洛伐他汀对尾悬吊大鼠骨量及其骨髓基质干细胞增殖、分化的影响

背景：诸多临床和基础研究均发现他汀类药物具有成骨潜能,但未能完全证实他汀类药物促骨形成的作用。目的：观察洛伐他汀体内给药对尾悬吊大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖﹑分化的影响,并探讨洛伐他汀防治失重型骨质疏松的作用潜能。方法：18只雄性SD大鼠随机均分成对照组、尾悬吊组和悬吊给药组。对照组和尾悬吊组每天蒸馏水灌胃;悬吊给药组每天20mg/kg洛伐他汀灌胃;两悬吊组大鼠后肢离地进行尾部悬吊,4周后处死所有大鼠。结果与结论：与对照组比较,两悬吊组股骨各段骨密度、小梁相对体积、骨形态发生蛋白2mRNA表达水平明显降低;骨小梁分离度、骨吸收周长百分数、破骨细胞数、类骨质周长百分数、碱性磷酸酶活性比及碱性磷酸酶mRNA表达水平显著增高;细胞增殖能力各组间差异无显著性意义。说明尾悬吊4周可导致大鼠骨量丢失;洛伐他汀体内给药不能阻止尾悬吊大鼠股骨骨量丢失,给药早期骨髓基质干细胞向成骨分化能力更强。     

辛伐他汀体内给药对大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖分化的影响

背景：辛伐他汀对正常大鼠骨代谢及骨髓基质干细胞增殖分化影响的报道目前不多。目的：观察辛伐他汀体内给药对大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖、分化的影响,及其在此过程中Smad1,2,7mRNA表达水平的变化。方法：16只6周龄雌性SD大鼠按体质量随机均分成2组,对照组每天灌胃蒸馏水,实验组灌胃辛伐他汀20mg/（kgd）,持续9周。于最后一次灌胃的第2天取左侧股骨行骨密度和骨组织形态计量学测定;取右侧股骨和胫骨骨髓基质细胞向成骨方向诱导培养,并采用CCK-8法检测定向成骨分化中的骨髓基质干细胞的增殖能力;细胞培养第16,28天检测碱性磷酸酶比活性、碱性磷酸酶染色阳性细胞比;细胞培养第21天,提取总RNA,采用Real-timeRT-PCR检测Smad1,2,的mRNA表达。结果与结论：辛伐他汀体内给药干预9周后,大鼠骨量和骨密度无显著变化,体外培养骨髓基质干细胞所有检测基因mRNA水平、细胞增殖能力、细胞外基质矿化能力、碱性磷酸酶比活性、碱性磷酸酶染色阳性细胞比两组间差异均无显著性意义（P〉0.05）。结果显示20mg/（kgd）辛伐他汀体内给药9周对大鼠骨量及骨髓基质干细胞的增殖和分化及Smad1,2,7的表达无显著作用。     

辛伐他汀体内给药对大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖分化的影响

背景:辛伐他汀对正常大鼠骨代谢及骨髓基质干细胞增殖分化影响的报道目前不多.目的:观察辛伐他汀体内给药对大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖、分化的影响,及其在此过程中Smad1,2,7 mRNA表达水平的变化.方法:16只6周龄雌性SD大鼠按体质量随机均分成2组,对照组每天灌胃蒸馏水,实验组灌胃辛伐他汀20 mg/(kg·d),持续9周.于最后一次灌胃的第2天取左侧股骨行骨密度和骨组织形态计量学测定;取右侧股骨和胫骨骨髓基质细胞向成骨方向诱导培养,并采用CCK-8法检测定向成骨分化中的骨髓基质干细胞的增殖能力;细胞培养第16,28天检测碱性磷酸酶比活性、碱性磷酸酶染色阳性细胞比;细胞培养第21天,提取总RNA,采用Real-time RT-PCR检测Smad1,2,7的mRNA表达.结果与结论:辛伐他汀体内给药干预9周后,大鼠骨量和骨密度无显著变化,体外培养骨髓基质干细胞所有检测基因mRNA水平、细胞增殖能力、细胞外基质矿化能力、碱性磷酸酶比活性、碱性磷酸酶染色阳性细胞比两组间差异均无显著性意义 (P > 0.05).结果显示20 mg/(kg·d)辛伐他汀体内给药9周对大鼠骨量及骨髓基质干细胞的增殖和分化及Smad1,2,7的表达无显著作用.     

老年人股骨近端骨髓基质干细胞成骨分化功能的研究

目的：通过对来自干全髋置换术中的股骨近端骨髓基质干细胞生物特性尤其是成骨分化潜能的研究，以期为将其应用于骨、软骨损伤修复和老年人骨关节疾患发病机理的研究提供细胞生物学依据。方法：运用 Ficoll密度梯度离心分离得到骨髓基质干细胞。分别在含10％FBS的LG—DMEM和含10％FBS的DMEM（10^-8M地塞米松，50μg／ml维生素C，10mMβ-甘油磷酸钠）中培养。用Von Kossa染色、四环素荧光染色证实特征性骨结节的形成，用ALP染色来区分MSC中向成骨细胞分化的细胞，收集处于不同分化时期的细胞和上清液，应用PNPP法测定碱性磷酸酶活性、放免法检测骨钙素活性，RT—PCR检测骨髓基质干细胞向成骨细胞和脂肪细胞分化的基因的表达情况。结果：股骨近端来源的骨髓基质干细胞增殖迅速，在成骨诱导液中表现出更强的成骨分化能力。培养至13天时，ALP染色强阳性；普通培养液中培养至35天时，相差显微镜下可见细胞结节形成，继续培养则形成肉眼可见结节，直径达1mm。经Van Kossa染色、四环素荧光标记进一步证实为钙盐沉积、特征性骨结节。随着细胞诱导时间的延长，碱性磷酸酶活性逐渐增强，至12天时活性最大；骨钙素活性也是逐渐增强，至15天时最大。骨髓基质干细胞在诱导条件下，成骨细胞和脂肪细胞的特异性基因在mRNA水平没有明显随着诱导时间变化。结论：股骨近端来源的骨髓基质干细胞取材方便、在体外培养增殖迅速，在地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠诱导下细胞向成骨细胞的分化能力增强，和正常成人髂骨来源的骨髓基质干细胞成骨分化时相一致。为股骨近端骨髓基质干细胞的进一步应用提供了细胞生物学依据。     

仙灵骨葆对骨质疏松大鼠骨量及骨髓基质干细胞成骨分化的影响

背景：双侧卵巢切除可造成大鼠骨量丢失,仙灵骨葆作为传统中药具有一定的促进骨形成作用。目的：观察仙灵骨葆体内给药对骨质疏松火鼠骨量及骨髓摧质干细胞成骨分化能力以及相关因子表达的影响。方法：3月龄雌性SD大鼠24只随机数字表法均分为3组,卵巢切除组和仙灵骨葆组行卵巢切除,造模6周后仙灵骨葆组给予仙灵骨葆250mg／（kg·d）,干预8剧：正常对照组不予干预。结果与结论：卵巢切除组L2-L4椎体骨密度妊著低于其他两组,仙灵骨葆组仍显著低于正常对照组（P〈0．05）;卵巢切除组血清骨钙素、骨髓基质干细胞的骨形态发生蛋白2、骨钙素mRNA水平均低于其他两组（Pc0．05）。细胞外基质矿化能力亦明履低于正常对照组和仙灵骨葆组。提示大鼠去势14周后骨量丢失显著,仙灵骨葆可部分阻止其骨量丢失,其作用机制可能与促进大鼠骨髓綦质干细胞的成骨分化有关。     

尾悬吊大鼠骨髓基质干细胞体外分化能力及相关因子的表达

背景:尾悬吊模拟失重可造成骨丢失,骨髓基质干细胞增殖能力与分化方向也直接影响着骨髓腔内细胞水平骨代谢的平衡并最终改变骨的质量。目的:观察尾悬吊大鼠骨髓基质干细胞体外向成骨细胞和脂肪细胞分化的能力及相关因子的表达。方法:SD大鼠随机分为正常对照组、尾悬吊组。取大鼠骨髓细胞体外培养,传1代后分别向成骨细胞和脂肪细胞两个方向诱导分化,成骨组第16天行碱性磷酸酶染色,第28天检测细胞外基质矿化能力,real-timePCR法检测第28天骨形态发生蛋白2mRNA的表达,成脂组第21天检测脂蛋白酯酶的比活性及mRNA的表达,第30天油红O法检测脂滴形成能力。结果及结论:尾悬吊组大鼠骨髓基质干细胞成骨分化早期碱性磷酸酶阳性细胞表达率显著高于对照组,但分化晚期骨形态发生蛋白2mRNA的表达水平及细胞外基质矿化能力较对照组显著降低;尾悬吊大鼠骨髓基质干细胞成脂分化过程中脂蛋白酯酶的表达、比活性及脂滴形成能力均显著高于对照组。说明尾悬吊可潜在刺激骨髓基质干细胞早期成骨分化能力,但显著抑制其矿化能力,从而抑制成骨,其机制可能与抑制骨形态发生蛋白2的表达有关;可显著促进骨髓基质干细胞向脂肪细胞分化。尾悬吊造成大鼠骨量的丢失可能与其对骨髓基质干细胞分化方向的影响有关。     

荧光活性染料Dil标记的大鼠骨髓基质干细胞生长增殖及其成骨分化

背景:目前关于骨髓基质干细胞的标记报道较多,各有其优缺点,寻找一种有效、简便的细胞标记与示踪的方法尤为关键.目的:观察经荧光活性染料Dil标记的大鼠骨髓基质干细胞生长增殖与成骨分化情况.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2008-09/12在南方医科大学组织工程研究中心完成.材料:SD大鼠10只,由南方医科大学实验动物中心提供.Dil应用液为美国Molecular Probe Inc公司产品.方法:全骨髓法体外分离培养大鼠骨髓基质干细胞,取传至第3代细胞,加入无血清的DMEM制成细胞悬液,再加入1×109L-1的Dil应用液5 μL,37℃下孵育25 min,清洗离心后,加入DMEM高糖完全培养基,荧光显微镜观察细胞荧光强度及形态变化.另取传至第3代细胞,加入含地塞米松、维生素C、β-磷酸甘钠、体积分数为10%胎牛血清的成骨诱导剂进行诱导分化.主要观察指标:Dil标记后细胞形态变化,XTT比色法测定细胞增殖状况,细胞上清液中乳酸脱氢酶活性,成骨诱导后细胞碱性磷酸酶活性及成骨分化能力.结果:锥虫蓝染色见骨髓基质干细胞活力好,仅偶见蓝染细胞,荧光显微镜下Dil标记后全部细胞的胞浆、胞膜均显红色荧光,标记的骨髓基质干细胞呈梭形,胞浆丰富,保持了良好的正常形态,Dil标记阳性率为100%,标记早期细胞形态呈荧光环状,48 h后细胞中荧光颗粒增多,荧光增强,细胞核未染荧光.与未标记细胞比较,Dil标记的骨髓基质干细胞增殖吸光度、培养上清液乳酸脱氢酶活性、碱性磷酸酶活性均无明显变化(P>0.05).成骨诱导7 d后,钙钴法染色两组骨髓基质干细胞均见不同程度的胞质呈棕黑色改变.结论:Dil能有效标记体外培养的骨髓基质干细胞,并在细胞内稳定表达,且标记细胞形态良好,对活体细胞无毒性作用;此外,Dil标记不影响骨髓基质干细胞的生长、增殖及成骨分化能力.     

辛伐他汀对幼鼠骨发育及骨髓基质干细胞成骨分化的影响

背景:辛伐他汀作为常用降脂类药物,表现出一定的促成骨分化和骨形成作用,但目前的研究结果尚有争论,尤其对幼鼠骨发育的影响并无报道.目的:课题创新性设计观察辛伐他汀对幼鼠骨小梁骨形成相关因子表达以及骨髓基质干细胞成骨分化的影响.方法:1周龄雄性SD大鼠20只,随机分为实验组和对照组,每组10只.实验组皮下注射辛伐他汀[5 mg/(kg·d)]2周,对照组给与安慰剂2周.采用免疫组织化学方法检测胫骨上端骨小梁成骨相关因子骨形态发生蛋白2、基质金属蛋白酶13、血管内皮生长因子等因子的表达情况;取双侧股骨骨髓基质干细胞向成骨方向诱导培养.培养14 d分别进行碱性磷酸酶染色,21 d采用Real-time PCR法检测骨形态发生蛋白2、RUNX2、Osterix、MSX2、DLX3、DLX5等成骨过程中相关因子mRNA的表达,28 d进行von Kossa染色.结果与结论:①实验组和对照组胫骨上端骨小梁骨形态发生蛋白2、基质金属蛋白酶13、血管内皮生长因子等因子的表达差异无显著性意义.②两组碱性磷酸酶染色阳性细胞(胞浆蓝黑色)比例均在30％左右,差异无显著性意义(P＞0．05).③骨髓基质干细胞向成骨细胞诱导分化过程中相关因子骨形态发生蛋白2、RUNX2、Osterix、DLX3、DLX5、MSX2 mRNA表达水平差异无显著性意义.④von Kossa染色可见大小不等染为棕黑色的钙化点,其大小和密度两组比较差异无显著性意义.结果表明,皮下注射辛伐他汀[5 mg/(kg·d)]2周不能显著影响幼鼠骨小梁骨形成相关因子表达以及骨髓基质干细胞成骨分化.     

仙灵骨葆对尾悬吊拟失重大鼠骨量丢失的抑制

背景:以淫羊藿苷为主要成分的中药制剂仙灵骨葆具有促进骨形成的作用。目的:观察仙灵骨葆对尾悬吊拟失重大鼠骨量丢失的抑制作用及机制。方法:将SD大鼠随机分为正常对照组、拟失重组、仙灵骨葆组,后两组大鼠采用尾悬吊法模拟失重,仙灵骨葆组悬吊同时灌胃给予仙灵骨葆250mg/(kgd),拟失重组悬吊同时灌胃给予双蒸水,4周后取右侧股骨行骨密度、三点弯曲生物力学及骨组织形态计量学检测。结果与结论:正常对照组骨密度、胫骨近端骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量、生物力学最大载荷显著高于拟失重组、仙灵骨葆组(P<0.05)。仙灵骨葆组胫骨远端1/4骨密度、胫骨近端骨小梁相对体积显著高于拟失重组(P<0.05),生物力学最大载荷也高于拟失重组,但差异无显著性意义。说明仙灵骨葆灌胃干预可促进松质骨的骨形成,部分阻止拟失重大鼠骨量的丢失。     

荧光活性染料DiI标记的大鼠骨髓基质干细胞生长增殖及其成骨分化

背景：目前关于骨髓基质干细胞的标记报道较多,各有其优缺点,寻找一种有效、简便的细胞标记与示踪的方法尤为关键。目的：观察经荧光活性染料DiI标记的大鼠骨髓基质干细胞生长增殖与成骨分化情况。设计、时间及地点：细胞学体外观察,于2008-09/12在南方医科大学组织工程研究中心完成。材料：SD大鼠10只,由南方医科大学实验动物中心提供。DiI应用液为美国Molecular ProbeInc公司产品。方法：全骨髓法体外分离培养大鼠骨髓基质干细胞,取传至第3代细胞,加入无血清的DMEM制成细胞悬液,再加入1×109L-1的DiI应用液5μL,37℃下孵育25min,清洗离心后,加入DMEM高糖完全培养基,荧光显微镜观察细胞荧光强度及形态变化。另取传至第3代细胞,加入含地塞米松、维生素C、β-磷酸甘钠、体积分数为10%胎牛血清的成骨诱导剂进行诱导分化。主要观察指标：DiI标记后细胞形态变化,XTT比色法测定细胞增殖状况,细胞上清液中乳酸脱氢酶活性,成骨诱导后细胞碱性磷酸酶活性及成骨分化能力。结果：锥虫蓝染色见骨髓基质干细胞活力好,仅偶见蓝染细胞,荧光显微镜下DiI标记后全部细胞的胞浆、胞膜均显红色荧光,标记的骨髓基质干细胞呈梭形,胞浆丰富,保持了良好的正常形态,DiI标记阳性率为100%,标记早期细胞形态呈荧光环状,48h后细胞中荧光颗粒增多,荧光增强,细胞核未染荧光。与未标记细胞比较,DiI标记的骨髓基质干细胞增殖吸光度、培养上清液乳酸脱氢酶活性、碱性磷酸酶活性均无明显变化（P〉0.05）。成骨诱导7d后,钙钴法染色两组骨髓基质干细胞均见不同程度的胞质呈棕黑色改变。结论：DiI能有效标记体外培养的骨髓基质干细胞,并在细胞内稳定表达,且标记细胞形态良好,对活体细胞无毒性作用;此外,DiI标记不影响骨髓基质干细胞的生长、增殖及成骨分化能力。     

大鼠骨髓基质干细胞定向分化为成骨细胞及体外增殖过程中地塞米松的抑制性干预

目的:地塞米松在体外诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化过程中起着关键性作用。验证骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的能力,观察成骨细胞分化早期地塞米松对骨髓基质干细胞体外增殖的抑制效果。方法:实验于2006-09/12在南方医科大学组织工程研究中心完成。①实验方法:取5周龄雄性SD大鼠10只,经颈椎脱位法处死后取股骨,去除双侧干骺端,用DMEM高糖完全培养基冲洗骨髓腔,收集骨髓细胞,离心后按(1～2)×107L-1密度接种,加入条件培养液(DMEM高糖完全培养基,体积分数为0.1的标准胎牛血清,50mg/L维生素C,10mmol/L的B-甘油磷酸钠,100U/mL青霉素、100U/mL链霉素)进行体外培养。分别于细胞传代培养后第0,2,4天向培养基中加入1μmol/L地塞米松1mL,并设立仅加入等量培养基的空白对照组。②实验评估:以2d为间隔,倒置显微镜下观察细胞生长情况。采用CellTiter96试剂盒各组细胞增殖情况。结果:①骨髓基质干细胞向成骨细胞的分化:原代培养中贴壁细胞多呈长梭形,少数呈小圆形或三角形。原代培养六七天后进行传代,多数细胞在加入地塞米松后逐渐呈均一的长梭形,随着时间延长呈叠形多层排列,细胞外基质明显增多,并逐渐形成多个小结样结构。空白对照组细胞形态欠均一,少数细胞呈多边形或三角形,细胞外基质明显少于地寒米松组,罕见小结样结构。传代后10～12d可达80%～90%致密层,细胞生长速度较原代细胞明显增快,至第10代细胞仍未出现衰老现象。②骨髓基质干细胞的增殖检测:与空白对照组比较,细胞传代培养后第0,2,4天加入地塞米松,干预处理8,10,12d时的细胞数量均明显下降(t=5.0445～11.3795,P均<0.01)。结论:①传代的骨髓基质干细胞经地塞米松处理后,细胞形态趋于成熟,生长速度加快,可定向分化为成骨细胞。②在向成骨细胞分化早期,地塞米松能够抑制骨髓基质干细胞的体外增殖。     

纳米级二氧化锆增韧羟基磷灰石生物复合陶瓷对兔骨髓基质干细胞增殖、分化的影响

背景：课题组拟对纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石生物陶瓷进行一些初步研究,主要集中在生物力学匹配性,化学稳定性,以及生物相容性实验,其中体外细胞培养实验具有可控性,可重复性,能很好地反映材料的生物相容性。目的：比较纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石、纯羟基磷灰石两种材料对兔骨髓基质干细胞增殖、分化的影响。方法：将骨髓基质干细胞置于含体积分数为20%胎牛血清的DMEM培养基中培养,传代后改用含β-甘油磷酸钠,地塞米松和维生素C的条件培养基培养。取传至第3代的成骨细胞,以1.0×108L-1浓度接种于放有材料块的细胞培养板中,培养第1~10天倒置相差显微镜观察细胞生长情况,绘制细胞生长曲线,并进行碱性磷酸酶活性检测。培养第6天的细胞和材料复合物用多聚甲醛固定进行扫描电镜观察。结果与结论：MTT法测得两种材料培养的细胞生长曲线无显著差异。复合培养的兔骨髓基质干细胞能够保持正常分泌碱性磷酸酶的功能。电镜照片也同样证实了两种材料表面均有细胞的附着。说明纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石、纯羟基磷灰石均不影响成骨细胞增长分化,具有优良的成骨细胞相容性。     

纳米级二氧化锆增韧羟基磷灰石生物复合陶瓷对兔骨髓基质干细胞增殖、分化的影响

背景:课题组拟对纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石生物陶瓷进行一些初步研究,主要集中在生物力学匹配性,化学稳定性,以及生物相容性实验,其中体外细胞培养实验具有可控性,可重复性,能很好地反映材料的生物相容性。目的:比较纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石、纯羟基磷灰石两种材料对兔骨髓基质干细胞增殖、分化的影响。方法:将骨髓基质干细胞置于含体积分数为20%胎牛血清的DMEM培养基中培养,传代后改用含β-甘油磷酸钠,地塞米松和维生素C的条件培养基培养。取传至第3代的成骨细胞,以1.0×108L-1浓度接种于放有材料块的细胞培养板中,培养第1~10天倒置相差显微镜观察细胞生长情况,绘制细胞生长曲线,并进行碱性磷酸酶活性检测。培养第6天的细胞和材料复合物用多聚甲醛固定进行扫描电镜观察。结果与结论:MTT法测得两种材料培养的细胞生长曲线无显著差异。复合培养的兔骨髓基质干细胞能够保持正常分泌碱性磷酸酶的功能。电镜照片也同样证实了两种材料表面均有细胞的附着。说明纳米级二氧化锆增韧的羟基磷灰石、纯羟基磷灰石均不影响成骨细胞增长分化,具有优良的成骨细胞相容性。     

低强度脉冲超声波对兔骨髓基质细胞增殖和分化的影响

背景:研究发现低强度脉冲超声波对骨折愈合具有明显的促进作用,但其机制尚不明确.目的:观察低强度脉冲超声波对体外分离培养的兔骨髓基质细胞增殖和分化的影响.设计、时间及地点:随机分组设计,对比观察,于2008-06/2009-01在解放军第四军医大学西京医院完成.材料:4周龄新西兰白兔2只,体质量0 8～1.0 kg,用于骨髓基质细胞的分离、培养.方法:将骨髓基质细胞以2×104个/孔的密度接种于6孔培养板中,采用辐射强度为30 mW/cm2的脉冲超声波作用于体外培养的兔骨髓基质细胞,根据低强度脉冲超声波每天作用时间分为4组:5 min/d组,10 min/d组,20 min/d组和空白对照组(无超声波处理).主要观察指标:原代及传代细胞形态变化;四甲基偶氮唑盐法检测低强度脉冲超声波作用1,3,7 d各组细胞吸光度的变化;作用3,7 d后各组骨髓基质细胞碱性磷酸酶活性的变化;作用7 d各组骨髓基质细胞分泌骨钙素水平的变化.结果:①原代骨髓基质细胞7 d后融合成片,多数细胞呈梭形或多角形;第3代细胞经低强度脉冲超声波处理后,各组细胞形态较空白对照组无明显变化.②四甲基偶氮唑盐检测,各组细胞吸光度值均随时间延长而增加;且各实验组不同时间点吸光度值均明显高于空白对照组(P<0.05).③与空白对照组相比,20 min/d组低强度脉冲超声波作用3,7 d后,单位质量骨髓基质细胞总蛋白碱性磷酸酶活性均显著升高(P<0.05),其他2组与空白对照组相比,差异无显著性意义(P>0.05).④与空白对照组相比,20 min/d组低强度脉冲超声波作用7 d时,骨髓基质细胞分泌骨钙素显著增加(P<0.05),而其他2组骨钙素的分泌量与空白对照组相比,差异无显著性意义(P>0.05).结论:低强度脉冲超声波能够显著促进兔骨髓基质细胞的增殖,其诱导分化作用与作用时间有关.