骨形态发生蛋白2及碱性成纤维生长因子2对大鼠骨髓间充质干细胞膜片增殖和成骨分化的影响

文题释义： 细胞膜片技术：是在体外接种培养高密度的细胞，使其相互融合生长至100%而形成的透明致密膜状物。该技术不需要胰酶消化即可收集细胞，因此保留了大量的胞外基质、细胞间连接以及细胞-基质连接等结构。目前细胞膜片技术已成为组织工程领域的研究热点，已被推广应用于牙周膜、角膜、心脏、软骨、食管等多种组织器官修复。 成骨细胞：主要由内外骨膜和间充质始祖细胞分化而来，在复杂的骨形成过程中发挥着主要的功能，承担着骨基质的合成、分泌和矿化。骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，能定向分化为成骨细胞，其成骨分化过程可受多种因素的影响，如细胞因子的调控、遗传因素和激素水平等。背景：现阶段骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2对骨髓间充质干细胞膜片增殖、成骨分化的影响和作用机制还尚未可知，如何将生长因子与组织工程细胞膜片技术相整合，最终将其用于骨缺损修复具有重要意义。 目的：探讨单独及联合应用骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2对骨髓间充质干细胞膜片增殖和成骨分化的影响。 方法：体外分离培养鉴定SD大鼠骨髓间充质干细胞并构建细胞膜片，选用不同质量浓度的骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2单独及联合诱导骨髓间充质干细胞膜片，CCK-8法结合碱性磷酸酶活性检测确定2种因子促进膜片增殖和成骨分化的最佳有效质量浓度；然后对骨髓间充质干细胞膜片进行成骨诱导，通过大体及显微镜观察、Vonkossa染色、茜素红染色、RT-PCR检测相关成骨标志物来评估诱导效果。 结果与结论：单独应用骨形态发生蛋白2可增强骨髓间充质干细胞膜片的碱性磷酸酶活性，最佳质量浓度为100 μg/L(P < 0.001)，单独应用碱性成纤维生长因子2能加速骨髓间充质干细胞膜片的增殖，最佳质量浓度为20 μg/L(P < 0.001)，而联合应用既可以促进膜片增殖又能提高其碱性磷酸酶活性(P < 0.001)；经成骨诱导后，4组膜片在形态学上无明显差异，均能诱导骨髓间充质干细胞膜片的成骨分化，其中联合组钙结节最明显(P < 0.001)，可显著促进膜片晚期成骨分化并抑制其早期成骨分化，具有明显的协同促进作用(P < 0.001)。结果表明，骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2联合应用时具有协同作用，既可以促进骨髓间充质干细胞膜片增殖，又能显著增强其成骨诱导能力。ORCID: 0000-0003-1918-579X(何惠宇) 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     

尿酸抑制人骨髓间充质干细胞的成脂分化

背景：研究表明一些药物可影响骨髓间充质干细胞的成骨、成脂诱导分化。 目的：观察尿酸对人骨髓间充质干细胞成脂分化的影响。 方法：全骨髓培养法体外分离培养人骨髓间充质干细胞,在成脂诱导条件下,分别加入0(对照组),0.1,0.2,0.4,0.8 mmol/L浓度尿酸,诱导14,21 d时行油红O染色,倒置显微镜下计数成脂细胞数量。 结果与结论：成脂诱导14 d后,含不同浓度尿酸的诱导组成脂细胞数量较对照组明显减少(P < 0.05),且随着尿酸浓度的增加,抑制成脂细胞生成的效果更为明显(P < 0.05);成脂诱导21 d后,尿酸对骨髓间充质干细胞成脂诱导分化的抑制作用较诱导14 d时更加明显(P < 0.05),同样随着尿酸浓度的增加,抑制作用更加明显(P < 0.05)。说明在体外尿酸能够抑制人骨髓间充质干细胞的成脂分化,并且存在一定的浓度依赖性和时间依赖性。     

膜联蛋白A1在兔骨髓间充质干细胞体外诱导成骨和成脂早期的表达

背景：骨髓间充质干细胞分化过程中膜联蛋白A1表达变化的研究报道各有不同看法。 目的：分析兔骨髓间充质干细胞在体外诱导成骨和成脂过程中膜联蛋白 A1基因的表达变化。 方法：应用全骨髓贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,分别加入含成骨诱导剂、成脂诱导剂及不添加任何诱导剂的培养基进行培养。 结果与结论：膜联蛋白A1基因在成骨诱导过程中与未诱导细胞相比有明显下调趋势,差异有显著性意义(P < 0.01),而在成脂诱导剂中则为上升(P < 0.01)。成骨诱导剂对细胞生长存在抑制作用并增加细胞凋亡(P < 0.01),而成脂诱导剂对细胞生长与凋亡作用较小(P > 0.05)。因此排除了诱导剂对细胞的作用之后,推测膜联蛋白A1基因可能与骨髓间充质干细胞体外向脂肪细胞分化存在一定关系,但尚不能肯定其在成骨分化中的作用。     

miR-302对脂肪间充质干细胞向成脂和成骨分化的调控

背景：间充质干细胞具有自我更新能力,在一定条件下能够分化为一定谱系的细胞,但很多机制至今未明。 目的：探究miR-302b对脂肪间充质干细胞向成脂和成骨分化的调控作用。 方法：miR-302模拟物转染作用于脂肪间充质干细胞进行成骨成脂诱导,对照组转染miR-302阴性对照模拟物miR-NC。采用碱性磷酸酶染色及活性分析、茜素红染色、油红O染色和萃取实验观察miR-302上调对脂肪间充质干细胞成骨和成脂分化的影响,以及Western blot检测miR-302上调后成骨分化转录因子Runx2和成骨早期标志物碱性磷酸酶在脂肪间充质干细胞中的表达。 结果与结论：①碱性磷酸酶沉淀物在miR-302过表达细胞中产生的量均明显少于对照组,进一步发现miR-302过表达实验组碱性磷酸酶活性明显低于对照组(P < 0.05)。②miR-302过表达明显抑制了矿物质沉积钙结节的形成,miR-302上调实验组橘红色的钙结节明显少于对照组。③miR-302过表达实验组油红O染色阳性的细胞数明显高于对照组,进一步表明实验组细胞萃取得到的油红O吸光度值明显上升(P < 0.05)。④成骨诱导第6天时成骨分化转录因子Runx2和成骨早期标志物碱性磷酸酶在miR-302过表达的细胞中都有不同程度的下降。⑤以上结果表明miR-302的上调能够抑制脂肪间充质干细胞的成骨分化,同时促进其向成脂分化。miR-302在间充质干细胞向成脂和成骨分化平衡发挥了双向调控作用。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     

三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化的影响

背景：骨髓间充质干细胞的功能紊乱是骨质疏松的重要病理机制,而适当力学刺激可促进骨生长、提高骨强度,同时也会使细胞分泌腺苷类物质,如三磷酸腺苷。 目的：探讨三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞成骨和成脂肪分化的影响及其相关机制。 方法：不同浓度(10,50,250 μmol/L)的三磷酸腺苷刺激骨髓间充质干细胞,通过RT-qPCR检测成骨和成脂肪相关基因表达、茜素红染色和油红O染色来评估三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化的影响。Western blot检测三磷酸腺苷刺激对ERK1/2通路激活的影响。 结果与结论：三磷酸腺苷促进骨髓间充质干细胞成骨相关基因的表达和钙沉积,抑制成脂肪相关基因表达和脂滴生成,但不影响细胞增殖,这些影响呈剂量依赖性。三磷酸腺苷可以激活ERK1/2通路,ERK1/2通路抑制剂U0126抑制了三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞的促成骨抑成脂效应。  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     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Hedgehog信号分子的表达

背景：Hedgehog信号通路是一个在胚胎阶段调控多种组织器官发育的重要信号通路,在成骨发育方面具有重要的作用。但Hedgehog信号分子在大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞过程中的作用尚未清楚。 目的：体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化,检测Hedgehog信号分子在成骨诱导分化过程中的变化。 方法：从大鼠骨髓中分离得到骨髓间充质干细胞,进行地塞米松成骨诱导,通过免疫组化方法鉴定成骨的情况,Western Blot方法检测 Hedgehog信号分子SHH和IHH在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达。 结果与结论：成功分离得到骨髓间充质干细胞,地塞米松诱导培养7,14,21 d 后,Ⅰ型胶原的表达量逐渐增加;在诱导成骨分化过程中,SHH蛋白表达升高,诱导组的表达明显高于未诱导组的表达(P < 0.05),而IHH蛋白的表达降低,诱导组的表达明显低于未诱导组的表达(P < 0.05)。结果提示,Hedgehog信号分子参与地塞米松诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的过程,且SHH和IHH在间充质干细胞诱导成骨过程中的作用有差异。     

沉默Hoxa9基因可促进胫骨骨折后的成骨分化及骨折愈合

文题释义：同源盒基因：是一类控制胚胎发育和调节细胞分化的高度保守基因。同源盒A9基因位于同源盒A簇的5’端,其异常高表达与包括白血病、骨折损伤等疾病相关。 骨髓间充质干细胞：间充质干细胞是骨髓基质干细胞,是人们在哺乳动物的骨髓基质中发现的一种具有分化形成骨、软骨、脂肪、神经及成肌细胞的多种分化潜能的细胞亚群。 背景：研究表明,Hoxa10基因受到miRNA的调节后与成骨分化存在一定的关联性,但有关Hoxa9在成骨分化和胫骨骨折愈合中的表达和功能尚未见报道。 目的：初步探讨Hoxa9对体外骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其体内模型的骨折损伤的治疗作用。方法：①体外实验：在成骨诱导培养基中培养小鼠骨髓间充质干细胞,分别进行Hoxa9基因被shHoxa9沉默或被MSCV-Hoxa9过表达处理;②体内实验：构建胫骨骨折模型大鼠,分别用Hoxa9和shHoxa9干预。结果与结论：①体外实验qRT-PCR及Western blot检测显示,Hoxa9的过表达能够明显抑制骨髓间充质干细胞的成骨分化(P < 0.05),细胞中成骨相关基因标记骨钙素、骨桥蛋白、Runx2和胶原蛋白Ⅰ的mRNA及蛋白均下调(P < 0.05),细胞中钙化结节的数量、成骨分化能力及碱性磷酸酶活性显著降低(P < 0.05),而沉默Hoxa9的表达可逆转上述现象;②体内实验组织学染色结果表明,经Hoxa9干预的大鼠组织中骨性损伤明显增加,未发现组织间胶原纤维和愈合损伤组织内的软骨,shHoxa9干预大鼠显示骨的大小和数量明显增加,检测到组织间胶原纤维和愈合损伤组织内的软骨;③体内实验qRT-PCR及Western blot检测发现, Hoxa9干预的大鼠骨折损伤组织中成骨相关基因标记骨钙素、骨桥蛋白、Runx2和胶原蛋白Ⅰ的mRNA及蛋白均下调(P < 0.05);而shHoxa9组大鼠骨折损伤组织中成骨相关基因标记骨钙素、骨桥蛋白、Runx2和胶原蛋白Ⅰ的mRNA及蛋白均上调(P < 0.05);④上述数据说明,沉默Hoxa9基因可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,进而促进骨折愈合。 ORCID: 0000-0002-1150-6184(张超) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

过表达P75神经生长因子受体负向调控骨髓间充质干细胞的成骨分化

文题释义： P75神经生长因子受体：即P75^NTR,神经生长因子的受体之一,以三聚体和单体的形式镶嵌于细胞表面,主要包含胞外区、跨膜区以及胞内区3个结构区域。低聚状态决定了其对细胞的主要调节功能,与配体结合后通过改变构象来进行信号传导,进而发挥调节细胞的作用。 成骨分化：多向分化干细胞向单能成骨细胞转变,并最终向骨组织发展的一系列生理过程称为成骨分化,对调节骨形成和骨再生具有重要意义,其成骨分化过程中,碱性磷酸酶的活力逐渐增加,细胞内或者胞外基质的钙等矿物质沉积,形成钙结节,骨钙素及Ⅰ型胶原蛋白表达增加。背景：P75^NTR广泛表达于神经组织及细胞中,并发挥着促进或抑制分化的双重作用;同时在骨折不愈合局部组织中也发现了P75^NTR存在着过表达,因此研究P75^NTR对骨髓间充质干细胞成骨分化的作用具有重要的意义,为临床上提高骨折不愈合修复的疗效提供重要靶点。 目的：观察P75^NTR过表达对大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导成骨分化的影响。 方法：选取SD大鼠双侧股骨,用全骨髓分离贴壁法提取大鼠骨髓间充质干细胞并进行体外传代培养;构建表达EGFP的P75^NTR过表达质粒GV358-P75^NTR,并用空慢病毒载体包装收集P75^NTR过表达慢病毒载体;选取体外培养至原代10 d的大鼠骨髓间充质干细胞,消化后种板,加入P75^NTR过表达慢病毒及相关感染试剂进行感染实验,感染7 d后用荧光显微镜观察绿色荧光蛋白的表达,Western blot检测P75^NTR蛋白的过表达情况;感染后用常规培养基培养7 d,更换成骨诱导分化培养基培养,诱导培养后第7,10,14天用酶标法定量检测碱性磷酸酶活力,诱导培养后第7,14天用茜素红染色观察矿化结节形成情况。 结果与结论：①P75^NTR过表达慢病毒感染骨髓间充质干细胞后能表达出绿色荧光蛋白(感染效率约90%),且P75^NTR蛋白表达量明显增多,与阴性病毒对照组比较差异有显著性意义(P < 0.05),过表达P75^NTR细胞模型构建成功;②与阴性病毒对照组及未转染组相比,P75^NTR过表达组细胞诱导分化后相应时间点的碱性磷酸酶活力明显降低,矿化结节形成减少,细胞聚集分布减弱,差异有显著性意义(P < 0.05);③结果表明,P75^NTR过表达负向调控了大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。局部组织中P75^NTR过表达抑制周围骨髓间充质干细胞成骨分化可能是骨缺损或骨折不愈合的重要因素。 ORCID: 0000-0001-6923-3177(朱伦井) 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     

黄连素在高糖环境下促进骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：糖尿病患者的口腔种植体骨结合率低下，失败率高，严重影响了生活质量，亟需有效手段改善糖尿病患者种植体骨结合以提高成功率。探究黄连素在高糖环境下对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及具体机制，将能为解决上述问题提供有效的理论支撑。目的：探讨天然提取物黄连素在高糖微环境下对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法：通过全骨髓贴壁法培养SD大鼠骨髓间充质干细胞。CCK-8法检测在高糖生理环境下添加不同浓度黄连素对骨髓间充质干细胞增殖的影响并筛选出最适黄连素浓度。通过碱性磷酸酶活性、茜素红染色以及PCR检测Runx2、Osx表达，判断黄连素在高糖环境下对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。为进一步探索作用机制，添加AMPK特异性抑制剂Dorsomorphin，使用DCFH-DA活性氧荧光探针检测活性氧水平，Western blot检测p-AMPK的表达。结果与结论：(1)10μmol/L为黄连素促进骨髓间充质干细胞增殖的最适浓度；(2)黄连素在高糖微环境下促进骨髓间充质干细胞矿化结节形成并提高碱性磷酸酶活性；(3)黄连素在高糖微环境下促进Runx2和OSx基因表达；(4)黄连素可有效抑制高糖环境下...     

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...     

敲除NIPBL基因可下调小鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化能力

文题释义： NIPBL基因：其编码的蛋白Delangin通过调控cohesin蛋白加载到DNA上,所以又名粘连蛋白加载因子(cohesin loading factor)。它还能调控多个基因的表达,也与基因修复有关。在研究德朗热综合征致病机制过程中,NIPBL基因最受人关注。 德朗热综合征：是以身材矮小、骨骼发育、智力低下和特殊面容为主要特征的遗传性疾病,患病率为1∶10 000- 1∶30 000,它的发病机制主要与7个基因(NIPBL、SMC1A、SMC3、BRD4、HDAC8、RAD21、ANKRD11)突变密切相关,确定NIPBL基因是否突变在德朗热综合征诊断中被作为首要检测指标。 背景：德朗热综合征是一种多系统发育缺陷的遗传性疾病,NIPBL是其主要致病基因。 目的：探讨NIPBL基因对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化能力的影响。 方法：采用NIPBL-Loxp小鼠与Cre小鼠构建NIPBL基因缺陷杂合子小鼠模型(NIPBL^+/-)并将其作为实验组,野生型(NIPBL^+/+)小鼠作为对照组,分离培养两组小鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代时采用CCK-8法比较两组细胞增殖能力,然后进行成骨诱导培养比较两组细胞成骨分化能力。 结果与结论：①实验组骨髓间充质干细胞的增殖能力低于对照组(P < 0.05);②成骨诱导第7天,实验组细胞碱性磷酸酶活力明显低于对照组(P < 0.05);③成骨诱导后,实验组Runx2、OCN基因及其蛋白的表达水平低于对照组(P < 0.05);④成骨诱导第21天,茜素红染色后倒置显微镜下观察对照组较实验组可见更多的红色钙结节;⑤结果提示,敲除NIPBL基因降低了骨髓间充质干细胞的增殖、成骨分化能力。 ORCID: 0000-0001-7493-4402(林明) 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     

不同因子影响骨髓间充质干细胞的多向分化

背景：在组织工程领域,关于骨髓间充质干细胞定向诱导分化的研究越来越多,但是细胞培养基中不同成分会对骨髓间充质干细胞的体外增殖分化产生影响。 目的：针对培养基中不同因子对骨髓间充质干细胞定向诱导分化的作用加以综述。 方法：第一作者应用计算机检索1998年1月至2012年4月Pubmed数据库及万方数据库。检索英文关键词为“bone marrow mesenchymal stromal cells, cell culture medium, differentiation”,中文关键词为“骨髓间充质干细胞,细胞培养,定向诱导分化”,纳入有关不同因子对骨髓间充质干细胞向成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞定向诱导分化作用的文献,排除重复研究。 结果与结论：计算机初检共得到184篇文献,根据纳入排除标准,对其中30篇文献进行综述。大体说来,骨髓间充质干细胞向成骨分化的主要因子有地塞米松、转化生长因子、维生素C、维生素D3、β-甘油磷酸钠及乙烯雌酚等;向软骨分化的主要因子有地塞米松、转化生长因子、维生素C、胰岛素样生长因子及成纤维细胞生长因子等;向脂肪细胞转化的主要因子有地塞米松、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、胰岛素和消炎痛等,但是其中一些因子的作用机制及不良反应还不明确,需要进一步的研究与验证。同时,骨髓间充质干细胞在骨髓中的含量较低,不同的分离方法会导致不同的分离率,因此如何选取一种分离率高的分离方法仍有待研究。     

酪蛋白激酶2相互作用蛋白1调控骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的成骨能力北大核心

背景:目前对酪蛋白激酶2相互作用蛋白1(casein kinase 2-interaction protein-1,CKIP-1)分子机制的体外研究主要集中在基因敲除小鼠来源成骨细胞或骨髓间充质干细胞,鲜见报道骨质疏松模型大鼠来源骨髓间充质干细胞中CKIP-1表达的研究。目的:探讨下调CKIP-1基因前后骨质疏松状态骨髓间充质干细胞成骨分化能力的变化。方法:用维甲酸诱导雌性SD大鼠骨质疏松模型,采用全骨髓贴壁法体外培养骨质疏松组、正常组大鼠骨髓间充质干细胞。成骨诱导后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色及实时定量RT-PCR检测骨桥蛋白、Runx2 mRNA的相对表达,实时定量RT-PCR检测成骨诱导过程中2组细胞中CKIP-1的动态表达;通过基因转染沉默CKIP-1基因,成骨诱导后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色及实时定量RT-PCR检测骨桥蛋白、Runx2 mRNA的相对表达。结果与结论:①与正常组相比,骨质疏松组骨髓间充质干细胞茜素红染色钙结节定量、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白、Runx2的mRNA水平降低(P<0.05),骨质疏松组骨髓间充质干细胞中CKIP-1基因动态表达水平总体偏高;②与未下调CKIP-1的骨质疏松组骨髓间充质干细胞相比,下调CKIP-1基因表达后,骨质疏松组骨髓间充质干细胞茜素红染色钙结节定量、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白、Runx2的mRNA水平明显升高(P<0.05);③结果表明,维甲酸诱导的骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞成骨能力降低,下调CKIP-1基因可以部分提高其成骨分化能力。     

动静态不同牵张条件下大鼠骨髓间充质干细胞的增殖与分化

背景：在体外和体内关于细胞对于不同的机械牵张反应的大量研究表明,牵张能够刺激成骨。然而鲜有文献报道不同的牵张方式对于同种细胞的影响有何不同。 目的：比较不同机械牵张方式对大鼠骨髓间充质干细胞的影响。 方法：分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,应用自行研制的牵张装置对骨髓间充质干细胞分别施加动态、静态和模拟临床的混合牵张牵张刺激,分别检测3种刺激方式下骨髓间充质干细胞的增殖能力、碱性磷酸酶活性及Runx2基因的mRNA表达,并测量细胞骨钙素的分泌情况。 结果与结论：静态牵张组与对照组相比,细胞增殖能力提高18.67%,碱性磷酸酶活性、Runx2表达及骨钙素分泌无明显差异;动态牵张组相对于对照组,细胞碱性磷酸酶活性提高60.33%, Runx2表达上升49.67%,细胞外骨钙素的分泌提高了48%,然而细胞增殖则受到了抑制;混合牵张组相对于对照组,细胞增殖能力稍有上升但无统计学差异,其对碱性磷酸酶活性、Runx2表达以及骨钙素的分泌有一定的促进作用,但没有动态牵张组明显。结果提示,静态牵张能够显著刺激骨髓间充质干细胞的增殖,而动态牵张对于刺激骨髓间充质干细胞成骨向分化作用更为明显,混合牵张方式对于细胞增殖及成骨分化均有一定的促进作用。     

M2型巨噬细胞外泌体诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化北大核心

背景:目前研究表明,M2型巨噬细胞能够促进成骨分化并呈网络状调控,外泌体可携带大量信息参与细胞间的信号传导,M2型巨噬细胞来源外泌体是否能促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,有待研究。目的:探究M2型巨噬细胞来源外泌体对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:培养鼠源性巨噬细胞系RAW264.7与鼠骨髓间充质细胞系CP-M131,培养至第3代,应用白细胞介素4诱导巨噬细胞极化为M2型巨噬细胞,从M2型巨噬细胞培养上清中提取外泌体,然后用终质量浓度为0,30,60,90 mg/L的外泌体与骨髓间充质干细胞共培养72 h后收集样本,以及60 mg/L M2型巨噬细胞来源外泌体与骨髓间充质干细胞共培养24,48,72 h后收集样本,Western blot检测骨髓间充质干细胞中成骨相关因子RUNX2和碱性磷酸酶蛋白表达,茜素红染色检测矿物质沉积情况。结果与结论:①成骨相关因子RUNX2及碱性磷酸酶的表达水平与巨噬细胞外泌体质量浓度密切相关,与空白对照组比较,60 mg/L外泌体组RUNX2、碱性磷酸酶表达明显升高(P<0.05),干预72 h RUNX2、碱性磷酸酶表达明显升高(P<0.05);②茜素红实验结果表明,与空白对照组比较,60 mg/L外泌体组钙结节含量较高(P<0.05),干预72 h钙结节含量较高(P<0.05);③结果表明,M2型巨噬细胞分泌的外泌体能够诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。     

芍药苷对骨髓间充质干细胞增殖的影响

背景：研究显示芍药苷具有补血及治疗自身免疫性疾病的功效,骨髓间充质干细胞对机体的造血及免疫功能也起着重要的作用,但芍药苷对骨髓间充质干细胞的增殖及细胞因子的分泌和表达有何影响报道较少。 目的：探讨芍药苷对人骨髓间充质干细胞增殖及白细胞介素6表达的影响。 方法：采用密度梯度离心法和贴壁培养法体外分离培养人骨髓间充质干细胞,用流式细胞术和成脂及成骨诱导法鉴定人骨髓间充质干细胞生物学特性,MTT法检测不同浓度芍药苷对人骨髓间充质干细胞增殖的影响,ELISA 法测定芍药苷干预人骨髓间充质干细胞后培养上清液中白细胞介素6的分泌水平,RT-PCR 检测芍药苷干预后白细胞介素6 mRNA的表达情况。 结果与结论：成功分离出骨髓间充质干细胞,具有成骨、成脂分化潜能。与对照组相比,芍药苷浓度为2 μmol/L和10 μmol/L可明显促进骨髓间充质干细胞增殖。10 μmol/L芍药苷干预骨髓间充质干细胞后,G₀/G₁期细胞比例显著降低,S期细胞比例显著升高。10 μmol/L芍药苷干预组骨髓间充质干细胞白细胞介素6的分泌和mRNA表达均显著高于对照组(P < 0.01)。由此得出,一定浓度的芍药苷可促进骨髓间充质干细胞增殖,并提高骨髓间充质干细胞分泌白细胞介素6水平和基因表达。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;组织工程全文链接：     

A Novel Semisynthetic Molecule Icaritin Stimulates Osteogenic Differentiation and Inhibits Adipogenesis of Mesenchymal Stem Cells

Background We previously reported that the constitutional flavonoid glycosides derived from herb Epimedium (EF, composed of seven flavonoid compounds with common nuclear stem) exerted beneficial effects on the bone, including promoting bone formation and inhibiting bone marrow fat deposition. Recent in vivo study showed that Icaritin was a common metabolite of these constitutional flavonoid glycosides, indicating that Icaritin is a bioactive compound. The present study was designed to investigate whether Icaritin could promote osteogenic differentiation and suppress adipogenic differentiation of marrow mesenchymal stem cells (MSCs).Methods Primary MSCs were harvested from adult mice and exposed to Icaritin to evaluate whether it could promote osteogenesis and suppress adipogenesis using the following assays: determination of alkaline phosphatase (ALP) activity and mineralization; mRNA expression of osteogenic differentiation marker Runx2; osteocalcin and bone sialoprotein (BSP) by RT-PCR; quantification of adipocyte-like cells by Oil Red O staining assay and mRNA expression for adipogenic differentiation markers peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ); adipocyte fatty acid binding protein (aP2) and lipoprotein lipase (LPL) by RT-PCR. For the underlying mechanism, glycogen synthase kinase-3beta (GSK3β) and β-catenin were also explored by western blotting.Results Icaritin promoted osteogenic differentiation and maturation of MSCs as indicated by increased mRNA expression for Runx2, osteocalcin and BSP, and enhanced ALP activity and mineralization; Icaritin inhibited adipogenic differentiation, as indicated by decreased mRNA expression for PPARγ, LPL, aP2, and suppressed formation of adipocyte-like cells; Icaritin inactivated GSK3β and suppressed PPARγ expression when promoting osteogenesis and suppressing adipogenesis of MSCs.Conclusion This was the first study demonstrating that the novel semisynthetic molecule Icaritin could stimulate osteogenic differentiation and inhibit adipogenesis of MSCs, which was associated with the suppression of GSK3β and PPARγ.     

豚鼠骨髓间充质干细胞的分离培养及成骨诱导

背景：利用骨髓间充质干细胞的取材灵活性及快捷性,对已掌握的培养技术及成骨诱导进一步探索性研究。 目的：通过建立豚鼠骨髓间充质干细胞的体外分离培养法,探讨豚鼠骨髓间充质干细胞表型特征以及多项分化潜能。 方法：利用贴壁培养法分离纯化豚鼠骨髓间充质干细胞,传代扩增,流式细胞分析检测细胞表面分子CD29、CD44、CD45的表达。分别采用成骨诱导培养液和成脂诱导培养液定向诱导骨髓间充质干细胞向脂肪细胞、成骨细胞分化。 结果与结论：原代分离的骨髓间充质干细胞在接种后96 h贴壁,细胞形态为椭圆形,多角形及短梭形,8 d时细胞呈长梭形并达到90%单层融合。经传代扩增,细胞进一步纯化,细胞形态为均一的长梭形并呈漩涡状排列,而且生长速率加快。流式细胞检测 CD29、CD44阳性率分别为95.7%和65.7%。不同诱导剂定向诱导后,经油红O、茜素红S、碱性磷酸酶染色、免疫组织化学Ι型胶原酶鉴定,P3代骨髓间充质干细胞分别向脂肪细胞及成骨细胞分化。结果表明,通过贴壁筛选方法,体外分离培养的豚鼠骨髓间充质干细胞具有很强的增殖能力,并保持稳定的表型特征及多向分化潜能。     

Klotho对大鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响

目的 探讨延缓衰老基因Klotho对骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖和分化的影响。 方法 体外条件下培养大鼠骨髓间充质干细胞,构建分泌型Klotho(sKL)过表达的BMSCs。Western blotting检测细胞及培养基中sKL的表达;MTT法检测细胞增殖能力;Western blotting检测衰老标志物P53、P21蛋白的表达。利用成骨诱导液定向诱导BMSCs向成骨细胞分化,应用碱性磷酸酶(ALP)染色鉴定成骨效果;利用成脂诱导液定向诱导BMSCs向脂肪细胞分化,应用油红O染色鉴定成脂效果。 结果 Western blotting结果显示,sKL组细胞和培养基中sKL蛋白表达显著上调（P<0.05）,P53、P21表达显著下调（P<0.05）;MTT结果显示,各组细胞吸光度值（A值）差别无显著性（P>0.05）,sKL组成骨及成脂能力明显强于对照组（P<0.05）。 结论 sKL增强了大鼠BMSCs的延缓衰老能力,对BMSCs的成骨分化和成脂分化产生一定的促进作用,而对BMSCs的增殖无显著影响。