骨形成蛋白2活性多肽体外定向诱导骨髓间充质干细胞向成骨方向分化的剂量依赖性研究

目的探讨自行合成的骨形成蛋白2(bone morphogenetic protein2,BMP-2)活性多肽对大鼠骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)体外定向诱导成骨的能力,评价BMP-2活性多肽的成骨诱导性及诱导成骨的剂量依赖性。方法取4周龄Wistar大鼠分离培养MSCs,传至第3代时改用条件培养基,培养基中分别加入浓度为300、200、100、50及0μg/ml的BMP-2活性多肽,并依次记为A、B、C、D和E组。细胞培养至5、10、15及20d,检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,测定钙含量,采用实时荧光定量PCR(fluorescent quantitativePCR,FQ-PCR)检测型胶原、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)及骨钙素(osteocalcin,OCN)mRNA的表达,检测不同浓度BMP-2活性多肽体外诱导成骨的能力。结果倒置相差显微镜下观察,用条件培养基培养3～4d后,培养细胞由长梭形转变为短梭形或多角形。随条件培养基中BMP-2活性多肽浓度的增加,细胞发生成骨样改变的时间提前。ALP活性和钙含量检测显示,A组和B组较其他组增加明显,且差异有统计学意义(P<0.05),但A、B组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。FQ-PCR检测发现不同浓度条件培养基培养14d后,型胶原、OPN和OCN mRNA在各组均有表达。Ct值表明其表达量的大小顺序为A、B、C、D组,E组无表达,A组和B组的Ct值明显大于C组和D组,差异有统计学意义(P<0.05),但A组和B组之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论BMP-2活性多肽能有效地促进MSCs向成骨方向分化,其诱导作用存在剂量依赖关系,最佳诱导剂量为200μg/ml。     

Follistatin 表达抑制促进 BMP-2诱导人类骨髓间充质干细胞成骨分化的实验研究

目的探讨Follistatin表达抑制对人类骨髓间充质干细胞（BMSC）细胞活性及骨形态发生蛋白（BMP）‐2诱导人类BMSC成骨分化的影响。方法采用 Follistatin特异性 siRNA 转染人类BMSC ,检测线粒体脱氢酶活性、细胞DNA含量及蛋白含量。采用定量逆转录‐聚合酶链式反应（qRT‐PCR）检测成骨相关基因表达,采用碱性磷酸酶（ALP）染色和茜素红染色检测 Follistatin对BMP‐2诱导人类BMSC成骨分化的影响。结果转染后3、7 d ,人类BMSC代谢、DNA含量显著升高;转染后14 d ,总蛋白含量增加。Follistatin表达抑制后成骨相关基因如ALP、OCN、OSX、OC、OPN、RUNX2等表达升高,且ALP活性及钙沉积量显著增加。结论抑制Follistatin表达可促进人类BMSC细胞活性和BMP‐2诱导人类BMSC成骨分化能力,Follistatin可抑制人类BMSC成骨分化。     

不同状态BMP-2对体外EMSCs成骨分化的作用

[目的]探讨骨形成蛋白(BMP-2)与组织型谷氨酰胺转氨酶(tTG, TG2)交联形成固化型和BMP-2游离型细胞生长因子,两种不同状态的BMP-2对鼻粘膜间充质干细胞(EMSCs)向成骨细胞分化的影响;[方法]体外培养、扩增并鉴定EMSCs;实验分四组:TG2+BMP-2、BMP-2、TG2和空白对照;四组细胞均采用定向成骨诱导培养基培养7 d;检测各组碱性磷酸酶活性及形成的钙结节面积大小;免疫印迹法检测成骨诱导相关蛋白表达水平;MTT法检测TG2、BMP-2和TG2+BMP-2对EMSCs增殖的影响。[结果]成骨诱导7 d后,TG2+BMP-2组细胞碱性磷酸酶活性较高,形成的钙结节较大,骨相关蛋白表达水平较高;TG2+BMP-2,TG2和BMP-2对EMSCs增殖能力无明显影响。[结论] TG2+BMP-2交联固化型细胞生长因子对EMSCs向成骨细胞分化表现出较强的促进作用,是组织工程化骨中理想的诱导成骨的细胞因子,具有广阔的应用前景。     

大鼠MSCs体外分离培养及骨向分化的实验研究

目的:建立骨髓MSCs体外分离培养体系,并进行骨向分化诱导,以证实其多向分化潜能,为骨髓MSCs进一步的临床应用研究提供实验依据。方法:用密度梯度离心法分离大鼠骨髓MSCs,并对其形态学特征进行观察。用诱导剂对骨髓MSCs向成骨细胞进行诱导分化,并进行形态学观察和免疫细胞化学检测。结果:用密度梯度离心法成功分离获得了高纯度的骨髓MSCs。经骨向诱导后,ALP和矿化结节染色阳性。结论:采用密度梯度离心法成功建立了大鼠骨髓MSCs体外分离和培养体系,并能够向成骨细胞分化。     

补骨脂素诱导BMSCs成骨分化中的LncRNA表达谱分析

目的观察补骨脂诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化过程中长链非编码RNA(lncRNA)的表达谱及相关靶基因和信号通路。方法取P2代BMSCs分为三组:空白组(含10%FBS的L-DMEM)、成骨诱导组(含10%FBS及成骨诱导剂的L-DMEM)、补骨脂素组(含10%FBS的L-DMEM及10μmol/L补骨脂素),同一环境不同诱导条件干预21 d;利用Agilent lncRNA芯片筛选出成骨诱导分化过程中表达差异2倍以上的lncRNA,并通过荧光定量PCR对芯片结果进行验证。选取筛选结果中表达差异较大的lncRNA进行GO和KEGG分析。结果成骨诱导分化21 d后持续表达超过2倍的lncRNA共有446个差异表达的lncRNAs。在BMSCs成骨分化过程中,共筛选出5个lncRNA显著上调,4个lncRNA显著下调。其中XR009483上调最显著,而XR007366下调最显著,经PCR验证与芯片结果相符。经GO分析富集度较高的为骨及软骨发育、干细胞分化等生物进程,以及胶原合成、骨化和钙化等生物功能。KEGG分析主要富集于15个生物学通路,其中富集评分较高的是TGF-beta、Wnt、NF-kappa B及Calcium等生物学通路。结论补骨脂素诱导BMSCs成骨分化过程中lncRNA表达谱发生显著变化,提示差异表达的lncRNA可能与BMSCs成骨分化密切相关,为研究补骨脂素促BMSCs成骨分化机制奠定了一定基础。     

辛伐他汀通过p38MAPK信号通路诱导BMSCs成骨分化的研究

目的观察辛伐他汀(SIM)体外单独给药对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响。方法取第二代大鼠BMSCs随机分为4组,对照组(CM):完全培养基培养;诱导组(OM):成骨诱导培养基培养;辛伐他汀组(SIM):含终浓度为10-7mol/L的辛伐他汀的完全培养基培养;阻断剂组(SB+SIM):先用p38MAPK通路阻断剂SB203580干预30min后,加入等浓度辛伐他汀。给药4 h后,Western Blot检测p-p38MAPK、p38MAPK蛋白的表达。给药7d后,进行碱性磷酸酶(ALP)染色和比活性测定。给药7、14d后,采用Real-time PCR法检测ALP、Ι型胶原(COLΙ)、骨钙素(OCN)和Runt相关转录因子2(Runx2)m RNA的表达。结果 1Western Blot检测:OM组和SIM组p-p38MAPK表达水平显著高于CM组和SB+SIM组(P0.05)。2ALP比活性测定:OM组和SIM组显著高于CM组,与相比,SB+SIM组显著低于SIM组(P0.05)。3ALP染色:OM组和SIM组细胞胞浆内出现棕色颗粒,而SB+SIM组和CM组未见明显阳性染色颗粒。4Real-time PCR检测:在第7d、14d,OM组和SIM组ALP、COLΙ和Runx2 m RNA表达水平均显著高于CM组,SB+SIM组明显低于SIM组(P0.05);第7d,OM组OCN m RNA表达水平明显高于CM组(P0.05);在第14d,OM组和SIM组OCN m RNA表达水平高于CM组,SB+SIM组低于SIM组(P0.05)。结论辛伐他汀可以在缺乏成骨诱导成分的环境下,通过活化p38MAPK信号诱导大鼠BMSCs向成骨细胞分化。     

BMP-2/Smads信号通路促进骨代谢失衡大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

目的 本研究旨在探讨BMP-2/Smads信号通路对骨代谢失衡大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)成骨分化的影响.方法 切除雌性SD大鼠双侧卵巢,建立大鼠骨代谢失衡模型,即骨质疏松(osteoporosis,OP)模型.通过成骨诱导鉴定rBMSCs的成骨分化.采用脂肪诱导和流式细胞术(FCM)检测脂肪分化和rBMSC表...     

插头框旋转录因子C2转染BMSCs后成骨作用的研究

[目的]观察过表达Foxc2基因对兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖及成骨分化的影响。[方法]构建携带Foxc2和绿色荧光蛋白(GFP)基因的重组慢病毒表达载体,分离、培养兔BMSCs,分别以Lenti-GFP(GFP组)、Lenti-Foxc2(Foxc2组)转染BMSCs,另设未转染BMSCs对照组。MTT法检测过表达Foxc2对细胞增殖能力;Western blot、Real time PCR检测转染后7d各组细胞Foxc2蛋白、m RNA表达;以及转染后1、2、4周各组细胞骨钙蛋白(OCN)、骨桥蛋白(OPN)、一型胶原(COLⅠ)蛋白及m RNA表达;转染后2周,各组行碱性磷酸酶(ALP)染色和ALP活性检测。[结果]Foxc2组Foxc2 m RNA和蛋白高效表达;对照组、GFP组无Foxc2 m RNA及蛋白表达;MTT法检测示过表达Foxc2对BMSCs的增殖未产生显著影响;Foxc2组OCN、OPN、COLⅠm RNA和蛋白表达显著高于其他组(P<0.01),余组比较差异无统计学意义(P>0.05);Foxc2组ALP染色阳性区域大于其余两组;ALP活性显著高于其他各组(P<0.01)。[结论]过表达Foxc2不影响细胞增殖,可持续表达基因产物,并可促进BMSCs向成骨细胞分化。     

补肾调肝方诱导衰老BMSCs成骨分化的 实验研究

目的深人研究补肾调肝方诱导衰老骨髓间充质干细胞（Bone Mesenehymal Stem Cells,BMSCs)成骨分化的效应,探讨补肾调肝方抗骨质疏松的机制。方法贴壁培养法分离纯化大鼠 BMSCs,用D-半乳糖诱导制作BMSCs衰老模型,卩-半乳糖苷酶染色检测BMSCs衰老情况。将培养成 功的衰老BMSCs分为空白组、成骨诱导组和中药组,培养7d、l4d后行矿化结节茜素红染色（Alizarin Red S,ARS),倒置显微镜下观察矿化骨结节形成情况。结果D-半乳糖诱导BMSCs呈现典型的细 胞衰老形态和结构变化。在成骨诱导剂、补肾调肝方水提液的作用下,与空白组比较,衰老的BMSCs 钙化结节数量明显增多,差异有非常显著的统计学意义<0.01)。中药组的矿化结节明显多于成 骨诱导组,差异有非常显著的统计学意义（P<0.01)。结论D-半乳糖具有诱导SD大鼠BMSCs衰老的作用,采用D-半乳糖诱导培养可建立BMSCs衰老模型。补肾调肝方抗骨质疏松的机制之一是通 过促进衰老BMSCs成骨分化。     

骨髓间质干细胞体外定向诱导分化为软骨细胞的实验研究

目的：探讨分离骨髓间充质干细胞（MSCs）并诱导其向软骨细胞转化的体外培养方法,为软骨组织工程的种子细胞来源提供实验依据。方法：抽取兔髂骨骨髓液,经梯度离心法和贴壁法进行体外培养,贴壁细胞传代,取第3代细胞在培养基中添加软骨分化诱导剂[含转化生长因子（TGF-β2）10ng／ml、地塞米松10^7mol／L、维生素C50μmol／L,经7、14、21d诱导培养后,倒置显微镜观察细胞形态,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。将诱导细胞与软骨支架材料-聚磷酸钙纤维／左旋聚乳酸（CPP／PLLA）复合,1周后终止培养,扫描电镜观察细胞黏附情况。结果：诱导后细胞体外扩增能力显著降低,细胞形态由成纤维样梭形向多角形、多边形或类圆形转变,诱导21d后细胞形态变化最为显著,Ⅱ型胶原免疫组化染色深而均匀。诱导后的MSCs可在支架材料内良好黏附生长。结论：体外培养的MSCs可定向诱导分化为软骨细胞,分泌软骨细胞特异性基质,可用作软骨组织工程的种子细胞。     

体外负压培养对人BMSCs BMP -2、VEGF mRNA表达水平的影响

[目的]探讨体外负压培养对人骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived stroma cells,BMSCs)骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)mRNA表达水平的影响。[方法]取第3代BMSCs分为实验组和对照组,实验组进行间歇性负压培养,设置压力为17 kPa,30 min/次,4次/d,干预2周;对照组于普通CO2培养箱中常规培养。免疫组织化学染色检测BMP-2、VEGF的表达水平,RT-PCR检测2周后以及终止负压后1、2、3 d BMP-2、VEGF mRNA表达水平。[结果]诱导2周后,BMSCs呈现出显著的成骨细胞特性,与对照组比较,实验组细胞BMP-2、VEGF mRNA表达水平显著提高,且差异均有统计学意义(P<0.05),负压终止后3 d,两组细胞BMP-2 mRNA表达水平无明显差异(P>0.05),VEGF mRNA却在负压培养终止后的3 d内与对照组比较仍有显著差异(P<0.05)。[结论]体外负压培养可以提高BMSC...     

BMP-2在新型种植体骨界面表达变化的实验研究

目的：研究BMP-2在新型种植体一骨界面的表达。方法：通过动物体内的种植体种植试验，用免疫组织化学sp法观察骨形成蛋白-2（bone morphogenetic protein，BMP-2）在新型种植体一骨界面的表达变化。结果：从第2周起，随着观察时间的延长，BMP-2在新型种植体和对照组种植体的种植体-骨界面的表达逐渐减少。第2周时，新型种植体-骨界面的BMP-2平均灰度值高于对照组，其差别具有统计学意义（P〈0．01）。在其他时间组里，两种种植体一骨界面的BMP-2灰度值差别没有统计学意义（P〉0．05）。结论：新型种植体特殊的设计使其较圆柱状种植体更早形成骨性结合。     

BMP-2联合BMP-7在截骨延长时促进成骨的实验研究

目的 探究在截骨延长成骨过程中联合应用BMP-2和BMP-7对成骨的促进作用.方法 采用健康成年日本大耳白兔30只,完全随机分为三组.A组作为对照组正常牵拉不做其他处理;B组在截骨后于截骨处加入rhBMP-2药片;C组在截骨后于截骨处加入rhBMP-2药片,7d后在延长区经皮注射rhBMP-7溶解液.在术后第7天、第3...     

依普拉芬对新生大鼠颅盖骨成骨细胞BMP-2和TGF-β1 mRNA表达的影响

目的研究依普拉芬对体外培养的原代大鼠成骨细胞BMP-2(Bone Morphogenic Protein-2,骨形态发生蛋白-2)和TGF-β1(Transforming Growth Factor-β1,转化生长因子-β1)mRNA表达的影响,探讨其预防绝经后骨质疏松的机制。方法体外分离培养新生大鼠颅盖骨成骨细胞,取第二代细胞,将不同浓度的依普拉芬加入培养液,72h后用RT-PCR技术检测各组细胞BMP-2和TGF-β1mRNA表达情况。结果与阴性对照组比较,各浓度组的依普拉芬均可使成骨细胞BMP-2和TGF-β1mRNA表达量显著增加(P<0.01),其中,依普拉芬浓度在10-8~10-5mol/L之间作用最为显著。结论10-8~10-5mol/L浓度范围内的依普拉芬均可促进成骨细胞BMP-2和TGF-β1mRNA的表达,从而间接促进其增殖和分化,增加骨形成。     

黄芩素通过BMP-2/Smad通路促进MC3T3-E1成骨作用的实验研究

目的 探讨黄芩素（BAI）对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）成骨分化的作用及其分子机制。方法 将MC3T3-E1分为对照组（正常培养）和BAI组（以Baicalein处理）,在成骨分化条件培养下采用CCK-8检测BAI对MC3T3-E1细胞增殖的影响;分别以碱性磷酸酶染色（ALP）、茜素红染色（ARS）检测MC3T3-E1细胞成骨分化水平与矿化能力,实时荧光定量PCR检测成骨标志基因ALP、COL1A1、RUNX2、OSX的mRNA表达水平,通过免疫印迹法（Western-blot）检测MC3T3-E1细胞中BMP-2、Smad1、p-Smad1蛋白表达水平,通过免疫荧光技术（IF）检测RUNX2、COL1A1表达水平。结果 与对照组比较,BAI干预1 d后发现,BAI组COL1A1（P<0.001）、RUNX2（P <0.05）、OSX（P <0.05） mRNA表达水平在成骨分化中表达上升;干预3 d后发现,与对照组比较,BAI组ALP（P <0.05）、RUNX2（P <0.001）mRNA表达上升;干预7 d后发现,与对照组比较,BAI组COL1A1（P <0.05）mRNA表达水平较对照组上升,BMP-2、p-Smad1/Smad1蛋白表达水平上升（P <0.05）。免疫荧光中成骨标志蛋白RUNX2、COL1A1表达增多（P <0.05）。结论 BAI可通过激活BMP-2/Smad通路促进MC3T3-E1成骨分化。     

胰岛素样生长因子1对成骨细胞中BMP-2、BMP-7基因表达的影响

目的研究胰岛素样生长因子1(IGF-1)对成骨细胞中BMP-2、BMP-7基因表达的影响,探讨IGF-1促进成骨细胞增殖、分化的分子机理.方法以不同浓度的IGF-1刺激分离培养的大鼠成骨细胞,提取细胞总RNA,RT-PCR扩增BMP-2及BMP-7基因cDNA,同时扩增管家基因βactin作为内对照.扫描PCR产物电泳照片,计算BMP-2/β-actin及BMP-7/-βactin的积分光密度比值,推算BMP-2及BMP-7基因的相对表达水平.结果 IGF-1可以在转录水平增加大鼠成骨细胞中BMP-2及BMP-7基因的表达,并呈明显的剂量依赖关系.结论 IGG-1促进成骨细胞增殖、分化的作用可能是通过增加BMP-2及BMP-7基因的表达来实现的.     

低强度脉冲超声刺激对人类牙周膜细胞BMP-2表达效应的研究

目的：探讨一定强度的LIPUS对H-PDLCs进行辐照后,细胞内BMP-2的表达变化,对LIPUS诱导牙周成骨效应进行初步评估。方法：体外培养H-PDLCs,LIPUS（90mW/cm2,20min/天）连续处理1周,分别于处理1、3、5、7天后收集标本,同期培养的未接受任何处理的H-PDLCs为对照组。实时定量PCR检测各时间点细胞内BMP-2基因表达变化,2^（-△△CT）法分析基因相对表达变化量,对△CT值组间差异进行方差分析。结果：实时定量PCR显示LIPUS处理后H-PDLCs内BMP-2表达逐渐增强,于第3天达高峰,第5天逐渐减弱,但表达仍高于同期未处理组,到第7天下降到接近同期未处理组水平。尤其是,LIPUS处理3天后较同期对照组BMP-2基因表达增加6.07倍;5天后较同期对照组BMP-2基因表达增加2.30倍,△CT值组间均具有统计学差异（P〈0.05）。结论：本研究发现LIPUS处理可有效诱导H-PDLCs的BMP-2表达增强,随时间变化呈现一定的规律性。这表明LIPUS具有潜在的促进H-PDLCs成骨分化效应。     

自由基清除剂对创伤后异位骨化形成中BMP-2及COX-2表达的影响

目的 研究自由基清除剂依达拉奉对创伤后异位骨化(HO)形成中骨形态发生蛋白(BMP)-2及环氧化酶(COX)-2表达的调节作用.方法 54只新西兰白兔随机分成实验组、模型组、对照组,每组18只.实验组和模型组兔适应性喂养1周后建立HO模型,对照组兔不建立HO模型,操作后第1天即开始给药.实验组给予依达拉奉30mg/次,...     

增龄对大鼠股骨上端BMP-2基因表达的影响

目的 了解增龄变化对大鼠股骨上端BMP-2基因表达的影响，分析BMP-2基因表达与老年性骨质疏松发病的相互关系。方法 随机选取4，8，12，16及22月龄大鼠各3只，应用RT-PCR技术检测其股骨上端BMP-2的基因表达情况。结果 4～8月龄的大鼠股骨上端BMP-2基因表达逐渐升高；8～12月龄时进入平台期；12～16月龄时开始逐步下降。22月龄大鼠BMP-2基因表达较12月龄大鼠显著下降。结论 BMP-2基因表达具有明显的年龄相关性，老龄时BMP-2基因表达明显降低可能是老年性骨质疏松发病的重要原因之一。     

BMP-2-producing L cells induce osteogenesis in vivo and in vitro

A high level of expression of the humanbone morphogenetic protein-2 (hBMP-2) gene was found in L cells under control of a cytomegalovirus enhancer and a chicken -actin promoter. The induction of osteogenesis in vitro was examined by treating the stromal cell lines MC3T3-E1, ST2, and OP9 with either conditioned medium (CM) from hBMP-2 L cell transfectants, or with retinoic acid. BMP-2 CM induced alkaline phosphatase (ALP) activity in all three cell lines at different levels, with ALP activity in the OP9 cell line being approximately one-tenth that in the other cell lines. Serum induced ALP activity synergistically with BMP-2 CM. Retinoic acid strongly induced ALP activity only in the ST2 cell line. The different responses of stromal cell lines to BMP-2 CM and retinoic acid characterized stromal and preosteoblastic cells. In an in vivo analysis, BMP-2-producing L cells were injected into the foreleg and thigh muscles of nude mice, resulting in ectopic bone formation.