诱导小鼠骨髓间充质干细胞向雄性生殖细胞的定向分化

目的探讨小鼠骨髓间充质干细胞是否能够在体外被诱导发生向雄性生殖细胞方向的分化。方法从雄性小鼠骨髓中分离能够长期贴壁生长的细胞,并鉴定其是否为间充质干细胞。对分离的细胞进行生殖细胞特异性报告基因标记(stra-8-GFP)。采用视黄酸诱导标记的细胞发生向生殖细胞方向的分化。通过观察报告基因表达和生殖细胞相关基因mRNA表达情况确定是否发生了分化。结果从小鼠骨髓中分离到的贴壁生长的细胞表达间充质干细胞的表面标志CD90、CD44、CD105和Sca-1;细胞在体外可以被诱导分化为成骨、成软骨及成脂肪细胞。报告基因标记的间充质干细胞在被视黄酸诱导2d后开始表达绿色荧光蛋白和生殖细胞相关基因Mvh、Fragilis和Stella的mRNA。未经视黄酸诱导的细胞不表达绿色荧光蛋白和生殖细胞相关基因。结论小鼠骨髓间充质干细胞在体外可以被视黄酸诱导发生向雄性生殖细胞方向的分化。     

婴幼儿血管瘤来源的间充质干细胞的体外多向分化实验

目的 观察婴幼儿血管瘤来源的间充质干细胞是否具有多向分化潜能.方法 应用贴壁筛选法从增生期血管瘤中分离间充质干细胞.将人骨髓中分离的间充质干细胞与切除的儿童包皮中分离的成纤维细胞作为对照.采用特异的诱导培养基,在体外诱导这3种细胞向脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞分化.结果 在合适的诱导条件下,血管瘤来源的间充质干细胞和骨髓来源的间充质干细胞均可发生成脂肪、成骨和成软骨分化,而成纤维细胞没有表现出任何分化现象.结论 应用贴壁筛选法从血管瘤分离的间充质干细胞具有多向分化潜能.     

不同年龄人骨髓间充质干细胞体外增殖及成骨分化的研究

目的 :观测年龄对人骨髓间充质干细胞 (humanmesenchymalstemcells ,hMSCs)体外增殖、成骨分化的影响。方法 :使用密度梯度离心法分离不同年龄人骨髓MSCs进行培养 ,保留贴壁细胞传代 ,观察细胞生长情况 ,检测其增殖活性、碱性磷酸酶活性 (ALP)、诱导后骨钙素定量测定。结果 :低龄hMSCs较高龄hMSCs体外生长快、MTT、ALP及骨钙素浓度高。结论 :hMSCs的增殖和成骨分化的能力和活性随着年龄的增加而降低。     

兔骨髓间充质干细胞的分离、扩增及诱导分化

目的探讨兔骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)体外培养、定向诱导分化为成骨细胞和成脂肪细胞的途径,为进一步的实验研究打下基础。方法抽取兔股骨骨髓,以全骨髓贴壁培养法进行体外培养,贴壁细胞传代,倒置显微镜下观察细胞形态。取第3代细胞向成骨细胞和成脂肪细胞诱导,14d后成骨细胞诱导组检测碱性磷酸酶,成脂肪细胞诱导组进行油红O染色。结果全骨髓贴壁培养法可获得BM-MSCs,原代和传代培养的BM-MSCs具有活跃的增殖能力。成骨细胞诱导组碱性磷酸酶检测表达阳性,成脂肪细胞诱导组油红O染色见胞浆内出现大量红染脂滴。结论全骨髓贴壁培养法可有效地分离和扩增BM-MSCs,分离培养的BM-MSCs生长稳定,增殖力强,可向成骨细胞和成脂肪细胞诱导分化。     

同种异体共培养大鼠骨髓间充质干细胞的神经分化诱导鉴定

目的：探讨同种异体大鼠骨髓间充质干细胞（BMSC）在体外的共培养方法，并行神经分化诱导。方法：分别通过全骨髓直接培养法及密度梯度法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞，各传至第3代后。取等量细胞混合后共培养，共培养的细胞再次传代后进行神经方向诱导，并行Nestin、NSE、GFAP免疫细胞化学染色鉴定。结果：共培养的大鼠骨髓间充质干细胞经诱导分化后出现神经元和胶质细胞形态，经Nestin、NSE、GFAP免疫细胞化学染色证实为神经细胞。结论：同种异体共培养的骨髓间充质干细胞可在体外定向诱导为神经元和胶质细胞等神经细胞。     

大鼠牙髓干细胞与骨髓间充质干细胞分化成骨样细胞能力对比研究

目的：以骨髓间充质干细胞作为参考,讨论牙髓干细胞作为骨组织修复种子细胞的可行性。方法：通过酶消化法获得大鼠牙髓干细胞,离心法获得骨髓间充质干细胞,贴壁培养,通过倒置光学显微镜观察二者形态差异;流式细胞技术鉴定骨髓间充质干细胞的间质细胞表面标志物表达;MMT法检测细胞生长曲线;特定的成骨诱导液诱导干细胞成骨分化,免疫荧光法检测成骨细胞表面标志物表达。结果：分离的大鼠骨髓间充质干细胞与牙髓干细胞形态学以及生长特性具有相似性,且符合间充质干细胞特性,牙髓干细胞第4天进入对数生长期,第7天进入平台期,骨髓间充质干细胞第4天进入对数生长期,第8天进入平台期;经过成骨诱导后二者都具备成骨样细胞分化能力,牙髓干细胞在成骨诱导后的骨钙素表达上与骨髓间充质细胞有着相似的能力;牙本质泌涎蛋白表达阳性。结论：牙髓干细胞具有与骨髓间充质干细胞都具有成骨分化能力,但牙髓干细胞细胞成分相对复杂,增殖能力较强。     

人骨髓间充质干细胞的生物学特性及成骨诱导分化的研究

[目的]探讨成人骨髓间充质干细胞分离、纯化、培养及鉴定的方法,观察其成骨分化过程中Runx2基因的动态表达以及生物学特性。[方法]取自人股骨近端骨髓标本,利用联合密度梯度离心和差异贴壁法分离骨髓间充质干细胞,体外扩增和传代培养,流式细胞仪检测细胞表面标记,诱导向成骨细胞分化,并采用RT-PCR和Western blot方法检测Runx2的动态表达。[结果]原代和传代细胞呈纺锤状外观,生长增殖能力良好,骨髓间充质干细胞的生长曲呈成"S"形,细胞表面标记物CD90阳性表达,CD34和CD45阴性表达。经定向诱导分化后,细胞分别呈现成骨细胞的表型特征,随着诱导时间的增加,Runx2的表达也明显增加,与对照组相比有统计学差异(P<0.05)。[结论]该方法能从人骨髓中高效分离和扩增MSCs,生物学性状稳定,具有成骨分化潜能,为骨组织工程提供理想的种子细胞,同时证实Runx2在成骨分化中起到重要的调控作用。     

α-玉米赤霉醇对小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中OPG和RANKL蛋白表达的影响

目的 探讨α-玉米赤霉醇(α-zearalanol,α-ZAL)对小鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BMSCs)向成骨细胞增殖、分化的影响。方法 采用全骨髓培养差速贴壁法体外分离培养小鼠骨髓间充质干细胞,取第3代细胞分为空白对照组、雌二醇阳性对照组、低浓度α-ZAL组、中浓度α-ZAL组,高浓度α-ZAL组。镜下每天观察细胞形态变化,碱性磷酸酶染色鉴定成骨细胞纯度,MTT实验测定细胞增殖活性绘制细胞生长曲线,采用酶联免疫吸附法(ELISΑ)测定碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨形态发生蛋白2( Bone morphogenetic protein-2,BMP-2),运用蛋白免疫印迹法（Western blotting,WB）检测护钙素（Osteoprotegerin,OPG）和NF-KB受体活化配体（Receptor actiator of nuclear factor-KB ligand, RANKL）的蛋白水平表达变化。结果 不同浓度的α-玉米赤霉醇可显著的促进小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞增殖、分化,增加细胞活性（P<0.05）,明显提高小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化后ALP和BMP-2的表达（P<0.05）,并且显著的上调了成骨细胞内OPG/ RANKL的表达率（P<0.05）。结论 不同浓度的α-玉米赤霉醇可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞增殖、分化,并且通过上调OPG/ RANKL的表达率抑制成骨细胞细胞向破骨细胞分化,有望成为临床骨折疏松症治疗的激素替代药物。     

骨髓间充质干细胞定向分化肝细胞及肝内移植研究

目的 观察体外诱导骨髓问充质干细胞分化及肝纤维化形成环境中移植情况。方法 首先行骨髓间充质干细胞提取、分离和培养，加入肝细胞生长因子（HGF，20μg／L）和表皮生长因子（EGF，1．5mg／L）诱导定向分化。肝纤维化形成的大鼠随机分成2组，每组10只。使用5-溴脱氧尿苷（BrdU）标记诱导的骨髓间充质干细胞，经门静脉向肝纤维化形成的SD大鼠肝脏移植，对照组用BrdU标记未经诱导的骨髓间充质干细胞。2周后通过免疫组织化学方法检测大鼠肝脏标记细胞的分布及BrdU^＋／ALB^＋细胞数量。结果 体外诱导骨髓间充质干细胞定向分化的细胞CK8及ALB表达阳性。移植2周后大鼠肝脏均可检测到BrdU标记细胞，与对照组相比诱导后骨髓问充质干细胞组BrdU^＋／ALB^＋细胞数较多，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论 经体外诱导骨髓间充质干细胞能分化为肝细胞，移植在大鼠肝纤维化形成环境中，白蛋白表达细胞数更多。     

丹参提取物促进骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的研究

目的研究丹参提取物对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的作用。方法采用全骨髓细胞接种法和贴壁纯化培养骨髓间充质干细胞,将浓度为0.2、0.4、0.8、1.6 mg/m L和3.2 mg/m L的丹参提取物加入到骨髓间充质干细胞中,观察不同浓度的丹参提取物对骨髓间充质干细胞的增殖作用;采用0.4、0.8 mg/m L和3.2 mg/m L的丹参提取物诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,连续诱导21 d,利用ALP试剂盒测定成骨细胞内ALP活性和茜素红染色观察成骨细胞钙化结节情况;采用Western bloting法测定成骨细胞相关蛋白BMP-2和Runx的含量。结果不同浓度的丹参提取物均能够促进骨髓间充质干细胞的增殖,丹参提取物浓度0.8 mg/m L时对骨髓间充质干细胞的增殖作用最强;ALP测定结果发现0.4、0.8 mg/m L和3.2mg/m L的丹参提取物均能够提高ALP活性,丹参提取物浓度0.8 mg/m L时ALP活性最高;茜素红染色结果发现0.4、0.8 mg/m L和3.2 mg/m L丹参提取物均能够促进成骨细胞的钙化,丹参提取物浓度为0.8 mg/m L时钙化结节数量最多;Western bloting结果表明,0.8 mg/m L的丹参提取物能够促进成骨细胞分化相关蛋白BMP-2和Runx-2表达。结论丹参提取物能够促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖和成骨细胞分化作用。     

成骨生长肽对大鼠骨髓基质细胞增殖和成骨分化的作用

目的：观察成骨生长肽诱导体外培养的大鼠骨髓基质细胞增殖及向成骨分化的作用。方法：取6周龄SD大鼠，贴壁法分离培养骨髓基质细胞，在不同浓度成骨生长肽的诱导下，观察细胞形态变化，绘制骨髓基质细胞生长曲线，碱性磷酸酶和钙结节组织化学染色。结果：成骨生长肽对骨髓基质细胞增殖和成骨分化的作用呈剂量依赖性：成骨生长肽浓度在10^-10及10^-11mol／L时促进骨髓基质细胞增殖，而在10^-8及10^-9mol／L时对骨髓基质细胞的增殖略有抑制作用；成骨生长肽浓度在10^-10及10^-11mol／L时骨髓基质细胞碱性磷酸酶染色基本呈阴性，与对照组相比差异无统计学意义，而在10^-8及10^-9mol／L浓度下可以显著提高骨髓基质细胞碱性磷酸酶染色的阳性率。结论：成骨生长肽可以明显促进大鼠骨髓基质细胞增殖及向成骨细胞分化，其促成骨活性具有显著的浓度依赖性。     

慢病毒介导siRNA hsa-circ-0000885转染BMSCs与破骨细胞共培养体系对细胞分化、增殖和凋亡相关研究

目的:探究将siRNA hsa-circ-0000885修饰的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)后与破骨细胞共培养对BMSCs的成骨分化、细胞增殖和凋亡的影响,为临床上骨质疏松症(osteoporosis,OP)的治疗提供新的思路和方法。方法:选择自2018年9月至2020年2月收治的13例骨质疏松患者为研究对象,其中女11例,男2例,年龄(65.45±10.77)岁;取得患者知情同意后,抽取患者外周血组织。然后用circ RNA芯片检测外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)的circRNA的表达水平,用siRNA技术沉默circ RNA的表达,通过慢病毒转染BMSCs,根据是否转染hsa-circ-0000885的siRNA干扰质粒,将细胞分成空白组,空载体组和siRNA干扰组。各组细胞处理72 h后,用流式细胞仪检测细胞的周期,用AV-PI试剂盒检测细胞的凋亡水平,用ALP染色检测BMSCs的成骨分化能力。结果 :OP患者外周血PBMC中hsa-circ-0000885的表达量明显高于健康对照组患者(t=2.119,P0.05)。ALP染色结果表明,siRNA hsa-circ-0000885质粒可以促进BMSCs的成骨分化,明显高于空白组和空白质粒组(F=9.132,q=2.995,2.897;P=0.009,0.0120.05)。CCK-8试剂盒检测结果显示,siRNA hsa-circ-0000885干扰组BMSCs的细胞增殖率明显高于空白组和空白质粒组(F=9.881,q=2.457,2.904;P=0.032,0.0160.05)。而AV-PI试剂盒检测结果显示,siRNA干扰组细胞的凋亡率明显低于空白组和空白质粒组(F=10.208;q=2.885,3.001;P=0.019,0.0110.05)。结论:慢病毒介导siRNA hsa-circ-0000885质粒转染BMSCs与破骨细胞共培养体系可以促进细胞增殖,抑制细胞凋亡,促进BMSCs的成骨分化,可以作为OP患者潜在的治疗靶点。     

大鼠骨髓间充质干细胞分离培养及多向分化研究的体外实验

目的 分离培养较高纯度大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）,检测其多向分化潜能.方法 采用密度梯度离心结合差速贴壁法分离培养大鼠BMSCs,观察细胞形态,检测表面标志物CD34、CD44、CD45、CD90表达情况,及其成骨、成脂、成神经诱导后茜素红染色、油红O染色和NSE、GFAP免疫荧光染色情况.结果 细胞呈典型的成纤维细胞样形态,CD44和CD90呈阳性表达,CD34和CD45呈阴性表达,细胞纯度＞98%.成骨、成脂、成神经诱导后,茜素红染色、油红O染色、NSE和GFAP免疫荧光均为阳性.结论 密度梯度离心结合差速贴壁法可分离、培养出高纯度的大鼠BMSCs,该细胞具有成脂、成骨、成神经多向分化潜能,是脊髓损伤修复的一种较理想的种子细胞.     

Lycium barbarum polysaccharide protects against osteonecrosis of femoral head via regulating Runx2 expression

BackgroundOsteonecrosis of femoral head (ONFH) is a pathological state caused by lack of blood supply in femoral head. This study aimed to explore the function of Lycium barbarum polysaccharide (LBP), an antioxidant agent extracted from L. barbarum, on ONFH.MethodsOsteonecrosis rat model was generated using lipopolysaccharide (LPS) and methylprednisolone followed by examination of body weight, blood glucose, morphology, and BMSC osteoblast differentiation. The effect and underlying mechanism of LBP on the proliferation, apoptosis, and osteoblast differentiation of BMSC were determined with or without LPS or hypoxia treatment using CCK-8. Alizarin Red S staining, flow cytometry, and western blot, respectively.ResultLBP could protect against glucocorticoid-induced ONFH in rats, resulting in improved sparse trabecular bone, empty lacunae and bone cell coagulation. Moreover, LBP promoted the proliferation and osteoblast differentiation of bone mesenchymal-derived stem cells (BMSCs) in a dose-dependent manner. Furthermore, LBP enhanced osteoblast differentiation of BMSCs under hypoxia condition. Mechanistically, we found that LBP treatment enhanced Runx2 and ALP expression in BMSCs. LBP restored the expression of Runx2 and ALP under hypoxia, suggesting that LBP might be involved in regulating Runx2/ALP expression and contributed to osteoblast differentiation. Knockdown of Runx2 significantly inhibited BMSCs proliferation, while LBP treatment did not rescue the osteoblast differentiation ability of BMSCs with Runx2 knockdown.ConclusionOur findings suggested that LBP protects against ONFH via regulating Runx2 expression, which could be utilized to treat patients suffering ONFH.     

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。     

不同方法分离的大鼠骨髓间充质干细胞增殖活性和成脂分化能力的比较

目的：通过比较密度梯度离心和贴壁筛选两种方法所获MSCs的增殖活性和成脂分化能力，探索MSCs体外分离和纯化的较好方法。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进行成脂诱导，以观察两种方法所获MSCs的成脂分化能力。结果：密度梯度离心法所获MSCs纯度高，呈纺缍形或小三角形，增殖快，约7～10天融合；贴壁筛选法分离的原代细胞中红细胞。破骨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，经成脂诱导后，两种方法所获MSCs表现出相似的成脂能力，油红O染色细胞计数值与光密度值比较两组无显著差异（P值〉0．05）。结论：密度梯度离心法是体外分离和纯化MSCs较好的方法，所获细胞增殖活性高，与贴壁筛选法所获MSCs具有相似的成脂分化能力。     

绿色荧光蛋白转基因大鼠骨髓间充质干细胞在急性脊髓损伤大鼠中的迁移和分化

目的观察绿色荧光蛋白转基因大鼠来源的骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)在急性脊髓损伤大鼠脊髓组织中的迁移和分化情况。方法全骨髓贴壁培养法培养BMSCs,Allen法制作脊髓损伤大鼠模型,共30只大鼠。于造模1周后进行干预,随机选取造模成功的24只大鼠并随机分为脊髓损伤组、假移植组(生理盐水注射)和细胞移植组(BMSCs注射),每组8只。于移植前、移植后7 d、14 d、21 d、28 d、35 d及42 d进行BBB(Basso,BeattieBresnahan locomotor rating scale)评分。HE染色、免疫荧光观察脊髓损伤的组织修复和BMSCs的迁移分化情况。结果从第14天始,细胞移植组大鼠的BBB评分较脊髓损伤组和假移植组大鼠高,差异具有统计学意义(P0.05)。HE染色显示细胞移植组大鼠的脊髓结构相对完整,液化和囊泡区缩小,炎性细胞减少。免疫荧光显示BMSCs聚集于脊髓损伤处,且能分化为神经元、神经胶质细胞和神经前体细胞。结论 BMSCs能向脊髓损伤部位迁移和聚集,并分化为相应的神经细胞促进脊髓功能恢复。     

Percoll法分离犬骨髓单个核细胞与体外成骨诱导培养的实验研究

目的建立犬骨髓单个核细胞(Bone marrow mononuclear cells,BMNCs)的分离培养、体外扩增和成骨诱导方法,为骨缺损的修复提供理想的骨组织工程种子细胞。方法用1.063g/ml percoll液分离2.5ml Beagle犬骨髓,利用细胞贴壁筛选法进行分离、培养、扩增和成骨诱导。结果采用1.063g/ml percoll液可获得纯度较高的BMNCs,接种细胞生长良好,平均倍增周期为1d,经成骨诱导培养后可定向分化为成骨细胞。结论采用1.063g/ml percoll液能够较好的进行Beagle犬BMNCs的分离培养和体外扩增,分离得到的细胞具备骨髓基质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)的特性。     

FAK Promotes Early Osteoprogenitor Cell Proliferation by Enhancing mTORC1 Signaling

Focal adhesion kinase (FAK) has important functions in bone homeostasis but its role in early osteoprogenitor cells is unknown. We show herein that mice lacking FAK in Dermo1-expressing cells exhibited low bone mass and decreased osteoblast number. Mechanistically, FAK-deficient early osteoprogenitor cells had decreased proliferation and significantly reduced mammalian/mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) signaling, a central regulator of cell growth and proliferation. Furthermore, our data showed that the pharmacological inhibition of FAK kinase-dependent function alone was sufficient to decrease the proliferation and compromise the mineralization of early osteoprogenitor cells. In contrast to the Fak deletion in early osteoprogenitor cells, FAK loss in Col3.6 Cre-targeted osteoblasts did not cause bone loss, and Fak deletion in osteoblasts did not affect proliferation, differentiation, and mTORC1 signaling but increased the level of active proline-rich tyrosine kinase 2 (PYK2), which belongs to the same non–receptor tyrosine kinase family as FAK. Importantly, mTORC1 signaling in bone marrow stromal cells (BMSCs) was reduced if FAK kinase was inhibited at the early osteogenic differentiation stage. In contrast, mTORC1 signaling in BMSCs was not affected if FAK kinase was inhibited at a later osteogenic differentiation stage, in which, however, the concomitant inhibition of both FAK kinase and PYK2 kinase reduced mTORC1 signaling. In summary, our data suggest that FAK promotes early osteoprogenitor cell proliferation by enhancing mTORC1 signaling via its kinase-dependent function and the loss of FAK in osteoblasts can be compensated by the upregulated active PYK2. © 2020 American Society for Bone and Mineral Research.     

Substance P stimulates bone marrow stromal cell osteogenic activity,osteoclast differentiation,and resorption activity in vitro

IntroductionSP is a neuropeptide distributed in the sensory nerve fibers that innervate the medullar tissues of bone, as well as the periosteum. Previously we demonstrated that inhibition of neuropeptide signaling after capsaicin treatment resulted in a loss of bone mass and we hypothesized that SP contributes to bone integrity by stimulating osteogenesis.Materials and methodsOsteoblast precursors (bone marrow stromal cells, BMSCs) and osteoclast precursors (bone marrow macrophages, BMMs) derived from C57BL/6 mice were cultured. Expression of the SP receptor (NK1) was detected by using immunocytochemical staining and PCR. Effects of SP on proliferation and differentiation of BMSCs were studied by measuring BrdU incorporation, gene expression, alkaline phosphatase activity, and osteocalcin and Runx2 protein levels with EIA and western blot assays, respectively. Effects of SP on BMMs were determined using a BrdU assay, counting multinucleated cells staining positive for tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP⁺), measuring pit erosion area, and evaluating RANKL protein production and NF-κB activity with ELISA and western blot.ResultsThe NK1 receptor was expressed in both BMSCs and BMMs. SP stimulated the proliferation of BMSCs in a concentration-dependent manner. Low concentrations (10^? 12 M) of SP stimulated alkaline phosphatase and osteocalcin expression, increased alkaline phosphatase activity, and up-regulated Runx2 protein levels, and higher concentrations of SP (10^? 8 M) enhanced mineralization in differentiated BMSCs. SP also stimulated BMSCs to produce RANKL, but at concentrations too low to evoke osteoclastogenesis in co-culture with macrophages in the presence of SP. SP also activated NF-κB in BMMs and directly facilitate RANKL-induced macrophage osteoclastogenesis and bone resorption activity.ConclusionsNK1 receptors are expressed by osteoblast and osteoclast precursors and SP stimulates osteoblast and osteoclast differentiation and function in vitro. SP neurotransmitter release from sensory neurons could potentially regulate local bone turnover in vivo.