腺病毒介导骨形态发生蛋白2诱导兔骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:天然骨形态发生蛋白2在体内无法实现缓释、持续诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,如何获得内源性骨形态发生蛋白2蛋白是目前研究的热点.目的:探讨腺病毒介导人骨形态发生蛋白2转染兔骨髓间充质干细胞的成骨分化能力及其可能机制.方法:采用腺病毒介导人骨形态发生蛋白2基因转染第3代兔骨髓间充质干细胞,转染后48 h采用qR...     

腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞

背景：骨髓间充质干细胞作为骨、软骨创伤缺损及退变修复的种子细胞越来越受到关注。 目的：分析人骨形态发生蛋白2基因转染对白色封闭群大鼠(SD大鼠)骨髓间充质干细胞的影响。 方法：分离纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞并体外扩增,通过腺病毒载体介导人骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞,分别通过荧光显微镜观察荧光表达情况及蛋白质水平来测定转染后人骨形态发生蛋白2的表达,碱性磷酸酶定量测定鉴定成骨活性及MTT法评估人骨形态发生蛋白2转染对骨髓间充质干细胞的影响。 结果与结论：从SD大鼠骨髓提取物中分离培养的细胞形态为梭形,呈铺路石状、漩涡状生长,经流式细胞仪检测及多项分化能力鉴定符合骨髓间充质干细胞的特征;经转染人骨形态发生蛋白2基因后,骨髓间充质干细胞表达人骨形态发生蛋白2、碱性磷酸酶;MTT法检测转染人骨形态发生蛋白2基因后,骨髓间充质干细胞增殖能力明显增强(P < 0.05)。说明人骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞后可以持续、高效表达人骨形态发生蛋白2和碱性磷酸酶,在体外明显促进骨髓间充质干细胞的增殖。     

转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因共转染骨髓干细胞

背景：骨形态发生蛋白2及转化生长因子β是骨再生中重要的因子,提高其表达可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。 目的：构建携带转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的慢病毒载体,观察其在骨髓间充质干细胞中的表达情况。 方法：应用重组慢病毒技术构建同时携带转化生长因子β3、骨形态发生蛋白2和绿色荧光蛋白基因的重组慢病毒表达载体,并用其转染体外培养的第3代兔骨髓间充质干细胞,以转染携带转化生长因子β3或骨形态发生蛋白2单一基因的慢病毒或单独慢病毒的骨髓间充质干细胞作为对照。转染后1周分别提取各组细胞的总RNA和蛋白进行检测。 结果与结论：荧光显微镜下见转染转化生长因子β3和(或)骨形态发生蛋白2基因3 d的骨髓间充质干细胞发绿色荧光,转染效率达90%以上。RT-PCR和Western blot结果显示,转染转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的骨髓间充质干细胞转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白的表达均高于单一基因转染组及空白对照组。可见应用慢病毒可成功将转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因转染至骨髓间充质干细胞并实现其高效表达,且两种基因具有协同促表达作用。     

骨形态发生蛋白2和7共转染骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：骨形态发生蛋白最主要的作用是诱导骨形成,但因提取困难、代谢速度快、难以准确控制其使用浓度、价格昂贵等限制了其在体外和体内相关研究中的应用。 目的：构建含特异细胞生长因子基因骨形态发生蛋白2,7的腺病毒载体,观察骨形态发生蛋白2和骨形态发生蛋白7基因共转染对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的促进作用。 方法：将全骨髓贴壁法分离得到兔骨髓间充质干细胞传至第3代,分为5组,空白组和常规诱导组分别以常规培养基和成骨诱导分化培养基培养;骨形态发生蛋白2, 7腺病毒转染组：分别单独以骨形态发生蛋白2、骨形态发生蛋白7腺病毒进行转染;联合转染组：以2种骨形态发生蛋白腺病毒联合转染。 结果与结论：转染第7天,联合转染组成骨相关基因Runx-2、Osx、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达均较其他各组增高(P < 0.05);骨形态发生蛋白2,7腺病毒转染组上述指标较空白组和常规诱导组增高(P < 0.05)。转染第14天,联合转染组4个指标均较其他各组明显增高(P < 0.05);同时,4个指标表达均高于第7天(P < 0.05)。病毒转染后第7天,联合转染组Ⅰ型胶原和骨钙素蛋白表达均较其他组明显增高(P < 0.05)。提示对骨髓间充质干细胞进行骨形态发生蛋白2腺病毒和骨形态发生蛋白7腺病毒共转染后,较单基因转染和成骨诱导液诱导更能促进成骨相关基因和蛋白的表达。     

孤儿核受体Rev-erbα在小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

背景:孤儿核受体Rev-erbα已被证明在骨代谢过程中发挥着重要作用,但其在调节骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的具体机制尚不明确。目的:研究孤儿核受体Rev-erbα是否参与小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的调节。方法:以全骨髓贴壁法进行小鼠骨髓间充质干细胞的分离培养,构建携带Rev-erbα基因的慢病毒载体并转染至体外培养的第3代骨髓间充质干细胞,转染后48 h采用Real Time PCR法检测Rev-erbα基因水平的表达。实验分为3组:实验组骨髓间充质干细胞转染过表达Rev-erbα基因及EGFP基因的慢病毒载体,阳性对照组骨髓间充质干细胞转染含EGFP基因的空病毒载体,设立不含病毒原液的阴性对照组,分别进行成骨诱导并在第0,7,14天采用Real Time PCR法检测成骨分化相关指标碱性磷酸酶、骨桥蛋白、骨钙素的表达变化。结果与结论:①携带Rev-erbα基因的慢病毒成功转染到骨髓间充质干细胞中并稳定表达;②随着成骨诱导时间延长,成骨相关指标碱性磷酸酶、骨桥蛋白表达增加,但组间差异无显著性意义,骨钙素表达增加,但实验组明显低于阳性对照组和对照组(P<0.05);③结果表明,Rev-erbα转染后骨髓间充质干细胞成骨分化能力降低,成骨晚期标志物骨钙素的表达受抑制,说明Rev-erbα在骨髓间充质干细胞成骨分化的晚期阶段有重要作用。     

体外构建腺病毒介导骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞复合纳米羟基磷灰石的植骨材料

背景:随着组织工程和基因工程技术迅速发展,基因增强的组织工程骨为临床治疗骨缺损带来美好的前景。目的:观察经腺病毒介导的人骨形态发生蛋白2表达载体(Ad-BMP-2)转染后的兔骨髓间充质干细胞在纳米羟基磷灰石植骨材料上的黏附、增殖及骨形态发生蛋白2的表达情况。方法:用Ad-BMP-2转染兔骨髓间充质干细胞,免疫组化、蛋白印迹法检测转染后细胞内骨形态发生蛋白2的表达情况。将转染48h的细胞均匀接种到纳米羟基磷灰石植骨材料上,扫描电镜观察细胞黏附状况,并采用MTT比色法测定骨髓间充质干细胞的增殖情况;消化收集黏附植骨材料上第3,5,7天的细胞,蛋白印迹检测黏附材料上细胞骨形态发生蛋白2的表达。结果与结论:转染后,骨髓间充质干细胞内骨形态发生蛋白2有高表达;扫描电镜见转染细胞在纳米羟基磷灰石材料孔隙周围及孔隙内黏附生长良好并大量增殖,MTT分析结果显示,纳米羟基磷灰石对骨髓间充质干细胞的体外增殖无抑制作用,复合后骨形态发生蛋白2有较高表达。结果表明经Ad-BMP-2转染后的骨髓间充质干细胞与纳米羟基磷灰石植骨材料生物相容性好,细胞在材料上能稳定长效地分泌骨形态发生蛋白2。     

骨髓间充质干细胞成骨分化中血管内皮生长因子和骨形态发生蛋白2的表达

背景：有研究表明血管内皮生长因子可促进内皮细胞增殖、分化和迁移,而骨髓间充质干细胞经诱导分化后细胞自身的血管内皮细胞生长因子及骨形态发生蛋白2如何表达,却鲜见报道。 目的：观察兔骨髓间充质干细胞成骨诱导分化过程中血管内皮细胞生长因子和骨形态发生蛋白2的表达。 方法：取第3代新西兰大白兔骨髓间充质干细胞,1 d后将细胞分为两组：对照组不更换培养基;诱导组加入成骨诱导培养基进行成骨诱导,流式细胞仪检测其表面抗原。RT-PCR和Western-Blot检测细胞成骨分化过程中血管内皮细胞生长因子和骨形态发生蛋白2的表达。 结果与结论：兔骨髓间充质干细胞成骨诱导后,细胞形态由长梭形逐渐变为短梭形,多角形,最后成集落层叠生长;在诱导过程中,碱性磷酸酶活性逐渐增高,与对照组比较有显著性差异(P < 0.05);诱导7 d时Ⅰ型胶原免疫细胞化学染色、14 时骨钙素免疫细胞化学染色、21 d时钙化结节染色阳性;RT-PCR和Western-Blot结果显示两组均有骨形态发生蛋白2和血管内皮细胞生长因子表达,诱导后第7,14,21天表达比较,差异有显著性意义(P < 0.05),第7天,两者表达最强。说明兔骨髓间充质干细胞分离、提取操作简便易行,且有较强的生长增殖能力,可诱导分化为成骨细胞。其在成骨诱导过程中,骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子表达均先增强后减弱,血管内皮细胞生长因子表达可能对血管生成有促进作用。     

Ad-hBMP-2与Ad-hTGF-β1基因共转染骨髓间充质干细胞后的体外成骨诱导

背景:重组DNA技术的进展为骨组织工程研究的发展提供巨大动力,将其应用于组织工程骨构建可以显著提高骨修复的质量和效率。目的:拟将Ad-h BMP-2联合Ad-h TGF-β1转染骨髓间充质干细胞体外成骨诱导,观察二者在成骨过程中的相互关系。方法:以腺病毒Ad Max为基因转移载体,将携带转化生长因子β1和骨形态发生蛋白2基因的高滴度腺病毒感染SD大鼠骨髓间充质干细胞,利用外源性基因编码的生长因子诱导其表达,通过RT-PCR、ELISA、MTT实验及碱性磷酸酶水平检测等方法鉴定。结果与结论:腺病毒感染骨髓间充质干细胞后RT-PCR可检测出外源基因的表达,MTT实验和碱性磷酸酶活性检测双基因共转染的骨髓间充质干细胞增殖能力最强,碱性磷酸酶活性最高。结果表明联合应用Ad-h TGF-β1和Ad-h BMP-2转染可明显促进骨髓间充质干细胞的成骨化,效果优于单用一种生长因子。     

骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子165双基因转染骨髓基质干细胞的异位诱导成骨能力北大核心

背景:应用骨形态发生蛋白2(BMP2)和血管内皮生长因子165(VEGF165)双基因转染骨髓基质干细胞诱导成骨,为组织工程骨的研究提供实验基础。目的:探讨BMP2和VEGF165双基因转染大鼠骨髓基质干细胞的异位诱导成骨能力。方法:4周龄SD大鼠4只,取股骨、胫骨骨髓,采用全骨髓贴壁法分离培养骨髓基质干细胞,取第3代骨髓基质干细胞分为5组,分别为未转染组、空载质粒组、BMP2单基因转染组、VEGF165单基因转染组、BMP2和VEGF165双基因共转染组,转染后48 h通过Western Blot检测BMP2和VEGF165蛋白表达变化,转染后7d检测各组细胞的碱性磷酸酶活性。结果与结论:(1)BMP2和VEGF165双基因共转染组和BMP2单基因转染组中有大量的BMP2分泌。BMP2和VEGF165双基因共转染组和VEGF165单基因转染组中有大量的VEGF165分泌。双基因共转染组中BMP2和VEGF165蛋白水平与单基因转染组比较,差异有显著性意义(P<0.05);(2)BMP2和VEGF165双基因共转染组中碱性磷酸酶活性最高,其次是BMP2单基因转染组,而VEGF165单基因转染组明显不如前两组,但是略高于空质粒转染组和未转染组。统计分析表明双基因共转染组与单基因转染组比较,差异有显著性意义(P<0.05);(3)结果表明,BMP2和VEGF165双基因转染促进骨髓基质干细胞异位成骨的能力更强。     

基因转染骨髓间充质干细胞复合同种异体骨修复绵羊极限骨缺损

背景：多项体内外实验表明外源性植入碱性成纤维细胞生长因子能明显促进骨形成过程,但外源性碱性成纤维细胞生长因子在体内易降解,影响疗效。 目的：利用分子生物学技术将碱性成纤维细胞生长因子转染至骨髓间充质干细胞中,观察同种异体骨复合基因转染骨髓间充质干细胞修复绵羊极限骨缺损的效果。 方法：将同种异体骨复合碱性成纤维细胞生长因子转染骨髓间充质干细胞组织工程骨、骨髓间充质干细胞复合同种异体支架骨材料、同种异体支架骨材料、β-磷酸三钙材料分别植入羊髂骨极限缺损处,植入后4,8,12周行组织学、免疫组织化学染色观察。 结果与结论：同种异体骨复合碱性成纤维细胞生长因子转染骨髓间充质干细胞组织工程骨植入后12周,手术结合区成软骨样结构较多,术区中央可见大量成骨样细胞,整个术区的支架材料降解较其他组多,支架材料孔洞内爬满纤维结缔组织,材料周围常见破骨样细胞;骨涎蛋白与Ⅰ型胶原呈强阳性表达。其他3组手术结合区虽有成软骨样结构及成骨样细胞出现,但中央区为死骨结构,且骨涎蛋白与Ⅰ型胶原呈弱表达。表明碱性成纤维细胞生长因子转染的骨髓间充质干细胞复合同种异体骨可基本修复绵羊极限骨缺损。     

Non-viral bone morphogenetic protein 2 transfection of rat dental pulp stem cells using calcium phosphate nanoparticles as carriers

Calcium phosphate nanoparticles have shown potential as non-viral vectors for gene delivery. The aim of this study was to induce bone morphogenetic protein (Bmp)2 transfection in rat dental pulp stem cells using calcium phosphate nanoparticles as a gene vector and then to evaluate the efficiency and bioactivity of the transfection. We also intended to investigate the behavior of transfected cells when seeded on 3-dimensional titanium fiber mesh scaffolds. Nanoparticles of calcium phosphate encapsulating plasmid deoxyribonucleic acid (DNA) (plasmid enhanced green fluorescent protein-BMP2) were prepared. Then, STRO-1-selected rat dental pulp stem cells were transfected using these nanoparticles. Transfection and bioactivity of the secreted BMP2 were examined. Thereafter, the transfected cells were cultured on a fibrous titanium mesh. The cultures were investigated using scanning electron microscipy and evaluated for cell proliferation, alkaline phosphatase activity and calcium content. Finally, real-time polymerase chain reaction was performed for odontogenesis-related gene expression. The results showed that the size of the DNA-loaded particles was approximately 100 nm in diameter. Nanoparticles could protect the DNA encapsulated inside from external DNase and release the loaded DNA in a low-acid environment (pH 3.0). In vitro, nanoparticle transfection was shown to be effective and to accelerate or promote the odontogenic differentiation of rat dental pulp stem cells when cultured in the 3-dimensional scaffolds. Based on our results, plasmid DNA-loaded calcium phosphate nanoparticles appear to be an effective non-viral vector for gene delivery and functioned well for odontogenic differentiation through Bmp2 transfection.     

全髋关节置换者骨髓间充质干细胞中成骨细胞相关因子的基因表达

背景：全髋关节置换后假体的使用寿命与假体周围有效的骨生成密切相关,这包括骨髓间充质干细胞的募集。碱性磷酸酶、Runx2、MSX2、骨形态发生蛋白2及骨形态发生蛋白受体1a,b的基因表达可反映出骨髓间充质干细胞的成骨潜能。 目的：分析全髋关节置换患者骨髓间充质干细胞相关成骨基因的表达水平与性别、年龄及体质量指数的关系。 方法：选取12例接受全髋关节置换的患者,术中取患者股骨近端的骨髓组织于体外在α-MEM与体积分数20%胎牛血清培养基中扩增至子一代(Passage 1),取出细胞进行流式细胞学或RNA检测,应用反转录-聚合酶链反应用检测成骨相关信号因子SOST、碱性磷酸酶、Runx2, MSX2、骨形态发生蛋白2及骨形态发生蛋白受体1a,b的RNA表达水平。骨形态发生蛋白2与骨形态发生蛋白1a,b的关系应用线性回归分析;成骨相关因子与SOST的关联性应用Pearson分析。 结果与结论：骨髓间充质干细胞成骨相关信号因子与患者的性别、年龄及体质量指数无明显相关性。线性回归分析表明,骨形态发生蛋白2与骨形态发生蛋白受体1a存在显著相关性(P < 0.01),但与骨形态发生蛋白受体1b无相关性。SOST与碱性磷酸酶、MSX2及骨形态发生蛋白受体1a有相关性(P < 0.05)。提示全髋关节置换后假体的稳定性可能与患者的成骨能力相关。尽管性别、年龄及体质量指数等与成骨潜能无明显联系,但这些因素仍然可能影响假体的稳定性。     

骨形态发生蛋白7腺病毒基因转染对骨髓基质干细胞生物学功能的影响

背景：基因转染技术正积极地应用于组织再生治疗之中,研究表明骨形态发生蛋白7具有骨诱导特性,可以有效促进成骨细胞的发育以及新骨的形成。 目的：探讨骨形态发生蛋白7腺病毒基因转染对骨髓基质干细胞生物学功能的影响。 方法：分离、培养羊骨髓基质干细胞,利用重组骨形态发生蛋白7腺病毒(adenovirus bone morphogenetic protein 7,Adeno-BMP7)对第2代骨髓基质干细胞进行基因转染,透射电镜观察转染后细胞超微结构。流式细胞仪检测转染后的细胞周期,Western blot检测骨形态发生蛋白7的表达,Von Kossa染色观察钙结节形态情况。取转染后第3天及相应未转染的骨髓基质干细胞制备珊瑚-细胞复合物,于裸鼠脊柱两侧背部皮下注射4周和8周后进行大体观察和组织学检测。 结果与结论：体外细胞超微结构观察可见Adeno-BMP7基因转染骨髓基质干细胞存在活跃的物质合成代谢;流式细胞仪检测发现转染不会对骨髓基质干细胞的细胞周期产生明显影响;Western blot检测转染后的骨髓基质干细胞存在骨形态发生蛋白7蛋白的表达;Von Kossa染色可见转染Adeno-BMP7后的骨髓基质干细胞形成较大的钙结节。经裸鼠皮下回植实验发现,Adeno-BMP7转染后骨髓基质干细胞的成骨能力和成骨质量明显提高。以上结果表明经Adeno-BMP7转染可以有效促进骨髓基质干细胞成骨分化。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：     

骨形态发生蛋白4和骨形态发生蛋白4/7基因转染对骨髓基质干细胞成骨活性差异的比较

背景：有文献报道骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)异源二聚体比同源二聚体的活性高,目前国内外尚无BMP-4/7异源二聚体与BMP-4同源二聚体间诱导成骨活性比较的报道。 目的：观察不同基因BMP-4、BMP-4/7对骨髓基质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨活性的差异,探讨融合基因BMP-4/7的生物学活性。 方法：经脂质体转染分离培养的兔BMSCs,G418筛选出稳定表达株,利用RT-PCR法证明目的基因在BMSCs中的表达情况;以BMP-4和BMP4/7融合基因修饰的AAV载体,转染兔BMSCs,MTT法检测不同基因转染细胞的增殖能力;以BMP-4单基因和BMP-4/7融合基因修饰的AAV载体转染兔BMSCs 7 d后,测定两组细胞内碱性磷酸酶及骨钙素水平,观察成骨活性的变化。 结果与结论：实验成功构建高滴度的分别携带BMP-4单基因、BMP-4/7融合基因的重组腺相关病毒载体AAV-BMP-4、AAV-BMP-4/7;RT-PCR结果证明目的基因能够在BMSCs中得到稳定表达。AAV-BMP-4及AAV-BMP-4/7载体转染效率分别为68.20%、72.18%;转染BMSCs后,细胞增殖能力均明显提高,BMP-4/7融合基因的细胞增殖能力活性高于BMP-4单基因。以BMP-4和BMP-4/7融合基因修饰的AAV转染细胞7 d后,细胞内碱性磷酸酶活性明显上调,骨钙素水平升高,成骨活性均增强;两种基因比较,BMP-4/7融合基因成骨活性强于BMP-4单基因(P < 0.01)。提示BMP-4、BMP-4/7修饰的AAV载体转染效率高,对BMSCs均有成骨活性,其中BMP-4/7融合基因成骨活性强于BMP-4单基因。     

周期性牵张力介导BMP9通过PI3K/AKT信号通路调控人牙周膜成纤维细胞成骨分化

目的　研究在周期性牵张力介导下，骨形态发生蛋白9（bone morphogenetic proteins 9，BMP9）能否激活PI3K/AKT信号通路调控人牙周膜成纤维细胞（human periodontal ligament fibroblasts，hPDLFs）成骨分化。 方法　利用FlexCell系统对体外培养的hPDLFs加载正弦波、形变率10%、频率0.5 Hz的周期性牵张力，免疫荧光法检测细胞骨架蛋白的表达及分布，qPCR检测RUNX2、OCN、OPN、OSX mRNA的表达情况，免疫印迹法检测成骨标志蛋白OCN、OPN的表达，加入PI3K信号抑制剂LY294002后AKT、P-AKT以及OCN、OPN的变化。 结果　与对照组比较，6 h、12 h组的细胞骨架蛋白表达增多且呈受力方向分布，OCN、OPN表达上调，差异有统计学意义（P<0.05），qPCR检测mRNA的表达趋势与蛋白检测结果一致。 结论　周期性牵张力介导BMP9可以通过PI3K/AKT信号通路调控hPDLFs成骨分化。     

周期性牵张力介导BMP9通过PI3K/AKT信号通路调控人牙周膜成纤维细胞成骨分化

目的　研究在周期性牵张力介导下,骨形态发生蛋白9（bone morphogenetic proteins 9,BMP9）能否激活PI3K/AKT信号通路调控人牙周膜成纤维细胞（human periodontal ligament fibroblasts,hPDLFs）成骨分化。 方法　利用FlexCell系统对体外培养的hPDLFs加载正弦波、形变率10%、频率0.5 Hz的周期性牵张力,免疫荧光法检测细胞骨架蛋白的表达及分布,qPCR检测RUNX2、OCN、OPN、OSX mRNA的表达情况,免疫印迹法检测成骨标志蛋白OCN、OPN的表达,加入PI3K信号抑制剂LY294002后AKT、P-AKT以及OCN、OPN的变化。 结果　与对照组比较,6 h、12 h组的细胞骨架蛋白表达增多且呈受力方向分布,OCN、OPN表达上调,差异有统计学意义（P<0.05）,qPCR检测mRNA的表达趋势与蛋白检测结果一致。 结论　周期性牵张力介导BMP9可以通过PI3K/AKT信号通路调控hPDLFs成骨分化。     

纤维蛋白胶复合重组人骨形态发生蛋白2微球对犬骨髓基质细胞增殖与分化的影响

背景：前期实验证实聚乳酸-聚乙醇酸微球/纤维蛋白胶能作为重组人骨形态发生蛋白2的良好可注射性缓释载体。 目的：观察可注射性骨形态发生蛋白缓释体系对犬骨髓基质细胞增殖与分化的影响。 方法：采用复乳-溶剂挥发法制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物载药微球,然后将微球与纤维蛋白胶复合制备出重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/纤维蛋白胶复合材料,采用细胞培养及组织化学等方法观察微球对犬骨髓基质细胞的增殖与分化的影响。 结果与结论：重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/纤维蛋白胶微球对骨髓基质细胞的增殖无明显影响,但对细胞的分化功能有明显的促进作用。说明纤维蛋白胶复合重组人骨形态发生蛋白2微球能够提高骨髓基质细胞的体外成骨能力,可作为骨形态发生蛋白的良好载体。     

Maxillofacial-derived stem cells regenerate critical mandibular bone defect

Stem cell-based bone tissue regeneration in the maxillofacial complex is a clinical necessity. Genetic engineering of mesenchymal stem cells (MSCs) to follow specific differentiation pathways may enhance the ability of these cells to regenerate and increase their clinical relevance. MSCs isolated from maxillofacial bone marrow (BM) are good candidates for tissue regeneration at sites of damage to the maxillofacial complex. In this study, we hypothesized that MSCs isolated from the maxillofacial complex can be engineered to overexpress the bone morphogenetic protein-2 gene and induce bone tissue regeneration in vivo. To demonstrate that the cells isolated from the maxillofacial complex were indeed MSCs, we performed a flow cytometry analysis, which revealed a high expression of mesenchyme-related markers and an absence of non-mesenchyme-related markers. In vitro, the MSCs were able to differentiate into osteogenic, chondrogenic, and adipogenic lineages. Gene delivery of the osteogenic gene BMP2 via an adenoviral vector revealed high expression levels of BMP2 protein that induced osteogenic differentiation of these cells in vitro and induced bone formation in an ectopic site in vivo. In addition, implantation of genetically engineered maxillofacial BM-derived MSCs into a mandibular defect led to regeneration of tissue at the site of the defect; this was confirmed by performing micro-computed tomography analysis. Histological analysis of the mandibles revealed osteogenic differentiation of implanted cells as well as bone tissue regeneration. We conclude that maxillofacial BM-derived MSCs can be genetically engineered to induce bone tissue regeneration in the maxillofacial complex and that this finding may be clinically relevant.     

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     

腺病毒介导的骨形态发生蛋白基因增强在骨组织工程中的应用

背景：将目的基因转导到靶细胞中需要载体工具,载体可协助基因进入细胞及表达蛋白,载体的选择是转基因成败的关键。 目的：总结腺病毒介导的骨形态发生蛋白基因增强用于诱导成骨和修复骨缺损的研究现状。 方法：应用计算机检索PubMed 数据库及中国期刊网全文数据库1989-01/2012-01 有关腺病毒介导骨形态发生蛋白基因转染的诱导成骨作用,骨形态发生蛋白基因修饰的组织工程化骨修复骨缺损的文章,英文检索词为“adenovirus,bone morphogenetic protein, gene transfection, bone tissue engineering”,中文检索词为“腺病毒,骨形态发生蛋白,基因转染,骨组织工程”。排除重复性及非中英文语种研究,共保留24篇文献进行综述。 结果与结论：腺病毒介导的骨形态发生蛋白基因增强的组织工程利用基因工程技术将编码特定功能因子的基因转移到种子细胞上,使其持续产生生长因子。转基因后的细胞停留支架材料表面缓慢释放生长因子,促进成骨前体细胞增殖分化,也可在骨缺损处诱导成骨前体细胞向成骨细胞定向分化,从而修复骨缺损。