞中ERK/MAPK和P38/MAPK信号通路;②淫羊藿甙和雌二醇均能促进成骨细胞中核转录因子Cbfa1的表达,并且ERK/MAPK和P38/MAPK信号通路参与了此过程.     

可变剪接与成骨分化的研究进展

间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs)的成骨分化在骨相关疾病的治疗中具有潜在的临床价值。可变剪接（alternative splicing,AS）常以组织或时间特异性的方式发生,在组织发育和疾病中起着重要的作用,是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一。成骨细胞分化是一个多步骤有序发生的过程,涉及一系列转录因子的协同表达。AS在调节成骨细胞功能和骨形成的过程中发挥着关键作用。成骨分化过程中超过120余种基因发生AS,包括RUNX2、Sp7、Vegf-A和FosB等。该综述详细总结了成骨分化过程中发生AS的关键转录因子,以及所产生的各剪接体在成骨分化分子遗传网络中的不同作用。     

转染核结合因子a1/成骨细胞特异性转录因子2基因在兔皮肤成纤维细胞成骨表达中的作用

目的探讨外源性小鼠核结合因子a1(Cbfa1)／成骨细胞特异性转录因子2(Osf2)基因在兔皮肤成纤维细胞中的瞬时表达对该细胞成骨表型表达的作用。方法在阳离子脂质体介导下,将含外源性小鼠Cbfa1／Osf2基因的真核表达载体pSG5一Cbfa1／Osf2导入新西兰兔皮肤成纤维细胞。用RT—PCR方法检测Cbfa1、骨钙素、碱性磷酸酶及Ⅰ型胶原前肽基因表达,以Western—Blot方法检测Cbfa1蛋白表达,以对硝基苯二磷酸底物法及放射免疫方法分别检测碱性磷酸酶活性及骨钙素分泌情况,并通过茜素红染色及扫描电子显微镜检测转染细胞形成骨性结节的能力。结果转染pSG5-Cbfa1／Osf2真核表达质粒的兔皮肤成纤维细胞内可见Cbfa1 mRNA及Cbfa1蛋白瞬时表达,骨钙素mRNA、碱性磷酸酶mRNA及Ⅰ型胶原前肽mRNA大量表达,碱性磷酸酶活性增强,骨钙素大量分泌,细胞表面形成骨性结节。结论转染．pSG5-Cbfa1／Osf2真核表达质粒的兔皮肤成纤维细胞能表达成骨相关基因及蛋白质,并在其表面形成骨性结节。     

静水压力刺激对人骨髓间充质干细胞成骨、成脂双向分化的影响

目的 研究短期和较长期的静水压力负荷对人骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨或成脂的影响,并探讨细胞外信号调节激酶(ERK)1/2信号通路在其中作用.方法 对BMSC施加40或80 kPa的静水压强,分别持续1 h或4 h,然后加入10 mmol/L U0126阻断ERK1/2信号通路,通过半定量RTPCR和实时定量PCR方法检测成骨标志基因Cbfa1和骨钙素(OC)以及成脂标志性基因PPARγ2和Adipsin的mRNA表达水平.对BMSC施加40 kPa的静水压刺激,每天作用4 h,7 d和14 d后检测Cbfa1、OC、PPARγ2和Adipsin的mRNA表达水平,在3、7、14 d通过组织化学染色和定量测定方法检测碱性磷酸酶的活性和表达量.结果 40 kPa压强的静水压连续刺激4 h可以促进Cbfa1、OC的mRNA表达和抑制PPARγ2、Adipsin的mRNA表达.40 kPa的静水压连续作用7 d,仍表现为对BMSC的促成骨分化作用,然而连续作用14 d后,则表现为促成脂分化作用.成骨诱导条件并不协同静水压的促BMSC成骨分化作用.而U0126并不能完全抑制BMSC对静水压刺激的反应.结论 一定强度和作用时间的静水压刺激可以促进BMSC的成骨分化,但较长期的作用可能会促进成脂分化.成骨诱导培养条件与静水压的促BMSC成骨分化作用无协同作用.     

Cbfa1基因调节骨形成与骨吸收的研究进展

骨的形成与吸收是一个涉及众多的基因和生长因子的复杂过程,凡可使骨形成下降和骨吸收增加的因素都会促进骨质疏松的发生.Cbfa1是成骨细胞分化和成熟的特异性转录因子,研究发现Cbfa1可通过促进骨形成和抑制骨吸收,对骨质疏松的发生、发展起到抑制作用,因此,我们期望随着Cbfa1基因研究的深入将为防治骨质疏松提供新思路.     

Differentiation of human marrow stromal precursor cells: bone morphogenetic protein-2 increases OSF2/CBFA1, enhances osteoblast commitment, and inhibits late adipocyte maturation.

Because regulation of the differentiation to osteoblasts and adipocytes from a common progenitor in bone marrow stroma is poorly understood, we assessed effects of bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) on a conditionally immortalized human marrow stromal cell line, hMS(2-6), which is capable of differentiation to either lineage. BMP-2 did not affect hMS(2-6) cell proliferation but enhanced osteoblast differentiation as assessed by a 1.8-fold increase in expression of OSF2/CBFA1 (a gene involved in commitment to the osteoblast pathway), by increased mRNA expression and protein secretion for alkaline phosphatase (ALP), type I procollagen and osteocalcin (OC) (except for OC protein), and by increased mineralized nodule formation. Transient transfection with Osf2/Cbfa1 antisense oligonucleotide substantially reduced BMP-2-stimulated expression of ALP mRNA and protein. The effects of BMP-2 on adipocyte differentiation varied: expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma2 (a gene involved in commitment to the adipocyte pathway) was unchanged, mRNA expression of the early differentiation marker, lipoprotein lipase, was increased, and mRNA and protein levels of the late differentiation marker, leptin, and the formation of cytoplasmic lipid droplets were decreased. Thus, by enhancing osteoblast commitment and by inhibiting late adipocyte maturation, BMP-2 acts to shunt uncommitted marrow stromal precursor cells from the adipocyte to the osteoblast differentiation pathway.