FSHβ在BMP9诱导间充质干细胞成骨分化中的作用研究

目的探讨卵泡刺激素β亚基(follicle-stimulating hormoneβ-subunit,FSHβ)在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)成骨分化中的作用及可能的机制。方法利用细胞化学染色方法检测处理因素(重组腺病毒或γ促分泌酶抑制剂DAPT)作用于间充质干细胞5 d后细胞中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色的变化。通过实时定量PCR(quantitative real-time PCR,Q-PCR)检测BMP9 mRNA、FSHβmRNA和Notch信号通路靶基因(Hey1) mRNA的表达水平。利用茜素红S(alizarin red S,ARS)染色检测腺病毒感染间充质干细胞21 d后细胞中钙盐的沉积情况。结果 FSHβ处理组ALP表达较GFP对照组无明显改变,BMP9处理组ALP表达较GFP对照组明显增加,而BMP9与FSHβ联合处理组ALP表达较BMP9处理组显著增加。另外,BMP9处理组晚期成骨标志物钙盐结节、Notch信号靶基因Hey1 mRNA表达水平较GFP对照组显著增加(P0.01),而BMP9与FSHβ联合处理组较BMP9处理组表达显著增加(P0.01)。使用药物DAPT抑制Notch信号后,BMP9与DAPT联合处理组较BMP9单独处理组,ALP染色、Hey1 mRNA表达显著降低(P0.05);且BMP9+FSHβ+DAPT联合处理组较BMP9+FSHβ联合处理组ALP染色、Hey1 mRNA表达也显著降低(P0.05)。结论 FSHβ可增强BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化,Notch信号通路可能在其中发挥重要作用。     

基于OPG/RANKL/RANK信号通路探讨益肾健骨方防治绝经后骨质疏松的作用机制

目的 通过研究益肾健骨方对破骨细胞的影响，进一步揭示益肾健骨方对绝经后骨质疏松症的作用机制。方法 大鼠去双侧卵巢造模后分为实验组(去势+益肾健骨方灌胃)、模型组(去势+生理盐水灌胃)、假手术组(假手术+生理盐水灌胃)、阳性药物对照组(去势+阿仑膦酸钠灌胃)，提取各组BMSCs进行培养、传代后备用，同时分离刚出生不久的大鼠破骨前体细胞进行体外培养，将各组骨髓间充质干细胞与破骨前体细胞共培养构建共培养体系。观察破骨细胞分化与成熟情况，并采用Real-time PCR与Western blot检测骨髓间充质干细胞与破骨前体细胞共培养体系中Wnt10b、β-Catenin、OPG、RANKL的表达情况。结果 在共培养体系中模型+OC组Wnt10b、β-Catenin、OPG mRNA与蛋白表达最低，RANKL mRNA与蛋白表达最高，假手术+OC组表达最高，益肾健骨方与阳性对照物组处理后可提升Wnt10b、β-Catenin、OPG mRNA与蛋白的表达情况，且两组间比较差异无统计学意义。在共培养体系中模型+OC组RANKL mRNA与蛋白表达最高，假手术+OC组表达最低，益肾健骨方与阳性对照物组处理后可降低RANKL mRNA及蛋白的表达，且两组间比较差异无统计学意义。结论 益肾健骨方可通过调节BMSCs抑制破骨细胞的形成，提高骨质量，同时通过激活OPG/RANKL/RANK信号通路抑制破骨细胞的分化与成熟，影响骨代谢从而防治PMOP。     

锶可通过激活Notch信号通路促进脂肪来源干细胞成骨分化

目的探讨锶(strontium,Sr)促进脂肪来源干细胞成骨分化过程与Notch信号通路的关系。方法于2017年1~4月,对脂肪来源干细胞进行分离、提取、鉴定,行成骨诱导,按实验目的分组处理后,以酶标法检测成骨标记物碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,Western blot检测各组Notch信号通路相关蛋白Notch胞内结构域(notch intracellular domain,NICD)表达情况。结果 100μmol/L SrCL_2可增加ALP活性,上调NICD蛋白表达,当加入Notch通路抑制剂γ分泌酶抑制剂(DAPT)后,可抑制锶对NICD蛋白上调作用,拮抗锶对ALP活性的促进作用,削弱脂肪来源干细胞成骨分化能力。结论锶可通过激活Notch信号通路促进脂肪来源干细胞成骨分化。     

环指蛋白11调控Akt信号通路促进BMSCs成骨分化的机制研究北大核心CSCD

目的研究BMSCs成骨分化过程中环指蛋白11(ring finger protein 11,RNF11)对Akt信号通路的调节作用,为进一步阐明BMSCs成骨分化机制和用于临床治疗提供思路。方法从健康人体新鲜骨髓中分离培养BMSCs并传代,取第4代细胞经流式细胞术,成骨、成软骨和成脂诱导培养鉴定后用于实验。BMSCs成骨诱导分化培养0~14 d,通过茜素红染色和ALP染色检测其成骨分化程度,并用Western blot法检测RNF11蛋白表达。取第4代BMSCs,分为空白对照组(A组)、空载慢病毒(Lv-NC)组(B组)和敲低RNF11(Lv-ShRNF11)组(C组),成骨诱导分化培养0~14 d,采用Western blot检测RNF11蛋白表达,茜素红染色和ALP染色检测其成骨分化程度,14 d实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)检测BMSCs成骨标志物Runx2、骨钙素(osteocalcin,OCN)及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)的mRNA相对表达量;采用Western blot检测Akt、Smad1/5/8及β-catenin信号通路蛋白相对表达量,以磷酸化前后比值表示。为研究RNF11对Akt信号通路的影响机制,取第4代BMSCs分为Lv-NC转染组(A1组)、Lv-ShRNF11转染组(B1组)和添加Akt信号通路激活剂SC79的Lv-ShRNF11转染组(C1组),14 d时采用Western blot检测RNF11和Akt信号通路蛋白相对表达量,茜素红染色、ALP染色及qRT-PCR检测成骨相关指标。结果流式细胞术及成骨、成软骨和成脂诱导培养鉴定显示分离培养细胞为BMSCs。RNF11蛋白相对表达量随成骨分化时间延长而逐渐增加(P<0.05);下调RNF11后,茜素红和ALP染色示C组相较于A、B组BMSCs成骨分化程度降低,qRT-PCR检测示Runx2、OCN、OPN mRNA相对表达量减少(P<0.05)。随成骨分化时间延长,RNF11与Akt信号通路蛋白相对表达量均上升(P<0.05)。下调RNF11后,C组相较于A、B组,其Akt信号通路蛋白相对表达量显著降低(P<0.05),而对Smad1/5/8以及β-catenin信号通路蛋白相对表达量无明显影响(P>0.05)。B1、C1组相较于A1组,其RNF11蛋白相对表达量减少(P<0.05),B1组相较于A1、C1组,其Akt信号通路蛋白相对表达量降低(P<0.05);茜素红与ALP染色示C1组BMSCs成骨分化程度稍低于A1组(P>0.05),而明显高于B1组(P<0.05);qRT-PCR检测示C1组Runx2、OCN、OPN mRNA相对表达量稍低于A1组(P>0.05),而明显高于B1组(P<0.05)。结论RNF11通过正向调控Akt信号通路激活水平促进BMSCs向成骨细胞分化。RNF11可作为提高BMSCs修复骨缺损疗效以及治疗骨代谢病的潜在靶点。     

牵张应力调控Notch1信号通路促进大鼠BMSCs增殖和成骨分化

目的 探讨牵张应力调控Notch1促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的机制。方法 制备并鉴定大鼠BMSCs。细胞分组设置为：0%拉伸幅度组、0%+DAPT组、5%拉伸幅度组、5%+DAPT组。运用CCK-8法测定BMSCs增殖;采用碱性磷酸酶、茜素红和油红O染色法检测细胞成骨和成脂分化;通过Western bloting检测Notch1和Jagged1蛋白表达。结果 5%拉伸幅度牵张应力可显著提高BMSCs增殖、碱性磷酸酶表达及钙化结节形成,抑制BMSCs成脂分化(P<0.05或P<0.01),同时显著提高Notch1和Jagged1蛋白表达(P<0.01);DAPT可显著逆转牵张应力对BMSCs增殖、碱性磷酸酶表达、钙化结节形成、成脂分化及Notch1和Jagged1蛋白表达的影响(P<0.05或P<0.01)。结论 5%拉伸幅度的牵张应力促进了BMSCs增殖和成骨分化,Notch1信号通路可能是牵张应力促进BMSCs增殖和成骨分化的靶点。     

糖皮质激素影响间充质干细胞成骨分化的实验研究

目的探讨Notch信号通路在糖皮质激素影响间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)成骨分化过程中的作用。方法培养MSCs,给予糖皮质激素(glucocorticoids, GCs)处理,计算凋亡率,分析细胞凋亡情况;通过real-time PCR方法,检测细胞内Notch信号通路靶基因Hes1和成骨相关基因(ALP,Col1agen1)mRNA的表达;通过Western blot方法检测Notch信号通路靶基因Hes1和成骨相关基因蛋白的表达;应用茜素红染色,检测细胞内成骨钙化作用。结果 GCs处理后,凋亡细胞增加[(80±5.789)vs对照组(60±7.132),P0.05];MSCs成骨分化相关基因ALP、Collagen1mRNA和蛋白表达明显减低,与对照组相比,P0.05;茜素红染色显示GCs组染色强度与对照组相比显著降低(P0.05)。同时,Notch信号通路靶基因Hes1表达明显降低(与对照组相比,P0.05),Notch信号通路表达明显受到抑制。激活Notch信号通路,细胞凋亡百分率降低为72±2.169(与GCs组相比,P0.05);成骨分化基因ALP、Collagen1mRNA和蛋白表达都较GCs组有所提高(P0.05);茜素红染色显示GCs+JAG1组染色强度与GCs组相比明显提高(P0.05)。结论 GCs通过抑制Notch信号通路的表达,进而抑制MSCs的成骨分化。     

补肾强督方对强直性脊柱炎膜内成骨Wnt/β-catenin通路影响的实验研究

目的研究补肾强督方对BMSCs膜内成骨中Wnt通路的作用。{方法 BMSCs细胞分为空白对照组、西药对照组、补肾强督方低、中、高剂量组,进行膜内成骨诱导分化,ELISA法检测上清液ALP、BGP,Western blot和荧光定量PCR检测DKK-1和β-catenin蛋白和基因表达。结果补肾强督方含药血清对BMSCs能促进BMSCs成骨分化中DKK-1蛋白和mRNA表达,抑制β-catenin蛋白和mRNA表达,且呈剂量依赖性,但对成骨能力无影响。结论补肾强督方能调节BMSCs细胞成骨分化中Wnt通路,可能具有抑制AS骨化的作用。     

Runx2基因参与骨代谢相关通路的研究进展

随着老龄化时代的到来,骨质疏松症成为人们研究的热点,而Runx2基因作为一种成骨分化特异性转录因子,参与多种信号通路调控成骨分化的过程。本文仅就Runx2基因参与转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)通路、Notch信号通路及Wnt信号通路的研究进展进行综述。     

骨碎补经骨髓间充质干细胞调节OPG/RANKL/RANK通路抑制破骨细胞的实验研究

目的研究骨碎补作用绝经后骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)调节OPG/RANKL/RANK通路及对破骨细胞分化成熟的影响并探讨其可能的作用机制。方法实验大鼠去双侧卵巢造模,分为实验组(OVXDF,造模+骨碎补水煎液灌胃)、模型组(OVX,造模+0.9%生理盐水灌胃)、假手术组(SHAM,假手术+0.9%生理盐水灌胃),造模成功后提取BMSCs,将BMSCs和骨髓单核细胞共培养于Transwell小室的上室和下室,分为实验组+破骨细胞(OVXDF+OC)、模型组+破骨细胞(OVX+OC)、假手术组+破骨细胞(SHAM+OC)。下室加入破骨细胞诱导剂,倒置相差显微镜观察破骨细胞的分化成熟情况并计数,酶联免疫吸附剂测定(ELISA)检测下室培养液中骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、RANKL的含量,实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法(Western blot)检测BMSCs中Wnt10b、β-catenin、RANKL、OPG mRAN及蛋白表达并计算RANKL/OPG。结果在共培养系统中,与去卵巢灌胃大鼠BMSCs共培养的破骨细胞(OVXDF+OC)数量较单纯模型组+破骨细胞(OVX+OC)明显减少(P0.05)。下室培养液OPG含量及共培养BMSCs中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达模型组+破骨细胞(OVX+OC)最低,RANKL及RANKL/OPG最高,经骨碎补灌胃后(OVXDF+OC)培养液中OPG含量及BMSCs细胞中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达明显升高,培养液及BMSCs细胞中RANKL及RANKL/OPG明显降低(P0.05)。结论骨碎补可调节BMSCs细胞OPG、RANKL的表达,激活OPG/RANKL/RANK信号通路抑制破骨细胞的分化和成熟,此作用可能与BMSCs的Wnt/β-catenin信号通路的激活有关。     

生长板软骨细胞对骨髓基质干细胞体外分化的影响

目的 观察大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)在与大鼠生长板软骨细胞体外共培养条件下，BMSCs碱性磷酸酶(ALP)活性变化及成骨分化的标志骨钙素与Ⅰ型胶原mRNA水平表达的影响，从而认识生长板软骨细胞旁分泌作用对BMSCs分化的影响，以期帮助认识生长板损伤后骨桥形成的发生机制。方法 大鼠BMSCs在与生长板软骨细胞进行间接共培养，并设阴性对照。测定ALP活性．用RT-PCR方法，检测Ⅰ型胶原与骨钙素mRNA的表达。结果 BMSCs随共培养时间的延长，ALP活性明显升高，Ⅰ胶原mRNA表达丰度明显高于对照组，骨钙素mRNA在对照组中几乎未见PCR扩增产物，共培养组在终末期则有一定的表达。结论 BMSCs在与大鼠生长板软骨细胞体外共培养后，出现成骨分化倾向：随时间延长效应愈加显著，提示生长板软骨细胞的旁分泌作用可以促进BMSCs向成骨分化。     

Hedgehog信号通路调控骨形成及BMSCs成骨分化的研究进展

目的综述Hedgehog信号通路对骨形成及BMSCs成骨分化的调控及其分子机制。方法查阅近年来Hedgehog通路在体内、体外及离体研究中对骨形成及BMSCs成骨分化调控的相关文献,并对其作用机制进行分析总结。结果 Hedgehog信号通路在体外研究中可通过激活下游关键分子Smoothened(Smo)及Gli1促进BMSCs成骨分化,并可通过IGF激活m TORC2-Akt信号产生类似作用;Hedgehog信号特殊结构鞭毛内运输蛋白80通过激活经典Hh-Smo-Ptch1-Gli信号、抑制非经典Hh-Gαi-Rho A应力纤维信号,调节成骨细胞的分化;应用新型Hedgehog信号激动剂Oxy133可激活Hedgehog信号。Hedgehog信号还可协同BMP及Wnt信号通路调控成骨关键分子Runx2促进细胞的成骨分化和基质矿化,并在体内研究及骨移植模型中促进骨形成及骨缺损修复愈合。结论 Hedgehog信号通路通过对自身或对其他信号及关键分子的调节对骨形成及BMSCs成骨分化进行调控,对Hedgehog信号进行靶向调控或可作为治疗某些骨相关疾病(如骨质疏松症和骨折愈合)的潜在研究方向及新靶点。     

过表达miR-664a-5p激活Wnt/β-catenin信号通路促进骨质疏松大鼠骨重建

目的 探究过表达miR-664a-5p的脂肪间充质干细胞（miR-664a-5p-ADSCs）通过激活Wnt/β-catenin信号通路对骨质疏松（OP）大鼠骨重建的促进作用。方法 将大鼠分为Sham组、OVX组、ADSCs组和miR-664a-5p-ADSCs组。切除卵巢建立OP大鼠模型,Sham组仅切除脂肪组织。3个月后,ADSCs组和miR-664a-5p-ADSCs组分别尾静脉注射miR-664a-5p-ADSCs及其阴性对照ADSCs;Sham组和OVX组注射等量生理盐水。1个月后进行指标检测。micro-CT、HE染色、TRAP染色检测OP大鼠骨重建情况;免疫组化染色、RT-qPCR、Western blot检测Runx2、ALP、OCN、Wnt、β-catenin mRNA和蛋白的表达。结果 Sham组骨小梁完整,破骨细胞较少;与Sham组相比,OVX组骨小梁稀疏且变薄,破骨细胞较多;Runx2、ALP、OCN、Wnt、β-catenin mRNA和蛋白水平明显降低（P<0.05）;与OVX组相比,ADSCs组、miR-664a-5p-ADSCs组骨小梁增加且增厚,破骨细胞较少;Runx2、ALP、OCN、Wnt、β-catenin mRNA和蛋白水平明显升高,且miR-664a-5p-ADSCs组上述效果强于ADSCs组（P<0.05）。结论 过表达miR-664a-5p的ADSCs通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进OP大鼠骨重建。     

骨碎补通过骨髓间充质干细胞调节RANKL/OPG抑制破骨细胞的实验研究

目的　研究骨碎补对绝经后骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)RANKL/OPG及破骨细胞分化成熟的影响并探查其可能的作用机制。方法 实验大鼠去双侧卵巢造模,分为实验组（OVXDF,造模+骨碎补水煎液灌胃）、模型组（OVX,造模+0.9%生理盐水灌胃）、假手术组（SHAM,假手术+0.9%生理盐水灌胃）,造模成功后提取BMSCs,将BMSCs和骨髓单核细胞共培养于Transwell小室的上室和下室,分为实验组+破骨细胞（OVXDF+OC）、模型组+破骨细胞（OVX+OC）、假手术组+破骨细胞（SHAM+OC）。下室加入破骨细胞诱导剂,倒置相差显微镜观察破骨细胞的分化成熟情况并计数,酶联免疫吸附剂测定（ELISA）检测下室培养液中骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、RANKL的含量,并计算RANKL/OPG,实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法(Western blot)检测BMSCs中Wnt10b、β-catenin、RANKL、OPG mRAN及蛋白表达并计算RANKL/OPG。结果 在共培养系统中,与去卵巢灌胃大鼠BMSCs共培养的破骨细胞（OVXDF+OC）数量较单纯模型组+破骨细胞（OVX+OC）明显减少（P＜0.05）。下室培养液OPG含量及共培养BMSCs中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达模型组+破骨细胞（OVX+OC）最低,RANKL及RANKL/OPG最高,经骨碎补灌胃后（OVXDF+OC）培养液中OPG含量及BMSCs细胞中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达明显升高,培养液及BMSCs细胞中RANKL及RANKL/OPG明显降低（P＜0.05）。结论 骨碎补可调节BMSCs细胞OPG、RANKL的表达,激活OPG/RANKL/RANK信号通路抑制破骨细胞的分化和成熟,此作用可能与BMSCs的Wnt/β-catenin信号通路的激活有关。     

激活BMP信号的骨细胞对骨髓基质细胞成骨及成脂分化的作用研究

目的激活骨细胞系MLO-Y4细胞中BMP信号检测培养上清对骨髓基质细胞系ST2成骨、成脂分化的影响,进一步探讨其机制。方法 0.5‰DMSO,0.5μmol/L BMP激动剂FK506分别处理MLO-Y4 24 h后,使用CCK-8检测细胞活力变化,实时荧光定量PCR检测BMP下游靶基因ID1及ID2 mRNA表达变化;用20%MLO-Y4培养上清与80%新鲜培养基混合后培养ST2细胞,分为DMSO组、FK506组。碱性磷酸酶染色代表其成骨分化能力,通过实时荧光定量PCR检测碱性磷酸酶(ALP)、骨钙蛋白(OCN)、骨唾液酸蛋白(BSP)、Runx2等成骨细胞标志基因,过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(PPARγ)和C/EBP成脂分化标志基因。免疫印迹试验(Western blotting)检测ST2细胞内Wnt信号下游β-catenin、BMP信号下游p-smad5蛋白表达水平。结果与DMSO作用的MLO-Y4细胞相比,FK506激动的MLOY4细胞内BMP信号靶基因ID1、ID2上调,但不影响细胞活力。FK506组ST2细胞同DMSO组对比,成骨分化相关标志物,包括ALP、OCN、BSP、Runx2(P0.001)均显著升高;成脂分化标志物PPARγ及C/EBP表达则显著降低(P0.001); ST2细胞内β-catenin蛋白表达量上调(P0.05)。结论 BMP信号激动后MLO-Y4细胞上清可以促进ST2细胞成骨分化、抑制成脂分化,其成骨能力增强与细胞内Wnt信号增强有关。     

骨肉瘤通过激活Notch信号通路调节hBMSC增殖和分化能力的实验研究

目的 探讨骨肉瘤对人骨髓间充质干细胞(hBMSC) Notch信号通路活性及增殖分化能力的影响.方法 人骨肉瘤细胞系U2OS上清条件培养液刺激hBMSC后,通过实时聚合酶链反应(PCR)检测Notch信号通路受体(Notch1、Notch2、Notch3)及下游基因(HES1、HEY1)表达变化;CCK8测定增殖变化;碱性磷酸酶染色显示成骨分化能力变化.而后将Notch信号通路抑制剂DAPT加入U2OS上清条件培养中,再次检测增殖和成骨分化能力变化.结果 U2OS上清条件培养液可明显促进hBMSC 上游Notch1、Notch2、Notch3及下游HEY1的表达,HES1呈一过性增高,hBMSC增殖加快,成骨分化能力降低;相反,加入DAPT后,U2OS条件培养液促增殖抑分化的效应被完全逆转.结论 骨肉瘤通过上调Notch信号通路活性促进hBMSC增殖,抑制其成骨分化.Notch信号通路在肿瘤微环境的形成中可能起至关重要的作用.     

木通皂苷D促进糖皮质激素环境下小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化

目的观察木通皂苷D(ASD)对糖皮质激素(GC)环境下小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响及其机制。方法体外培养小鼠BMSCs,实验分为三组,分别用成骨诱导培养基(OBI)、OBI+地塞米松(DEXA,0.1μmol/L)、OBI+DEXA(0.1μmol/L)+ASD(10μmol/L)干预。ALP试剂盒检测ALP活性,茜素红染色检测矿化情况,qRT-PCR检测成骨因子Runx2、骨钙素(OCN)及Smad1、Smad5 mRNA表达,Western blot检测Smad1/5磷酸化水平及Smad1/5/8总蛋白表达。结果OBI+DEXA组ALP活性明显较OBI组低(P<0.001),OBI+DEXA+ASD组ALP活性明显较OBI+DEXA升高(P<0.01)。OBI+DEXA干预组成骨相关因子Runx2、OCN、Smad1和Smad5 mRNA表达较OBI组均明显下调(P<0.01),OBI+DEXA+ASD组Runx2、OCN、Smad1和Smad5 mRNA表达较OBI+DEXA干预组明显上调(P<0.01和P<0.05)。三组Smad1/5/8总蛋白表达差异无统计学意义,OBI+DEXA干预组pSmad1/5较OBI干预组表达降低,OBI+DEXA+ASD干预组pSmad1/5表达较OBI+DEXA干预组增加。结论ASD可促进GC环境下小鼠BMSCs成骨分化,其机制可能与激活BMP/Smad信号通路有关。     

BMSC向成骨细胞分化的信号传导通路

骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cell,BMSC)是一种多潜能干细胞,具有向成骨细胞分化的能力.在BMSC向成骨细胞分化中,有膜内成骨和软骨内成骨2条途径,而且受到众多信号传导通路调控.本文结合相关文献,简要介绍BMWSmads、Runx2/osterix、Hedgehog、Wnt/β-Catenin和MAPK信号传导通路.     

Wnt3a联合骨形态发生蛋白2对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

目的 观察经典Wnt/β-catenin以及骨形态发生蛋白(BMP)信号通路对大鼠骨髓来源的间充质干细胞(BMSCs)体外增殖以及向成骨方向分化的影响.方法 应用密度梯度离心联合贴壁筛选法分离培养骨髓间充质干细胞并分4组:对照组、Wnt组、BMP组、Wnt3a和BMP-2联合组,在不同时间点用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法检测细胞增殖活性,碱性磷酸酶(ALP)活性定量测定、Yon Kossa染色观察细胞向成骨分化和基质矿化程度.逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测成骨特异性标志物表达.结果 培养第7天,CCK-8测吸光度值联合组为0.845,Wnt组为0.738,明显高于对照组0.409(P＜0.05).培养第6天和第12天,ALP活性吸光度值联合组为63.8和144.3,BMP-2组为40.8和104.1,均明显高于对照组7.3和18.9(P ＜0.05).培养14 d后,联合组骨钙素mRNA表达量高于对照组,而Runx2及Osterix表达量与其他组比较增高不显著.培养3周后,Yon Kossa染色显示联合组钙结节数量及大小均高于对照组.结论 Wnt3a因子和骨形态发生蛋白-2联合诱导能有效地促进骨髓间充质干细胞增殖及向成骨方向分化.     

富血小板血浆与地塞米松对人骨髓基质干细胞成骨分化作用的对比研究

目的 通过系统评价富血小板血浆(PRP)与地塞米松(DEX)对人骨髓基质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响,为PRP临床骨组织修复应用提供更为可靠的实验依据.方法 将体外培养的BMSCs分为单纯血清培养组(FCS组)、PRP诱导组和DEX组,通过相差显微镜观察碱性磷酸酶(ALP)染色、钙盐沉积染色,RT-PCR法检测碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OC)、Ⅰ型胶原(Coll-Ⅰ)、骨连接蛋白(ON)、中心结合因子(Cbfα1)mRNA表达系统评价PRP的成骨分化能力. 结果 PRP抑制了BMSCs向三角形、多角形细胞转变,DEX则诱导BMSCs向三角形、多角形细胞转变;PRP抑制了ALP分泌,钙盐沉积;DEX增加了ALP分泌,促进钙化结节形成.与FCS组相比,DEX促进了ALP、OCmRNA表达,PRP抑制了ALP、OC mRNA表达;PRP、DEX对Coll-Ⅰ、ON、Cbfα1 mRNA表达均无影响.结论 在本实验条件下,PRP对人BMSCs体外成骨分化的直接作用是抑制效应;在体外PRP并不能代替DEX作为人BMSCs成骨分化的诱导因子.     

水蛭素通过上调VEGF/Notch1信号通路促进人骨髓间充质干细胞成骨分化

摘要：目的 观察水蛭素对人骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC）成骨分化的影响。方法 BMSCs细胞分为正常培养的对照组、成骨诱导的诱导组以及加入不同浓度（1、10、20 ATU/mL）处理的水蛭素组。MTT检测细胞增值并筛选水蛭素最适作用浓度。流式细胞仪检测细胞凋亡。RT-PCR和Western blot分别检测成骨基因Runx2、Osterix、COL1A1的mRNA和蛋白表达。BCIP/NBT染色法检测细胞中的碱性磷酸酶水平。茜素红染色检测矿化结节。检测VEGF、Notch1、Jagged1和CBF1的mRNA和蛋白表达。结果 骨髓间充质干细胞经成骨诱导细胞增殖显著增加,中高浓度的水蛭素可以不同程度促进成骨诱导的BMSCs细胞增殖（P＜0.05）,并筛选出20 ATU/mL作为水蛭素的使用浓度。水蛭素抑制成骨诱导的BMSCs细胞凋亡,上调Runx2、Osterix、COL1A1的mRNA和蛋白表达,增加碱性磷酸酶水平,促进细胞中矿化结节的生成,并提升BMSCs细胞中VEGF、Notch1、Jagged1和CBF1的表达（P＜0.05）。结论 水蛭素可能通过上调VEGF/Notch1信号通路促进人骨髓间充质干细胞成骨分化。