骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能，其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来，许多实验室从分子，生化，物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究，取得了较大的进展。     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能 ,其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来 ,许多实验室从分子、生化、物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究 ,取得了较大的进展     

姜黄素调控大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：姜黄素能明显降低破骨细胞的骨重吸收,诱导破骨细胞凋亡,抑制破骨细胞形成。 目的：观察不同浓度姜黄素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。 方法：采用贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代后采用成骨培养基进行成骨诱导,在诱导前3 d于诱导培养基中分别加入0(对照),10,15 μmol/L姜黄素。 结果与结论：接种培养7 d,倒置显微镜下可见分散的骨髓间充质干细胞小集落,集落细胞呈放射状生长。随培养时间延长,细胞集落增大,细胞形态为长梭形。加入成骨培养基7 d后细胞形态逐渐由长梭形变为多角形,随成骨诱导时间延长形态变化更加明显。加入不同浓度姜黄素后骨髓间充质干细胞增殖无变化。姜黄素呈剂量依赖性促进骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性及Runx-2、血红素单加氧酶1的表达。提示姜黄素能有效促进大鼠骨髓间充质干细胞早期成骨分化,其机制可能与提高干细胞血红素单加氧酶1的表达有关。     

骨髓间充质干细胞诱导成骨的研究进展

骨髓间充质干细胞因其具有自我复制和多向分化潜能而成为目前骨组织工程领域研究的重点之一。对这方面近几年的研究成果从诱导因子的作用及调控机制、物理条件、新的研究方法等方面做了简要论述。     

微重力对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种多能成体于细胞,是组织工程重要的种子细胞来源之一.微重力对BMSCs成骨分化具有抑制作用,可使骨量减少和骨微结构改变,从而导致骨质疏松症.这一过程受到多条信号通路的调控,如MAPK信号通路、Notch信号通路和Wnt/β-catenin信号通路等,它们协同调节微重力下BMSCs向成骨细胞方向的分化.研究微重力对BMSCs成骨分化的影响,可以阐明骨质流失机理,为相关疾病的治疗提供新的靶点,促进我国太空宇航事业的发展.     

生物支架材料诱导脂肪来源干细胞成骨分化的最新热点

文题释义： 脂肪干细胞的优势：脂肪来源干细胞具有以下特点：高增殖能力和分泌活性;兼具多向分化潜能;通过其免疫调节能力,能够提高移植后的愈合效果;来源丰富,可在自体或异体上迅速提取,以上优势使其成为骨组织工程的理想种子细胞。 骨组织工程支架材料的分类：主要分为3类,无机材料、天然高分子材料、合成高分子材料,无机材料包括羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃、钛金属、镁金属,天然高分子材料包括胶原、丝素蛋白、壳聚糖,合成高分子材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物-聚乳酸-羟基乙酸共聚物。 背景：脂肪来源干细胞获取便捷且具有显著的成骨分化能力,被认为是骨缺损修复的理想种子细胞。然而骨组织工程学的研究进展揭示,生物支架材料改性能够直接调控干细胞的成骨分化。 目的：综述能够调控脂肪来源干细胞成骨分化效果的各种生物支架材料。 方法：由第一作者通过检索中国知网、万方、维普、PubMed、Embase和Web of Science数据库2016年1月至2019年5月发表的相关文献,检索词为“脂肪干细胞,支架材料,成骨,金属,钛;Adipose derived stem cells,scaffold,osteogenic,metal,Ti”,最终选取符合标准的文献62篇。 结果与结论：用于骨组织工程的支架材料分为无机材料、天然高分子材料、合成高分子材料3类,无机材料包括羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃、钛金属、镁金属,天然高分子材料包括胶原、丝素蛋白、壳聚糖,合成高分子材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物-聚乳酸-羟基乙酸共聚物。设计能与细胞相互作用以指导其生物反应和骨分化的材料研究一直层出不穷,但如何营造更安全、更合理、更贴近生物体内的细胞的生长微环境仍然面临着很多困难。对生物支架材料的改性能够直接调控干细胞的成骨分化,同时成骨诱导之外的血管化及植入后的感染也是需要关注的问题。 ORCID: 0000-0003-4520-3031(张圣敏) 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     

电磁场促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

目的:探讨电磁场促进骨髓间充质干细胞成骨分化作用的研究现状。方法:检索电磁场和间充质干细胞相关论文,比对寻找电磁场促进成骨的相关证据,总结电磁场促进间充质干细胞成骨分化的相关研究。结果:电磁场对细胞的作用是复杂多样的,可影响干细胞的基因表达,也能对细胞缝隙通讯产生作用,实验室证明电磁场在体外培养的干细胞增殖和分化方面扮演了一定的角色,临床研究同样证明活体的骨细胞会受到电磁场的作用。结论:电磁场能促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,近年来国内外在这个领域的研究方兴未艾,进一步深入研究非常必要尤其通讯频段电磁场更值得学术界的探讨。     

兔骨髓间充质干细胞自体皮下移植的成骨研究

目的探讨以兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)为种子细胞,10%珊瑚羟基磷灰石(CHA)为支架材料,构建组织工程骨的可行性。方法取兔骨髓中的BMSCs,成骨细胞诱导,以5×107/ml的细胞密度接种于10%CHA,在联合培养1、3、7天,扫描电镜检查。联合培养7天的10%CHA+BMSCs细胞复合物,埋植入自体皮下,以单纯10%CHA为对照(n=4),分别观察6、12周取出做大体、组织学观察。结果 BMSCs与10%CHA联合培养1、3、7天,扫描电镜显示细胞能在10%CHA很好地黏附生长。皮下回植6周,10%CHA/BMSCs细胞复合物组可见大量骨组织形成,单纯10%CHA组未见骨组织生成;12周时,细胞组骨组织较6周时明显增多,单纯10%CHA组未见骨组织生成。     

成骨诱导:兔骨髓间充质干细胞的形态和功能特征

目的 探讨体外成骨诱导的兔骨髓间充质干细胞(MSCs)的形态和功能特征，为骨组织工程中种子细胞的研究提供依据。方法 选用生长状态良好的传l代的兔MSCs，在体外进行成骨活性诱导，并进行形态学观察和碱性磷酸酶、骨钙紊等功能性指标的检测。结果 体外成骨诱导的兔骨髓间充质干细胞从诱导的第2周即开始表达成骨细胞的活性，到第4周趋于成熟，此过程中性态和功能均具有一定的阶段性。结论 经过体外成骨诱导的兔MSCs表现出典型的成骨细胞阶段性形态特征和功能特征，可以作为骨组织工程的种子细胞。     

补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的研究不同浓度的补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)成骨分化的影响,为临床应用补骨脂素治疗骨质疏松症提供理论依据。方法选取8周龄健康雄性SD大鼠,取双侧股骨、胫骨,对大鼠的BMMSCs进行分离、原代培养和细胞表型鉴定。取第3代大鼠BMMSCs,体外利用成骨诱导培养基进行不同浓度补骨脂素的药物诱导,MTT法检测不同浓度的补骨脂素对大鼠BMMSCs生长的影响;通过碱性磷酸酶(ALP)活性测定、Western blot法和茜素红染色方法评价不同浓度补骨脂素对大鼠BMMSCs成骨分化能力。结果第3代大鼠BMMSCs表面抗原符合干细胞鉴定标准,成骨诱导后给予15μmol/L补骨脂素对大鼠BMMSCs的增殖作用最佳,ALP活性、Runx-2表达和钙化结节数目均明显高于经典成骨诱导组、5μmol/L和10μmol/L和20μmol/L补骨脂素组。结论15μmol/L补骨脂素成骨诱导促进BMMSCs向成骨分化,从而起到防治骨质疏松的作用。     

肥胖小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:骨髓间充质干细胞分化受到多种因素的影响,肥胖小鼠骨髓间充质干细胞具有更佳的成骨分化能力。目的:探究正常饮食小鼠与高脂饮食诱导的肥胖小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的差异。方法:将4-6周龄Balb/c小鼠随机分为正常饮食组和高脂饮食组,饲养20周后,通过全骨髓培养法得到骨髓间充质干细胞,成骨诱导7 d后进行碱性磷酸酶染色以及qRT-PCR检测成骨相关基因的表达,成骨诱导14 d后进行茜素红染色。高脂饲养20周后,Micro-CT分析股骨骨量的变化,小鼠股骨切片进行苏木精-伊红染色。结果与结论:(1)与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食饲养20周后小鼠体质量显著增加;(2)与正常饮食组小鼠骨髓间充质干细胞相比,高脂饮食组小鼠骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶阳性表达和钙结节数目显著增加,成骨相关基因碱性磷酸酶、骨桥蛋白和RUNT相关转录因子2表达水平升高;(3)Micro-CT重建和骨形态参数量化结果显示,与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食组小鼠骨量显著增加,其中骨密度、骨体积分数、骨面积与骨体积比值、骨小梁厚度和骨小梁数目均显著增加,而骨小梁分离度显著减小,苏木精-伊红染色显示高脂饮食组小鼠股骨内含...     

中药诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：某些中药可以诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化。骨髓间质干细胞向成骨分化的潜能,与中药治疗骨质疏松症、骨折、骨坏死、骨缺损等骨相关疾病有着理论上的相通性。 目的：了解中药诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的发展现状,为进一步的研究奠定基础。 方法：由第一作者检索2000-01/2010-06中国期刊全文数据库(CNKI)(http://www.cnki.net/)及Pubmed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)。中文检索词为“中药,骨髓间充质干细胞,成骨分化”。英文检索词为“chinese herb, mesenchymal stem cells, osteogenic differentiation”。文献检索语种限定为中文和英文,纳入中药单体、单味中药、中药复方等及其含药血清在体内或体外对人或动物骨髓间充质干细胞成骨分化作用的研究文献,排除重复研究。 结果与结论：共纳入32篇文献,有关骨髓间充质干细胞研究背景的文献2篇;有关单味中药的文献5篇,其中补肾药4篇,补气药1篇;有关中药复方的文献10篇,其中补肾方6篇,补肾活血方4篇;有关中药有效组分的文献15篇。补肾、补气及活血类中药可以诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,但以补肾类中药为主,在一定程度上阐释了“肾主骨”理论的科学内涵,并为体外大量扩增骨髓间充质干细胞、促成骨分化及组织工程骨提供了更多的种子细胞来源。     

成骨诱导的大鼠骨髓间充质干细胞与不同比例的β-TCP/PLLA支架材料复合的研究

种子细胞、支架材料及二者的相互作用是骨组织工程需要解决的三大问题。骨髓间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）是一种很有潜力的种子细胞，但挑选什么样的MSCs作为种子细胞目前研究尚少；而材料方面，研制力学性能和生物相容性均好的可降解多孔支架材料一直是研究者努力的方向。为了挑选处于最佳时期的种子细胞以及最适比例的pTCP／PLLA多孔支架材料，我们观察并检测了大鼠MSCs（rMSCs）成骨诱导后不同时期细胞的形态及功能，发现rMSCs成骨诱导后10d左右开始进入增殖期，14d左右进入基质合成期，20d左右进入矿化结节期（但三者不是截然分开的），从而根据实验目的挑选出能作为骨组织工程用的最佳细胞。将该时期的种子细胞与不同比例的pTCP／PLLA多孔支架材料复合后．通过荧光显微镜、扫描电镜以及MTT等方法初步比较了不同比例的材料对细胞生长状况的影响，结果显示不同比例的材料均具有一定的生物相容性，细胞生长良好。但以pTCP／PLLA=2：1的材料最好，对细胞的生长影响最小。     

骨髓间充质干细胞诱导成骨的研究进展

骨髓间充质干细胞因其具有自我复制和多向分化潜能而成为目前骨组织工程领域研究的重点之一。对这方面近几年的研究成果从诱导因子的作用及调控机制、物理条件、新的研究方法等方面做了简要论述。     

骨髓间充质干细胞联合3D生物打印技术治疗骨缺损的研究进展

骨缺损一直以来都是临床治疗中的难题,目前主要是行自体骨或人工骨移植治疗。但自体骨取骨的损伤和人工骨资源有限且价格昂贵使得骨移植手术在临床广泛应用受到限制。近年来国内外学者对骨髓间充质干细胞诱导分化成骨的研究愈加重视,对其分离提取和定向分化的研究取得了长足的进步。骨髓间充质干细胞可向成骨细胞、软骨细胞等分化且不存在排斥反应及伦理问题,其结合3D生物打印技术修复骨缺损具有精准化和可控性的优势,是一种极具潜力和应用前景的新型骨缺损修复技术。文章对骨髓间充质干细胞的生物学特性、成骨诱导及结合载体支架治疗骨缺损的研究进行阐述,为今后在骨缺损的临床治疗中提供理论依据。     

褪黑素预处理的骨髓间充质干细胞外泌体促进骨髓间充质干细胞成骨

背景:骨质疏松是一种以骨量减少、骨微结构改变为主要特征的全身性代谢疾病,现有的药物治疗效果有限且不良反应明显,而骨髓间充质干细胞来源外泌体因其非免疫原性等优势,有望成为治疗骨质疏松的新方法.目的:探讨褪黑素预处理骨髓间充质干细胞后提取的外泌体对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及作用机制,分析其作为无细胞方式促进成骨治疗骨...     

3种组织来源的间充质干细胞体外成骨能力的比较

目的比较成人骨髓间充质干细胞(BMSCs)、人脐带间充质干细胞(UC-MSCs)和人胎盘间充质干细胞(P-MSCs)的成骨能力。方法用含10%胎牛血清的DMEM/Ham's F-12培养液培养3种MSCs,CCK8法检测增殖能力,流式细胞仪鉴定3种细胞。碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色观察细胞经成骨诱导后成骨分化蛋白-ALP的分泌和矿化钙结节的沉积。实时荧光定量PCR(RT-q PCR)法检测MSCs骨再生相关基因的表达。Western blot方法检测MSCs成骨再生相关基因的蛋白表达。结果 MSCs在第3天进入对数增殖期。3种细胞的表面标志物阳性率:CD44、CD90和CD105均高于98%。3种MSCs成骨诱导9 d时,3种MSCs的实验组均表达大量成骨分化蛋白-ALP,成骨诱导18 d时3种MSCs均呈现较好的矿化能力;3种MSCs成骨诱导9 d时,实验组RUNX2和ALP基因显著性高表达(P0.05),成骨诱导18 d时,实验组RUNX2和骨钙素(OCN)亦显著性高表达(P0.05);3种MSCs成骨诱导9 d时,实验组均检测到RUNX2和ALP的蛋白表达;成骨诱导18 d时,实验组细胞亦检测到RUNX2和OCN的蛋白表达。结论 UC-MSCs和P-MSCs具有良好的成骨分化能力,有望作为骨组织工程的种子细胞用于治疗骨缺损。     

骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石支架材料的体外相容性研究

目的　探讨兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)与纳米羟基磷灰石(nano-HA)支架材料的相容性,进一步验证nano-HA材料作为骨组织工程支架材料的可行性。 方法　将rBMSCs与nano-HA支架材料在体外复合培养,通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞与材料的复合情况,用MTT法、碱性磷酸酶活性检测法检测材料对细胞增殖、分化的影响。 结果　rBMSCs可以在nano-HA支架材料表面及孔隙中良好的黏附、迁移、增殖和分化,复合培养5 d后nano-HA支架材料对rBMSCs的增殖分化表现出一定的促进作用。 结论　rBMSCs与nano-HA支架材料具有良好的生物相容性, nano-HA支架材料可以作为rBMSCs良好的载体。     

雌激素剂量依赖性促进小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：绝经后骨质疏松的发病与雌激素水平的下降关系密切。 目的：观察不同浓度雌激素对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的影响,及其与微小RNA-26a的关系。 方法：取小鼠股骨与胫骨骨髓,全骨髓贴壁法获得并纯化骨髓间充质干细胞,分别以0,10-10,10-9,10-8,10-7,10-6 mol/L的雌二醇对其成骨诱导过程进行干预。 结果与结论：雌二醇对骨髓间充质干细胞的增殖能力影响不明显,但可明显提高其成骨能力;同时雌二醇可促进骨髓间充质干细胞成骨基因RUNX2,OCN mRNA及RUNX2,SP7蛋白的表达,以10-9 mol/L雌二醇的作用最明显,但10-9 mol/L雌二醇促进微小RNA-26a mRNA表达的能力最弱。说明雌二醇可剂量依赖性促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,微小RNA-26a可能在此过程中发挥作用。关键词：微小RNA-26a;雌激素;骨髓间充质干细胞;成骨分化;小鼠 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.19.003     

丙戊酸促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：丙戊酸作为一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂,具有促进细胞成骨分化的能力,但相关机制尚不明确。目的：探讨丙戊酸对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的作用及机制。方法：从SD大鼠中分离提取骨髓间充质干细胞,流式细胞仪进行鉴定;CCK-8检测不同浓度丙戊酸对大鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响,以确定丙戊酸的使用浓度;然后加入丙戊酸和成骨培养基对大鼠骨髓间充质干细胞成骨诱导分化,在成骨诱导培养第7天进行碱性磷酸酶染色以及第21天进行茜素红染色;成骨诱导培养第3,7天进行q RT-PCR检测成骨相关基因及EZH2的表达;成骨诱导培养第5天进行Western blot检测Runt相关转录因子2、EZH2和H3K27me3相关蛋白的表达。结果与结论：（1）CCK-8细胞增殖实验显示,随着丙戊酸浓度的增加,骨髓间充质干细胞增殖受到显著抑制;（2）碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,丙戊酸能提高细胞碱性磷酸酶的表达,增强骨矿化能力;（3）q RT-PCR结果显示,丙戊酸可提高成骨相关基因的表达,降低EZH2基因的表达;（4）Westernblot结果显示,丙戊酸使Runt相关转录因子2蛋白表达增强,EZH2和H3...