CKIP-1对骨髓间充质干细胞体外增殖和分化能力的影响

目的：探讨CKIP-1基因对小鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）的增殖和分化能力的调控。方法：选择CKIP-1基因敲除型小鼠（KO）和野生型C57小鼠（WT）,采用全骨髓贴壁法培养BMSCs,取第3代BMSCs,分为KO组和WT组,分别采用成骨及成脂诱导液对细胞进行诱导培养,MTT法检测细胞增殖,流式细胞仪检测目的细胞表面标记分子,用ALP染色、茜素红染色、油红O染色分别对细胞成骨及成脂能力做定量分析。结果：2种细胞增殖和干细胞分子表达相似;成骨诱导后ALP染色显示,KO组的细胞染色的阳性率要大于WT组。茜素红染色观察显示KO组的矿化结节要多于WT组;油红O染色显示KO组细胞的脂质沉淀量大于WT组。结论：CKIP-1基因缺失可以使BMSCs成骨及成脂分化能力增强,对其增殖影响不明显。     

骨髓间充质干细胞成骨分化研究进展

骨髓间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的干细胞,可作为种子细胞,修复和重建损伤或发生病变的多种组织器官,在再生医学领域中具有潜在的应用前景。在其向成骨方向的分化过程中,由多种通路、多种因子参与,其中包括细胞因子、生长因子和激素等。本文对骨髓基质干细胞的成骨分化进行了综述。     

高糖对人骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的：探讨不同葡萄糖浓度培养环境对人骨髓间充质干细胞（human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSC）增殖和成骨分化的影响。方法用含不同葡萄糖浓度的基础培养基培养,在1、4、7、10 d进行CCK?8细胞增殖检测;用含不同葡萄糖浓度的成骨诱导分化培养基培养细胞7 d,观察hBMSC分化情况;实时荧光定量PCR法检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）、骨钙素（osteocalcin,OC）、I型胶原蛋白（collagen type I, Col?1）基因表达水平;在7 d进行钙茜素红染色显示矿化结节形成。结果10 mM葡萄糖有助于hBMSC细胞增殖,高浓度葡萄糖（＞30 mM）能够抑制hBMSC增殖（P＜0.05）;成骨诱导液能诱导hBMSC成骨分化,但葡萄糖浓度升高会减少hBMSC的矿化结节形成、抑制成骨标志基因ALP、OC和Col?1表达（P＜0.05）。结论在高糖环境培养下,抑制hBMSC增殖、下调成骨标志性基因Col?1、ALP、OC的表达,同时高糖可以减弱干细胞的成骨矿化能力,间接影响骨形成和代谢。     

低强度脉冲超声对不同钛表面骨髓间充干细胞成骨分化的影响

目的:观察低强度脉冲超声(LIPUS)对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)在钛片表面成骨分化的影响.方法:将体外培养的BMSCs分别接种于光滑钛表面和大颗粒喷砂酸蚀(SLA)钛表面,进行矿化诱导并实施超声干预和假刺激.于矿化诱导后3、7d进行碱性磷酸酶(ALP)定量检测,14 d进行ALP染色观察;矿化诱导21 d后行茜素红染色;于矿化诱导14、21 d检测成骨相关基因及蛋白表达.结果:矿化诱导后3、7d超声组ALP活性较对照组高(P＜0.05),14 d超声组与对照组相比钛片表面ALP染色明显深染;茜素红染色显示,21 d后超声组的染色更明显且形成更多的矿化结节;超声组的成骨相关蛋白成骨转录因子2、骨形成蛋白、骨桥蛋白表达增高;RT-PCR检测到成骨相关基因、ALP、成骨转录因子2、骨形成蛋白、骨桥蛋白、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白均有不同程度表达增高(P＜0.05).结论:LIPUS可以促进光滑及SLA钛表面BMSCs的成骨分化.     

骨髓间充质干细胞复合脱细胞软骨和富血小板血浆的体内成骨实验

目的:研究骨髓间充质干细胞(BMSCs)和富血小板血浆(PRP)复合物中加入脱细胞软骨碎块(DCM)后的成骨能力.方法:全骨髓贴壁法分离培养兔BMSCs;采集兔新鲜动脉血制备PRP;剪取新鲜兔耳碎化后用化学法脱细胞制备DCM,将BM-SCs与PRP和DCM混合后注射到裸鼠皮下,8周后取材观察成骨情况.结果:体外实验显示本实验分离培养的BMSCs有较强的成骨、成脂分化能力,软骨碎块脱细胞效果理想,8周裸鼠体内结果取材苏木精-伊红染色(HE)和改良Massons染色显示类骨质和骨质较多,甲苯胺蓝(TB)染色显示剩余软骨成分较少.结论:BMSCs-PRP-DCM复合物诱导软骨内成骨.     

血管内皮细胞对骨髓间充质干细胞成骨能力影响的体外研究

目的研究血管内皮细胞对骨髓间充质干细胞成骨能力的影响.方法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞和肾血管内皮细胞,三维培养体系中直接、间接接触培养后,检测细胞中蛋白质和骨钙素含量及碱性磷酸酶活性.结果直接、间接接触培养及单独培养的骨髓间充质干细胞蛋白质含量为(0.195±0.023) mg/mL、(0.174±0.015) mg/mL、(0.152±0.015) mg/mL、(0.141±0.014) mg/mL;碱性磷酸酶活性分别为(0.625±0.223) μ/mg、(0.412±0.178) μ/mg、(0.141±0.08) μ/mg ;骨钙素含量分别为(0.800±0.124) μg/L、(0.435±0.216) μg/L、(0.235±0.146) μg/L.经方差分析各组差异显著(P<0.05).结论骨髓间充质干细胞与血管内皮细胞接触培养有良好的细胞相容性,血管内皮细胞可以显著提高骨髓间充质干细胞的增殖能力和成骨能力.     

骨髓间充质干细胞

骨髓是一个复合体 ,它由红细胞、白细胞、它们的前体细胞及被称为基质 (ｓｔｒｏｍａｌ)的结缔组织网架组成。来自基质的细胞 ,在形态上分别与成纤维细胞、网状细胞、脂肪细胞和内皮细胞的形态相似[1] ,这些细胞被称为骨髓基质干细胞。它们在体外能被不同的诱导因子诱导 ,分化为骨、软骨、肌肉、脂肪等[2 ] 。干细胞的主要特点是结构比较简单 ,是不具有特定机能的原始细胞 ,能以自我复制的方式增生 ,在一定的条件下能向特定的方向分化 ,产生几个亚系的前体细胞[3 ] 。骨髓基质干细胞就能分化为不同的间充质细胞 ,如成骨细胞、软骨细胞、肌肉…     

hbFGF基因转染骨髓间充质干细胞促进种植体周骨界面形成的研究

目的:本研究通过构建质粒载体pDC316bFGF-IREs-EGFP,将bFGF基因转移至MSCs中,再移植到种植体周围,为寻找一种新的促进种植体周骨界面形成的方法提供实验依据.方法:采用密度梯度离心法分离培养犬BM-MSCs,通过细胞表面标记和分化能力进行鉴定.将重组质粒pDC316bFGF-IREs-EGFP通过脂质体Lipofectamine2000介导转染犬骨髓源MSCs.再将其与藻酸钙凝胶复合移植到种植体周围,4周后通过大体、放射线、Micro-CT及组织学观察缺损再生情况.结果:结果显示实验组种植体周围骨组织的再生速度明显快于未转染bFGF的MSCs移植组.讨论和结论:pDC316bFGF-IREs-EGFP转染的MSCs可以提高骨形成的效率,具有潜在的临床应用价值.     

不同来源骨髓间充质干细胞成骨能力的比较

目的 比较人不同来源骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSCs)的骨向分化能力,为骨组织工程筛选种子细胞提供一定的理论基础.方法 体外组织块培养法和有限稀释法培养颌骨来源骨髓间充质干细胞(jaw bone-marrow-derived mesenchymal stem cells,JMMSCs);骨髓穿刺法和密度梯度离心法培养长骨来源骨髓间充质干细胞(bone-marrow-derived mesenchymal stem cells,BMMSCs).流式细胞仪鉴定细胞表面抗原标记,成骨分化诱导后茜素红染色检测细胞矿化能力,成骨分化诱导后qRT-PCR及Western Blot检测细胞成骨相关分子:Runx2、1型胶原(Collagen Type 1,COL-1)、OCN.结果 JMMSCs和BMMSCs均阳性表达CD90、CD105,阴性表达CD34、CD14、CD45.成骨分化诱导21 d后,茜素红染色显示JMMSCs矿化能力强于BMMSCs.成骨诱导7 d、14 d、21 d后,JMMSCs成骨相关分子在基因和蛋白水平上均强于BMMSCs.结论 与BMMSCs相比,JMMSCs成骨分化能力较强,颌骨骨髓可能更适于用作骨组织工程的成体干细胞来源.     

高糖对人骨髓间充质干细胞成骨能力影响的体外研究

目的:体外模拟糖尿病病人高血糖状态,观察高糖对人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)成骨能力的影响。方法 :将使用不同含糖量培养液体外培养的hMSCs分为5.5mmol/L生理糖浓度组、25mmol/L高糖组、44 mmol/L高糖组。CCK-8试剂盒检测各组hMSCs的增殖速度;骨诱导7、14、21 d时分别观察高糖对hMSCs骨向分化相关基因骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)、Runx相关因子2(Runx-2)的表达,碱性磷酸酶(ALP)活性,钙沉积量的影响。结果:两个高糖组相对生理糖组,有抑制hMSCs的增殖能力(P<0.05),且抑制ALP活性及细胞外钙基质沉积,下调了骨向分化相关基因OCN、OPN、Runx-2表达水平(P<0.01),该抑制作用随糖的浓度升高而加强。结论:高糖显著抑制了hMSCs生物矿化过程,并以浓度依赖的方式降低hMSCs的增殖及成骨能力。     

Enhanced osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells on titanium substrates by inhibiting Notch3

ObjectiveThe role of the Notch pathway has already been identified as a crucial regulator of bone development. However, the Notch signaling pathway has gone largely unexplored during osseointegration. This study aims to investigate the role of Notch signaling on osteogenic differentiation of rat derived bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) on sandblasted, large-grit, acid-etched (SLA) treated Ti disks.MethodsThe involved target genes in Notch pathways were identified by in vitro microarray and bioinformatics analyses with or without osteogenic induction. Adhesion, proliferation, and osteogenic related assay were subsequently conducted with target gene shRNA treatment.ResultsWe found that 11 genes in the Notch signaling pathway were differentially expressed after osteogenic induction on SLA-treated Ti disks, which included up-regulated genes (Notch2, Dll1, Dll3, Ncstn, Ncor2, and Hes5) and down-regulated genes (Notch3, Lfng, Mfng, Jag2 and Maml2). With Notch3 shRNA treatment, the adhesion and proliferation of BMSCs on SLA-treated Ti disks were inhibited. Moreover, the expression levels of alkaline phosphatase (ALP), osteocalcin (OCN), calcium deposition, BMP2 and Runx2 increased significantly compared with that observed in control groups, suggesting that the function of Notch3 was inhibitory in the osteogenic differentiation of BMSCs on SLA-treated titanium.ConclusionsInhibition Notch3 can enhance osteogenic differentiation of BMSCs on SLA-treated Ti disks, which potentially provides a gene target for improving osseointegration.     

流体压力对骨髓间充质干细胞软骨向分化影响的体外实验研究

目的探讨持续性与周期性流体静压力对骨髓间充质干细胞(BMSCs)软骨向分化潜能的影响。方法采用全骨髓贴壁法分离培养大鼠BMSCs,并采用成骨成脂分化鉴定。细胞随机分为5组,分别为对照组,持续性静压力45 k Pa、90 k Pa组,周期性动压力0~45 k Pa、0~90 k Pa作用组,压力刺激组细胞采用每天1 h连续2 d的加载方式。采用Real-time PCR对细胞成软骨分化标志基因Sox9、Aggrecan及Col-Ⅱ表达水平进行检测。结果 45 k Pa、90 k Pa的静压力及0~45 k Pa、0~90k Pa动压力作用下,BMSCs中Sox9的基因表达量显著高于对照组(P<0.05);45 k Pa,90 k Pa,0~90 k Pa组中Aggrecan mRNA的表达量明显升高(P<0.01);90 k Pa,0~90 k Pa压力作用组中Col-Ⅱ的表达量显著高于对照(P<0.01)。结论压力微环境刺激可明显促进BMSCs成软骨标志基因的表达,且持续90 k Pa的压力作用下BMSCs成软骨分化效果显著。     

大白鼠骨髓间质干细胞体外培养体系的建立及分化研究

目的：建立大鼠骨髓间质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)体外培养体系，对大白鼠BMMSCs体外培养的条件，供体大白鼠鼠龄等进行了研究。对体外培养的大白鼠BMMSCs的形态学，增殖动力学，成骨的表面标记及体外钙化能力进行了系列研究，方法：取2月龄SD大鼠胫骨和股骨骨髓进行体外培养，取第二代BMMSCs,绘制生长曲线并计算群体倍增时间，对经成骨诱导剂诱导的BMMSCs的ALP表达及体外钙沉积进行了研究。结果：细胞呈长梭形或多角形，细胞表面有不规则的细胞突起，秀射电镜可见胞浆有大量的粗面内质网及线粒体，细胞表面可见突起，细胞生长曲线呈S形，群体倍增时间为72小时，经诱导分化的BMMSCs可见碱性磷酸酶的表达。von Kossa染色可见散在深染的钙沉积班块。结论：来源于年轻大鼠股骨骨髓的间质干细胞体外培养并经诱导后可分化为具有部分成骨特性的细胞，可以为体内骨组织工程提供组织细胞。     

密度梯度离心和贴壁法分离大鼠骨髓间充质干细胞增殖活性和成骨功能比较

目的　通过比较密度梯度离心和贴壁筛选两种方法所获MSCs的增殖活性和成骨功能,探索骨髓MSCs体外分离和纯化较好的方法,为MSCs进一步的试验研究提供依据。方法　应用密度梯度离心和贴壁筛选两种方法分离纯化骨髓MSCs ,并通过MTT法检测其增殖活性。用第三代MSCs进行骨向诱导,以观察两种方法所获MSCs是否有相似的骨向分化能力。结果　密度梯度离心法所获MSCs纯度高,杂质细胞少,增殖活性强,常表现为梭形和小多角形,7到1 0天内便可达到融合。而贴壁法所获MSCs纯度低,红细胞、破骨样细胞等杂质细胞较多,增殖速度相对较慢,且经数次传代仍有较多杂质细胞存在。经骨向诱导后,两种方法所获MSCs表现出相似的ALP活性和矿化结节形成能力。矿化结节数目在两组比较无显著性差异(P >0 .0 5 )。结论　密度梯度离心法是体外分离和纯化骨髓MSCs较好的方法,所获细胞增殖活性高。两种方法所获MSCs具有相似的骨向分化能力。     

调节Lnk/干细胞因子-干细胞因子受体通路对糖尿病状态骨髓间充质干细胞成骨功能的影响

目的 探讨调节Lnk/干细胞因子（SCF）-干细胞因子受体（cKit）通路对糖尿病状态大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨功能的影响。方法 分离糖尿病大鼠BMSCs,免疫细胞化学染色鉴定后,将细胞分为空白对照组、阴性对照组、RNA干扰组,并用免疫印迹实验检测干扰效果。体外模拟糖尿病状态下诱导BMSCs成骨分化,并检测Lnk/SCF-cKit通路主要蛋白Lnk、SCF、cKit及成骨相关蛋白碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OCN）、Ⅰ型胶原蛋白a1（ColⅠa1）的表达。结果 分离培养的细胞表达CD₄₄、CD₉₀,不表达CD_11b、CD₄₅,符合BMSCs表面标记物特征。与其他糖尿病状态BMSCs相比,RNA干扰组Lnk表达降低,SCF、cKit表达增加（P<0.05）。成骨诱导分化28 d,与其他糖尿病状态BMSCs相比,RNA干扰组细胞Lnk表达降低,SCF、cKit、ALP、OCN、ColⅠa1表达增加（P<0.05）。结论 抑制Lnk表达、激活SCF-cKit通路可改善糖尿病状态大鼠BMSCs的成骨功能。     

苯妥英钠对大鼠骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化的影响

目的：研究苯妥英钠（PHT）对大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）向血管内皮细胞（rVECs）分化的影响。方法：建立rBMSCs 与 rVECs 共培养组及 rBMSCs 单独培养组,各组分别添加不同浓度的 PHT（0、20、40μg／ml）,培养14 d 后 real-time PCR 检测各组细胞中 ICAM-1、VCAM-1、KDR 和 RUNX2基因的 mRNA 表达水平。结果：添加 PHT 后,各组细胞中 ICAM-1、KDR 和 RUNX2基因的 mRNA 表达均上调。添加相同浓度 PHT 时,共培养组较单独培养组中 rBMSCs 的 ICAM-1、KDR 和RUNX2基因的 mRNA 表达量增高,而 VCAM-1基因的 mRNA 表达量降低。结论：PHT 可能促进大鼠骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化。     

富血小板血浆对大鼠骨髓间充质干细胞体外成骨影响的实验研究

目的:探讨富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bonemarrowmesenchymal stem cells,rBMSC)体外成骨能力的影响。方法:体外分离、培养rBMSC,经细胞表面标记物检测和体外诱导分化鉴定后,分别采用MTT法检测PRP对细胞增殖活性的影响;细胞化学法检测PRP对成骨诱导后rBMSC碱性磷酸酶(alkaline phosphate,ALP)活性的影响;RealTime-PCR检测PRP对细胞成骨分化指标Col-3、OPN mRNA表达水平的影响;扫描电镜观察PRP对rBMSC在Bio-Oss上粘附的影响。结果:rBMSC传代后细胞生长状态相对稳定,呈梭形;细胞表面标记物CD29阳性率为88.2%,CD90阳性率为98%,CD34细胞阴性率为2.8%,CD45细胞计数阴性率为2.7%;成骨诱导21 d后,茜素红染色可见明显矿化结节;成脂诱导14 d后,油红O染色可见红色脂滴形成。MTT检测,10%PRP组在培养1、3、5、7、9 d各时间点的OD值均显著高于空白对照组(P<0.05)。ALP染色显示,无论是诱导培养7 d还是14 d,成骨诱导液+PRP组的ALP活性均明显高于单纯成骨诱导液组,差异有统计学意义(P<0.05);另外,各组不同诱导培养时间点相比还发现,无论是实验组还是对照组,在诱导7 d时,ALP活性均较低;而在14 d,ALP的活性明显升高。RealTime-PCR检测显示,单纯10%PRP诱导培养7 d和14 d后细胞Col-3、OPN mRNA水平虽稍低于成骨诱导液组,但明显高于空白对照组,而10%PRP联合成骨诱导液诱导培养7 d和14 d的Col-3、OPN mRNA的表达量更高,与其他各组相比差异均有统计学意义(P<0.05)。另外各组诱导培养14 d的Col-3、OPN mRNA水平显著高于相应的7 d组(P<0.05)。扫描电镜结果显示PRP明显促进rBMSC在Bio-Oss骨粉上的粘附与伸展。结论:PRP对rBMSC的增殖、成骨分化,以及在生物材料上的粘附能力均具有明显的促进作用。     

同期神经化增强髂骨瓣术后骨髓间充质干细胞的活性

目的： 比较神经化髂骨瓣和传统髂骨瓣重建下颌骨缺损术后,移植骨块骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs）的干细胞活性。方法： 游离血管化髂骨瓣移植修复下颌骨缺损术后半年,从移植骨骨髓体外分离、培养BMMSCs,通过集落形成观察、Brdu摄入实验、群体倍增时间、体外成骨茜素红染色法、裸鼠皮下成骨法检测BMMSCs增殖、自我更新及成骨分化能力。采用SPSS 24.0软件包对数据进行统计学分析。结果： 神经化髂骨移植术后分离、培养的BMMSCs的集落形成、增殖、群体倍增时间、体外及体内成骨分化能力均显著高于非神经化组（P<0.05）。结论： 神经化髂骨瓣重建下颌骨缺损可以增强BMMSCs的自我更新、增殖、成骨分化等潜能,有助于维持移植骨的术后内环境稳定,减少术后移植骨吸收。