增强型绿色荧光蛋白转基因小鼠脂肪间充质干细胞的多向分化潜能简

目的分离、培养增强型绿色荧光蛋白（enhancedgreenfluorescentprotein,EGFP）转基因小鼠脂肪间充质干细胞（adipose-derivedmesenchymalstemcells,ADMSCs）,并研究ADMSC在体外定向诱导下的多向分化潜能。方法分离EGFP转基因小鼠腹股沟的皮下脂肪组织,剪碎后胶原酶消化,含10％优等胎牛血清（fetalcalfserum,FBS）的α—MEM培养液培养,取第3代EGFP—ADMsCs进行成骨、成脂诱导,并分别采用茜素红钙盐染色和油红0染色进行鉴定。结果成功获得了稳定表达EGFP的ADMSC;EGFP-ADMSCs经成骨诱导21d后茜素红染色可见橘红色钙盐沉积,经成脂诱导14d后油红。染色阳性,并且分化后细胞的EGFP表达不受影响。结论EGFP转基因小鼠来源的脂肪间充质干细胞具有普通小鼠ADMSCs相同的自我更新增殖和多向分化的干细胞特性,并且能稳定表达EGFP,可以成为研究干细胞修复受损组织的作用机制的有效示踪工具。     

miR-30a-5p在人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中的生物学功能及验证

目的：探讨并验证重组miRNA-30a-5p体外转染对人骨髓间充质干细胞（MSCs）向成骨细胞分化的生物学作用。方法：人工重组合成从人骨髓MSCs定向成骨分化差异性表达miRNA基因芯片结果中筛选成骨性表达量显著增高的miRNA-30a-5p。从人体骨髓中分离培养MSCs,成骨诱导分化过程中于体外转染重组miRNA-30a-5p,并通过茜素红S法染色检测钙盐沉积、碱性磷酸酶（ALP）钙钴法染色及ALP比色法定量检测成骨细胞ALP活性,对比观察研究重组miRNA-30a-5p在人骨髓MSCs定向成骨诱导分化过程中的生物学功能。结果：成功分离培养人骨髓MSCs并诱导其成骨定向分化。经体外向MSCs转染miRNA-30a-5p并诱导其成骨定向分化,转染效率为（37.32±2.43）%。分别于诱导培养第14、21天行ALP染色观察、ALP活性测定、茜素红钙盐结节染色检测各组细胞成骨活性,结果显示miRNA-30a-5p mimics转染组MSCs成骨分化特性显著性增强（P〈0.05）。结论：miRNA-30a-5p在MSCs定向成骨分化的过程中具有一定的促进增强作用,被转染的MSCs向成骨细胞定向分化表达有所增加,为进一步阐明人骨髓MSCs定向成骨分化的分子生化机制,细胞移植修复治疗骨缺损奠定了理论基础。     

全反式视黄酸抑制大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化及其机制

目的：探索全反式视黄酸（all-trans retinoic acid,at-RA）对大鼠骨髓间充质干细胞（rat bone marrow mesenchymal stem cells,rBMSCs）成骨分化的影响及其机制。方法：成骨诱导培养基诱导rBMSCs,加入不同浓度（0.1、1.0、5.0 μmol/L）at-RA,诱导第7天用组织化学染色法和检测试剂盒检测各组碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性,第21天用茜素红染色后倒置显微镜观察并经提取法后检测钙盐沉积。于诱导第7、14、21天采用real-time PCR检测骨钙素（osteocalcin,OCN）、骨桥素（osteo－pontin,OPN）,在上述时间点的基础上,再增加第1、3天2个时间点检测Runx2、Osterix以及视黄酸受体RARs（?琢、?茁）mRNA表达。结果：rBMSCs在成骨培养基诱导下经形态和茜素红染色观察证实能分化为成骨细胞,加入at-RA后培养7 d,ALP活性较对照组增加（F=107.177,P=0.000）,与对照组比较,at-RA为1.0、5.0 μmol/L 2组明显升高（P<0.05）。然而经茜素红染色测定,ALP升高组其钙盐沉积与对照组比较反而减少（F=57.554,P=0.000）。选at-RA浓度5.0 μmol/L做real-time PCR检测,与对照组相比在上述3个时间点OCN（F=211.145,P=0.000）、OPN（F=30.835,P=0.005）表达均降低,Runx2（F=106.536,P=0.000）、Osterix（F=452.546,P=0.000）、RAR?琢（F=253.159,P=0.000）的表达在第21天均下降,除Osterix表现为全程下调外,其他2个基因也在多个时间点有统计学差异;而RAR?茁表达则全程明显上升（F=2 294.377,P=0.000）。结论：at-RA抑制rBMSCs成骨分化,其机制可能与RAR?琢的下调和RAR?茁的上调,进而影响Runx2、Osterix的表达有关。     

Wnt3a协同BMP9调控间充质干细胞成骨分化及机制研究

目的：探讨经典Wnt信号通路与骨形态发生蛋白9（Bone morphogenetic protein 9,BMP9）诱导间充质干细胞（Mes－enchymal stem cells,MSCs）成骨的相互影响及分子机制。方法：以小鼠骨髓来源MSCs C3H10T1/2为目的细胞,用Wnt3a上调经典Wnt信号通路,联合BMP9作用于细胞,通过碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性测定、钙盐沉积实验、real time PCR、免疫细胞化学染色等方法观测BMP9与经典Wnt信号通路联合后对MSCs成骨分化的影响。结果：Wnt3a明显促进了BMP9诱导的ALP活性的增加[F=264.962,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=7.19,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=16.36,P=0.000],同时也明显增加了成骨标志物骨钙蛋白（Osteocalcin,OC）[F=3 920.102,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=39.10,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=62.56,P=0.000]和骨桥蛋白（Osteopontin,OPN）[F=1 935.824,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=40.88,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=56.42,P=0.000]的表达以及Runx2的mR－NA的表达[F=3 635.980,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=79.37,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=86.96,P=0.000],并且还促进了钙盐沉积。结论：Wnt3a与BMP9相互协同诱导MSCs的骨向分化,其中成骨转录因子Runx2可能作为二者的交汇点起了重要作用。     

Dkk1对骨形态发生蛋白9诱导间充质干细胞成骨分化的影响

目的：探讨经典Wnt信号通路胞外拮抗因子Dkk1对骨形态发生蛋白9（bone morphogenetic protein 9,BMP9）诱导间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）成骨分化的影响。方法：以C3H10T1/2为目的细胞,通过重组腺病毒介导BMP9过表达,联用重组腺病毒Dkk1抑制经典Wnt信号通路。检测各处理组碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性变化、钙盐沉积、骨钙素（osteocalcin,OC）、骨桥素（osteopontin,OPN）变化;体内异位成骨实验分析Dkk1对BMP9诱导MSCs成骨分化的影响。结果：BMP9可诱导C3H10T1/2细胞成骨分化;Dkk1显著降低BMP9诱导的C3H10T1/2细胞ALP活性（F=1 467.21,P=0.000）、钙盐沉积、OC（F=32.95,P=0.000）和OPN（F=127.23,P=0.000）蛋白表达;异位成骨模型中Dkk1抑制BMP9诱导的C3H10T1/2成骨分化和骨块成熟。结论：Wnt信号通路胞外拮抗因子Dkk1可降低BMP9诱导的C3H10T1/2成骨分化,BMP9诱导的C3H10T1/2细胞成骨分化可能需要经典的Wnt信号通路参与。     

胎盘来源间充质干细胞诱导分化为成骨细胞的实验研究

目的：掌握体外分离、培养扩增胎盘间充质干细胞的方法,探讨其成骨细胞定向诱导分化的能力。方法：用IV型胶原酶消化人胎盘组织,获得单个核细胞,接种于10%新生牛血清（FBS）低糖培养基中（DMEM）,贴壁后常规换液、传代,流式细胞仪检测其表面标志,用β 甘油磷酸钠,维生素C,地塞米松联合诱导,使胎盘贴壁细胞分化为成骨细胞,诱导后10?d检测碱性磷酸酶（ALP）活性,并行茜素红染色。结果：培养7～14?d后有少量贴壁细胞生长,逐渐呈成纤维细胞状,表达CD29、CD44和CD105,不表达CD34、CD45、CD19;在成骨诱导10?d后细胞ALP活性明显增强,茜素红染色可见钙盐沉积。结论：胎盘组织可能是新的间充质干细胞来源。     

转化生长因子-?茁1促进骨形态发生蛋白9诱导间充质干细胞成骨分化

目的：探讨转化生长因子?茁1（transforming growth factor-?茁1,TGF-?茁1）在骨形态发生蛋白9（bone morphogenetic protein 9,BMP9）诱导间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）成骨分化过程中的作用。方法：应用鼠MSC C3H10T1/2,以重组腺病毒法将BMP9导入,施加TGF-?茁1处理,建立BMP9联合TGF-β1诱导MSC成骨分化模型。改良SEAP化学发光法检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性;茜素红S染色进行钙盐沉积检测;实时荧光定量PCR检测成骨相关基因Ⅰa2型胶原（collagenⅠa2,COLⅠa2）、骨桥素（osteopotin,OPN）、骨钙素（osteocalcin,OCN）的mRNA转录表达水平,免疫细胞化学法检测细胞内OPN、OCN表达变化。荧光素酶报告基因法检测信号通路的Smad水平。结果：TGF-?茁1与BMP9联合处理较BMP9单独处理能更早更多地提高ALP活性和引起钙盐沉积（F处理=18 782.10,P=0.000）,持续处理达17 d后不再显示明显差异,TGF-?茁1单独处理与对照组间无明显差异（F=1.03,P=0.318）。TGF-?茁1与BMP9联合处理较BMP9单独处理可使COLⅠa2、OPN、OCN mRNA转录水平明显增高（COLⅠa2的F处理=250.30,P=0.000;OPN 的F处理=795.64,P=0.000;OCN的F处理=206.55,P=0.000）,COLⅠa2增高发生较早和显著（F=250.30,P=0.000）;细胞内OPN、OCN蛋白阳性表达显著增强。TGF-β1联合BMP9处理能刺激信号通路相应的Smad荧光素报告活性（?字2=32.84,P=0.000）。结论：在BMP9诱导MSC成骨分化中,联合应用TGF-?茁1具有促进成骨作用,BMP9与TGF-?茁1在成骨分化中可能存在互补效应。     

AP2α在BMP9诱导C3H10成骨分化中的作用及机制探讨

目的：研究转录蛋白2（activator protein 2,AP2）α在骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）9诱导小鼠间充质干细胞C3H10成骨分化中的作用及可能的分子机制。方法：重组腺病毒 Ad-BMP9感染小鼠C3H10细胞,显性负性突变体AP2α-△bHLH和AP2α-△TAD抑制 AP2α转录活性,通过RT-PCR、real-time PCR检测AP2α、BMP9及成骨相关基因的表达水平,Western blot检测骨桥蛋白（osteopontin,OPN）表达,碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性测定、茜红素染色实验观测C3H10成骨分化。结果：BMP9具有强促成骨分化的作用,对AP2α的表达水平无影响,AP2α显性负性突变体可抑制BMP9诱导的成骨基因骨钙蛋白（osteocalcin,OC）、OPN及骨保护素（osteoprotegerin,OPG）表达的增高（OC：F=56.929,P=0.000;OPN：F=54.789,P=0.000;OPG：F=159.451,P=0.000）,ALP活性（F=69.776,P=0.000）及红色钙盐沉积减少。结论：BMP9可能通过影响AP2α的转录活性调控成骨分化进程。     

载VEGF/万古霉素的多层缓释微球对人胎盘源间充质干细胞增殖与成骨分化的影响

目的：观察载血管内皮生长因子（VEGF）/万古霉素的多层海藻酸盐壳聚糖缓释微球对人胎盘源间充质干细胞（HPMSCs）增殖与成骨分化的影响,为其在组织工程修复骨缺损中的临床应用提供理论基础。方法：根据 前期基础制备缓释微球,将从人胎盘组织中分离培养的一部分HPMSCs分为载药微球组（载药微球+ HPMSCs）、空载微球组（空载微球+HPMSCs）和无球组（仅HPMSCs）。采用CCK-8试剂盒检测HPMSCs增殖率。取另一部分HPMSCs分为载药微球诱导组（载药微球+HPMSCs+成骨诱导液）、空载微球诱导组（空载微球+HPMSCs+成骨诱导液）、无球诱导组（HPMSCs+成骨诱导液）和非诱导组（HPMSCs+PBS）。孵育21d后分别采用茜素红染色及碱性磷酸酶（ALP）试剂盒检测HPMSCs钙盐沉积与ALP活性。结果：与无球组比较,载药微球组和空载微球组共培养后HPMSCs增殖率均无明显改变（P>0.05）。成骨诱导后茜素红染色,载药微球诱导组钙盐沉积明显多于空载微球诱导组和无球诱导组;载药微球诱导组细胞内ALP活性明显高于空载微球诱导组和无球诱导组（P<0.05）,空载微球诱导组细胞ALP活性高于无球诱导组（P<0.05）。结论：载VEGF/万古霉素的多层海藻酸盐壳聚糖缓释微球对HPMSCs增殖活性无明显影响,且能提高HPMSCs的成骨分化能力。     

新型培养基促进牙乳头细胞成骨分化及其在牙周骨组织再生中的应用

  目的  探讨新型化学成分明确培养基（chemically defined medium, CDM）对牙乳头细胞（dental papilla cells, DPCs）成骨分化潜能及体内牙周骨再生的影响。  方法  分离大鼠 DPCs，按培养基不同分为传统培养基（conventional medium, CM）组和CDM组，分别在CM和新型CDM中培养，评估两组DPCs细胞表面标记、增殖、迁移、成骨分化潜能；制备SD大鼠牙周骨缺损模型，CM和CDM两组DPCs分别复合胶原凝胶植入缺损区域内，评估两组DPCs在牙周骨缺损中的骨再生修复能力。  结果  在CM和CDM组中，DPCs细胞均显示相似的细胞表面标记；与CM相比，CDM可促进DPCs增殖、克隆形成及细胞迁移（P<0.05）；定量PCR显示CDM组DPCs成骨相关基因Runx2、Alp和Opn上调（P<0.05）；碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）染色显示CDM组DPCs细胞 ALP活性高于CM组（P<0.05）；细胞经成骨诱导后，茜素红染色显示CDM组DPCs细胞成骨分化能力高于CM组（P<0.05）。在大鼠体内牙周骨缺损模型中，移植CDM组DPCs细胞8周后，HE染色显示缺损区域皮质骨连续的新生骨，而CM组新生骨较少，骨皮质仍未愈合，microCT扫描定量分析显示CDM组骨体积分数（BV/TV）高于CM组（P<0.05）。  结论  CDM培养基可促进DPCs增殖和成骨分化能力，为未来细胞治疗中干细胞培养基的选择提供了新的方案。     

不同代次骨髓间充质干细胞成骨分化潜能的体外研究

目的观察不同代次人骨髓间充质干细胞(MSC)体外成骨分化能力,为优化组织工程种子细胞提供更多参数。方法应用全骨髓直接贴壁法分离培养10例健康志愿者MSC,依照年龄将MSC分为4组,<20岁,20岁～,30～40岁,>40岁组。取P1(passage 1)～P5诱导成骨分化,诱导分化14d予以碱性磷酸酶染色,21d茜素红染色,Image-Pro Plus软件分析细胞染色阳性区域平均吸光度值。结果 <20岁组P1～P5成骨分化能力无显著差异(P>0.05);30～40岁组P3分化能力低于P1、P2(P<0.05);>40岁组P3分化能力下降更明显(P<0.05or P<0.01),P4、P5几乎分化受阻。结论不同代次的MSC分化能力具有异质性,与年龄有关。>40岁组MSC在超过P3代时,细胞倍增时间明显延长,诱导成功率降低,成骨分化潜能明显下降,选择P2代作为种子细胞更有利于细胞治疗的安全及质量控制。     

釉基质蛋白对人牙周膜细胞生物学影响的体外研究

目的:了解釉基质蛋白对人牙周膜细胞的增殖、矿化、蛋白合成及超微结构的影响。方法:组织块法原代培养人牙周膜细胞,茜素红染色进行细胞表型的鉴定;采用细胞增殖试剂盒及流式细胞仪检测釉基质蛋白对人牙周膜细胞增殖及细胞周期的影响;BCA蛋白定量试剂盒分析釉基质蛋白对牙周膜细胞蛋白合成的影响;并用透射电镜观察牙周膜细胞超微结构的改变;免疫组化染色观察釉基质蛋白作用下对牙周膜细胞骨涎蛋白和骨桥蛋白表达的影响。结果:釉基质蛋白可促进牙周膜细胞增殖,促进牙周膜细胞DNA的合成,使牙周膜细胞周期的G1期细胞所占百分比降低,而S期细胞所占百分比升高,并可提高牙周膜细胞蛋白总量,透射电镜观察可见经釉基质蛋白作用后的牙周膜细胞胞浆丰富,与蛋白合成相关细胞器粗面内质网及高尔基体发达,釉基质蛋白可促进牙周膜细胞矿化相关蛋白骨涎蛋白和骨桥蛋白的表达。结论:釉基质蛋白能促进牙周膜细胞增殖、蛋白合成及矿化相关蛋白骨涎蛋白和骨桥蛋白的表达,促进牙周组织的再生。     

Effect of the gap junction blocker 1-heptanol on chondrogenic differentiation of mouse bone marrow mesenchymal stem cells in vitro

Objective:To investigate the effect of the gap junction blocker 1-heptanol on the in vitro chondrogenic differentiation of mouse bone marrow mesenchymal stem cells(MSCs) following induction by GDF-5. Methods:MSCs were isolated from mouse bone marrow and cultured in vitro. After 3 passages cells were induced to undergo chondrogenic differentiation with recombinant human GDF-5(100 ng/ml), with or without 1-heptanol(2.5μmol/L). The effect of 1-heptanol on MSCs proliferation was investigated using the MTT assay...     

生长分化因子5调控细胞分化机制研究新进展

生长分化因子5(GDF-5)属于转化生长因子β超家族,成熟的GDF-5含120个氨基酸残基,通过Smads介导和非Smads介导两种方式诱导目的基因,调控机体的骨骼、软骨等组织的生长发育和修复。近年来,又有研究发现GDF-5能够作用于脂肪来源的间充质干细胞,使其分化成骨、软骨、肌腱。此外,GDF-5在神经系统保护、心脏组织修复等方面的应用前景也越来越受到重视。     

双黄补缓释药条对实验性牙周组织再生的研究

目的:探讨双黄补缓释药条对实验性牙周组织再生修复的作用.方法:以4只Beagle犬双侧上下颌第二切牙及尖牙作为手术部位,共32个,将其配对分组为实验组和对照组各16个牙位.实验部位经翻瓣术造成人工牙周骨缺损,应用双黄补缓释药条,对照组为单纯翻瓣术;分别于术后1个月和3个月做组织学观察以及新生牙槽骨、新生牙骨质、结合上皮长度的测量.结果:实验组术后1个月和3个月新生牙槽骨和牙骨质明显大于对照组的相应值(P＜0.05);术后1个月实验组结合上皮长度明显短于对照组(P＜0.05),而术后3个月两组JE值差异无显著性意义(P＞0.05).结论:双黄补缓释药条可促进实验动物新生牙槽骨和牙骨质的生长,抑制结合上皮根移,有利于牙周组织再生.     

利用piggyBac转座子构建小鼠诱导性多能干细胞及其鉴定

目的：利用 piggyBac 转座子载体携带鼠源 Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc 4 个核转录因子,重编程胎鼠成纤维细胞（MEFs）为诱导性多能干细胞（iPSCs）,并探讨其作用效果。方法：分离Oct4-GFP小鼠的 MEFs,将携带鼠源 Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc等4个基因的piggyBac 转座子转入至MEFs;观察iPSCs克隆形成过程的形态表现;分析iPSCs染色体组成,评价iPSCs的核型变化。RT-PCR法检测小鼠iPSCs中胚胎干细胞（ESCs）相关基因Oct4、Nanog和FGF4的表达;免疫荧光、碱性磷酸酶染色和流式细胞术检测小鼠iPSCs中SSEA-1和Nanog蛋白表达。将iPSCs接种到NOD-SCID小鼠腹股沟进行畸胎瘤实验,4周后取畸胎瘤制备组织切片进行HE染色,观察组织分化情况。结果：通过piggyBac转座子成功构建iPSCs,其具有正常的核型,形态与小鼠ESCs相似,克隆边界清晰、呈圆形或卵圆形,克隆内细胞致密、核大。RT-PCR 和免疫荧光染色分析,iPSCs可表达多能性基因和蛋白（Oct4、Sox2、Kif4和c-Myc）。在免疫缺陷小鼠体内接种iPSCs可形成具有3个胚层组织的畸胎瘤。结论：以piggyBac转座子为载体将Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc 4个转录因子基因导入MEFs,可以成功诱导MEFs成为具有ESCs特征的正常核型iPSCs。     

原代人脂肪基质细胞体内成骨能力的检测

目的:检测原代人脂肪基质细胞(human adipose-derived stromal sells,hASCs)的体内成骨能力,为应用其构建组织工程化骨奠定基础。方法:酶消化法分离原代hASCs,细胞经成骨向和成脂肪向诱导后,碱性磷酸酶(al-kaline phosphatase,ALP)染色和茜素红矿化染色检测其成骨向分化的能力,油红O染色检测其成脂肪向分化的能力。体内实验使用12只裸鼠,于其背部一侧皮下植入原代hASCs+支架材料作为实验组,同一裸鼠的另一侧植入单纯支架材料作为对照组。植入4周和8周后取材,制成组织切片,进行HE染色和免疫组织化学染色观察。结果:300 mL脂肪组织中可以获得约6×107个原代hASCs。体外实验证实原代hASCs具有成骨向和成脂肪向分化的潜能。HE染色可见,植入4周和8周后植入物中有类骨组织形成,免疫组织化学染色显示骨钙素、ALP和抗人核抗体呈阳性表达。结论:原代人脂肪基质细胞与支架材料构建的复合物可以在裸鼠体内成骨。     

肌肉减少症患者血清AMPK-αmRNA、SIRT1、GDF-8的水平及其临床意义

  目的  研究肌少症患者血清腺苷酸活化蛋白激酶-α微小RNA(AMPK-αmRNA)、血清沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)及血清生长分化因子-8(GDF-8)的水平。  方法  选择2019年1月—2020年6月杭州市第三人民医院收治的老年患者81例,根据四肢肌肉质量指数、握力及步行速度将患者分为肌肉减少症组(41例)和非肌肉减少症组(40例),检测血清AMPK-α mRNA、SIRT1及GDF-8等。采用Pearson、Spearman相关性分析相关性;采用ROC曲线分析GDF-8的诊断价值。  结果  肌少症组与非肌少症组患者各项指标[AMPK-α mRNA: 0.26(0.24,0.29)vs. 0.29(0.27, 0.32);SIRT1(ng/L): 582.68±35.92 vs. 646.50±39.08;GDF-8(μg/L): 20.97±5.10 vs. 14.76±1.59]比较差异均有统计学意义(均P＜0.001)。SIRT1、AMPK-α mRNA与GDF-8呈负相关(P＜0.001, P=0.001)。握力与AMPK-α mRNA及SIRT1呈正相关(P=0.028, P＜0.001);握力与GDF-8呈负相关(P=0.001)。GDF-8诊断肌少症的临界值是17.25 μg/L,AUC值为0.884(P=0.040)。  结论  肌少症患者AMPK-α mRNA及SIRT1降低,GDF-8增高,GDF-8可作为肌少症诊断的辅助参考指标。      

Expression of GDF-5 during Limb Skeletal Development of Mice and the effect of GDF-5 on bone marrow mesenchymal stem cells in vitro

Objective： To investigate the expression of growth differentiation factor 5（GDF-5） during limb skeletal development of mice and the effect of GDF-5 on bone marrow mesenchymal stem cells in vitro. Methods ： The expression of GDF- 5 mRNA and protein in mouse fetal limb buds were detected in embryonic day 11.5-15.5 （E11.5-15.5） by RT-PCR and Western blotting respectively. Type Ⅱ collagen protein was examined with immunocytochemistry and the sulfate glycosaminoglycan was measured by Alcian blue. Results： During early stage of developmental skeletogenesis, the expression of GDF-5mRNA was constant and began with embryos E11.5, highlighted at embryos E12.5 and E13.5, subsequently dropped at embryos E14.5 and E15.5. There was very significant difference （P 〈 0.01） in average light density ratio of GDF-5/β-actin between E12.5-13.5 and the other three days. The expression of GDF-5 protein had a similar change with mRNA during limb skeletogenesis. Immunocytochemistry showed that GDF-5 could promote expression of Type Ⅱ collagen protein and histological staining of proteoglycan with Alcian blue revealed the deposition of typical cartilage extracellular matrix components. Conclusion： GDF-5 can enhance chondrogenic differentiation of mouse bone marrow mesenchymal stem cells in vitro, which plays an important role in limb skeletal development and joint formation.