基因芯片分析成骨生长肽对OPG^-/-小鼠骨髓间充质干细胞的作用

背景：合成成骨生长肽在体外可刺激骨髓间充质干细胞增殖和向成骨细胞分化,体内可增加骨密度改善骨质疏松,但具体作用机制尚未明确。目的：应用小鼠全基因组芯片筛查合成成骨生长肽作用下OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞的差异表达基因,探索成骨生长肽作用下可能影响到的基因与信号传导通路。方法：应用上海伯豪生物技术有限公司提供的小鼠全基因组Oligo芯片,筛选成骨生长肽干预组与空白对照组OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞差异表达基因,实时定量PCR分析验证部分与增殖分化相关的差异表达基因,并结合聚类分析及通路分析来探索成骨生长肽的作用机制。结果与结论：芯片结果显示,成骨生长肽作用后使346条基因表达下调,121条基因表达上调。PCR验证结果与芯片结果相符。经BioCarta通路分析,涉及6条通路蛋白;经KEGG通路分析,涉及12条通路。成骨生长肽对OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞的作用涉及多条信号传导通路,其中MAPK信号传导通路可能对其促增殖起着至关重要作用。     

骨髓间充质干细胞成脂和成骨分化过程中Wnt信号通路的调控效应

背景:骨髓间充质干细胞的成脂肪分化与成骨分化比例的失衡与许多骨疾病密切相关,而近些年发现Wnt信号通路在调控骨髓间充质干细胞的分化方向中起重要作用.目的:通过Wnt信号通路PCR基因芯片观察大鼠骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞和成骨细胞后相关基因表达的变化,寻找Wnt信号通路中调控骨髓间充质干细胞分化的靶基因.方法:采用大鼠第3代骨髓间充质干细胞分别进行成骨诱导和成脂诱导,7 d后用Trizol萃取培养瓶中的细胞总RNA,倒置显微镜下观察骨髓间充质干细胞形态特征及成骨诱导后和成脂诱导后细胞形态特征.采用Wnt信号通路PCR芯片(大鼠)进行摹因芯片检测,以未诱导组为对照,计算成脂肪诱导,成骨诱导后相关基因上调/下调的比值.结果与结论:①倒置显微镜下观察,传3代后可获得均一性较高的骨髓间充质干细胞,骨髓间充质干细胞经成骨诱导后向成骨细胞方向分化,经成脂诱导后向脂肪细胞方向分化.②与未诱导组相比,骨髓间充质干细胞成脂诱导后Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk-1,kremen,FZD1,FZD7)等15个(ratio＞2),下调的基因(sFrp 5,β-catenin,Dvl3,Tcf7)等16个(ratio＜0.5).成骨诱导后,Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk1,kmmen,β-catenin,Wnt11)6个,表达下调的基因(sFrp5,sFRP4,Fzd1)等15个.提示WnI信号通路在骨髓间克质干细胞成脂细胞分化和成骨细胞分化中发挥重要作用.     

骨髓间充质干细胞Notch1信号通路异常与骨髓瘤骨病

背景:多发性骨髓瘤骨病的发病机制目前尚未完全明确,骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化障碍参与其中,而Notch1信号通路在间充质干细胞的增殖分化中起重要作用。目的:探讨Notch1信号通路在多发性骨髓瘤骨病中的作用。方法:分离培养多发性骨髓瘤患者和正常人骨髓间充质干细胞,Real-time PCR和Western blot检测成骨诱导分化前后Notch1和成骨基因Runx2的表达,以及Von Kossa染色鉴定钙质沉积程度。在多发性骨髓瘤患者间充质干细胞成骨诱导分化过程中,加入Notch1信号通路抑制剂DAPT和安慰剂,48 h后real-time PCR和western blot鉴定Notch1信号通路下游分子Hes1和成骨指标Runx2表达,2周后Von Kossa染色鉴定钙质沉积程度。结果与结论:成骨诱导48 h后,间充质干细胞的Notch1表达减低,但是骨髓瘤患者间充质干细胞的降低幅度小于正常对照间充质干细胞;48 h后Runx2的表达在骨髓瘤患者间充质干细胞的表达明显弱于正常对照间充质干细胞;2周后,Von Kossa染色鉴定钙质沉积程度,骨髓瘤患者间充质干细胞明显弱于正常对照间充质干细胞;48 h后Hes1表达在DAPT组明显低于安慰剂组;而Runx2的表达在DAPT组明显高于安慰剂组。2周后DAPT组钙质沉积明显强于安慰剂组。实验说明多发性骨髓瘤患者的间充质干细胞中,Notch1信号通路失活缺陷可能抑制其向成骨细胞分化。     

系统性红斑狼疮小鼠骨髓间充质干细胞的成骨、成脂分化能力下降

背景：系统性红斑狼疮患者的骨髓间充质干细胞与正常人相比是否有不同,相关报道较少。 目的：对比系统性红斑狼疮模型小鼠与正常小鼠的骨髓间充质干细胞多向分化能力的差别。 方法：分离培养系统性红斑狼疮模型小鼠与C57BL小鼠的骨髓间充质干细胞（对照组）,分别进行成骨、成脂诱导分化,观察两种小鼠的骨髓间充质干细胞的分化能力。 结果与结论：C57BL小鼠的骨髓间充质干细胞经传代后,为长梭形,呈均匀分布生长;系统性红斑狼疮模型小鼠的骨髓间充质干细胞表现为生长缓慢,细胞相对C57BL小鼠要少一些。经过成骨诱导显示系统性红斑狼疮模型小鼠的钙结节和钙盐明显少于对照组,PCR检测成骨基因Runx2,碱性磷酸酶,骨钙素表达也明显下降。经过成脂诱导显示系统性红斑狼疮模型小鼠的脂滴明显少于对照组,PCR检测成脂基因PPARγ2,脂蛋白酯酶表达也明显下降。说明系统性红斑狼疮模型小鼠的骨髓间充质干细胞成骨与成脂能力都低于C57BL小鼠,系统性红斑狼疮模型小鼠的骨髓间充质干细胞的多向分化能力受损。     

C57小鼠脂肪及骨髓间充质干细胞生物学特性的比较

背景：研究发现,脂肪源干细胞具有和骨髓间充质干细胞一样的贴壁和形成成纤维样克隆特性,并具有向骨、脂肪、软骨等多系分化的能力。 目的：比较C57小鼠脂肪源间充质干细胞和骨髓间充质干细胞的生物学特点。 方法：在无菌的条件下分别从C57小鼠的脂肪和骨髓中获取脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞。体外分离、培养并将脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞传至第3代,进行细胞形态、表面标记、生长动力学分化潜能测定和Notch信号相关基因的检测。 结果与结论：脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞形态学相似,第3代的脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞均表达CD29、CD105、Sca-1,不表达CD34、CD133,但骨髓间充质干细胞还表达CD45;生长曲线和细胞克隆分析显示脂肪间充质干细胞的增殖速度明显比骨髓间充质干细胞快;脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞均可向成骨、成脂、成软骨诱导分化,脂肪间充质干细胞更易向成骨诱导;Notch 相关基因检测显示脂肪源干细胞的 Jagged-1表达水平明显比骨髓间充质干细胞低,而 Hes-1的表达水平脂肪源干细胞明显高于骨髓间充质干细胞的表达水平。提示脂肪间充质干细胞比骨髓间充质干细胞扩增能力更强,更易向成骨分化,可能与Hes-1表达水平有关。     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Hedgehog信号分子的表达

背景：Hedgehog 信号通路是一个在胚胎阶段调控多种组织器官发育的重要信号通路,在成骨发育方面具有重要的作用。但Hedgehog 信号分子在大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞过程中的作用尚未清楚。目的：体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化,检测 Hedgehog 信号分子在成骨诱导分化过程中的变化。方法：从大鼠骨髓中分离得到骨髓间充质干细胞,进行地塞米松成骨诱导,通过免疫组化方法鉴定成骨的情况,Western Blot方法检测 Hedgehog 信号分子 SHH 和 IHH 在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达。结果与结论：成功分离得到骨髓间充质干细胞,地塞米松诱导培养 7,14,21 d 后,Ⅰ型胶原的表达量逐渐增加;在诱导成骨分化过程中,SHH 蛋白表达升高,诱导组的表达明显高于未诱导组的表达（P 〈 0.05）,而 IHH 蛋白的表达降低,诱导组的表达明显低于未诱导组的表达（P 〈 0.05）。结果提示,Hedgehog 信号分子参与地塞米松诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的过程,且 SHH 和 IHH 在间充质干细胞诱导成骨过程中的作用有差异。     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Hedgehog信号分子的表达

背景:Hedgehog信号通路是一个在胚胎阶段调控多种组织器官发育的重要信号通路,在成骨发育方面具有重要的作用.但Hedgehog信号分子在大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞过程中的作用尚未清楚.目的:体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化,检测Hedgehog信号分子在成骨诱导分化过程中的变化.方法:从大鼠骨髓中分离得到骨髓间充质干细胞,进行地塞米松成骨诱导,通过免疫组化方法鉴定成骨的情况,Western Blot方法检测 Hedgehog信号分子SHH和IHH在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达.结果与结论:成功分离得到骨髓间充质干细胞,地塞米松诱导培养7,14,21 d 后,Ⅰ型胶原的表达量逐渐增加;在诱导成骨分化过程中,SHH蛋白表达升高,诱导组的表达明显高于未诱导组的表达(P < 0.05),而IHH蛋白的表达降低,诱导组的表达明显低于未诱导组的表达(P < 0.05).结果提示,Hedgehog信号分子参与地塞米松诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的过程,且SHH和IHH在间充质干细胞诱导成骨过程中的作用有差异.     

骨髓间充质干细胞Nolch1信号通路异常与骨髓瘤骨病

背景：多发性骨髓瘤骨病的发病机制目前尚未完全明确,骨髓问充质干细胞向成骨细胞分化障碍参与其中,而Notchl信号通路在间充质干细胞的增殖分化中起重要作用。目的：探讨Notchl信号通路在多发性骨髓瘤骨病中的作用。方法：分离培养多发性骨髓瘤患者和正常人骨髓间充质干细胞,Real．timePCR和Westernblot检测成骨诱导分化前后Notchl和成骨基因Runx2的表达,以及VonKossa染色鉴定钙质沉积程度。在多发性骨髓瘤患者间充质干细胞成骨诱导分化过程中,加入Notchl信号通路抑制剂DAPT和安慰剂,48h后real-timePCR和westernblot鉴定Notchl信号通路下游分子Hesl和成骨指标Runx2表达,2周后VonKossa染色鉴定钙质沉积程度。结果与结论：成骨诱导48h后,间充质干细胞的Notchl表达减低,但是骨髓瘤患者间充质干细胞的降低幅度小于正常对照间充质干细胞;48h后Runx2的表达在骨髓瘤患者间充质干细胞的表达明显弱于正常对照间充质干细胞;2周后,VonKossa染色鉴定钙质沉积程度,骨髓瘤患者问充质干细胞明显弱于正常对照间充质干细胞;48h后Hesl表达在DAPT组明显低于安慰剂组;而Runx2的表达在DAPT组明显高于安慰剂组。2周后DAPT组钙质沉积明显强于安慰剂组。实验说明多发性骨髓瘤患者的问充质干细胞中,Notchl信号通路失活缺陷可能抑制其向成骨细胞分化。     

pcDNA3.1-成骨生长肽真核表达载体在骨髓基质干细胞中的表达（英文）

背景:成骨生长肽具有明显的促进成骨细胞增殖、分化、成熟的作用。目的:观察成骨生长肽基因转染兔骨髓基质干细胞后的表达及表达产物对骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的影响。方法:构建重组真核表达载体pcDNA3.1-成骨生长肽,并在脂质体介导下,将其导入兔骨髓基质干细胞。通过G418筛选获得阳性克隆。RT-PCR方法检测成骨生长肽基因在骨髓基质干细胞内的表达,并观察转染pcDNA3.1-成骨生长肽后骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的情况。结果与结论:实验成功构建了真核表达载体pcDNA3.1-成骨生长肽,转染pcDNA3.1-成骨生长肽的骨髓基质干细胞可见成骨生长肽mRNA的表达,同时羟脯氨酸的分泌水平增加,碱性磷酸酶活性增高。证实经pcDNA3.1-成骨生长肽转染的兔骨髓基质干细胞不仅可以表达成骨生长肽,而且具有向成骨细胞分化的特性。     

联合培养体系中对骨髓间充质干细胞Bmi-1表达的影响

背景：血管内皮细胞能够促进骨髓间充质干细胞向成骨方向转变,并为干细胞的生长增殖提供营养支持。目的：观察人脐静脉血管内皮细胞在联合培养体系中对人骨髓间充质干细胞的形态、生长、细胞分化及其Bmi-1基因表达的影响。方法：在建立细胞联合培养体系基础上,设立单纯骨髓间充质干细胞培养组、骨髓间充质干细胞与脐静脉血管内皮细胞联合培养组,分别于第4,6,8,10天在相差显微镜下观察形态变化、细胞计数绘制生长曲线并采用实时荧光定量PCR检测单独培养的人骨髓间充质干细胞组及联合培养组中人骨髓间充质干细胞的Bmi-1基因表达情况。结果与结论：在各时间点与单纯骨髓间充质干细胞培养组相比较,联合培养组中干细胞的形态呈多样化,后期部分细胞之间出现了连接,成骨分化明显。联合培养组的细胞数量以及Bmi-1表达量各时间点均显著高于单纯骨髓间充质干细胞培养组。联合培养相容性良好。提示脐静脉内皮细胞对体外联合培养体系中骨髓间充质干细胞具有促进增殖的作用;能促进骨髓间充质干细胞Bmi-1基因的表达,对细胞衰老和增殖能力有显著影响。     

pcDNA3.1-成骨生长肽真核表达载体在骨髓基质干细胞中的表达

背景：成骨生长肽具有明显的促进成骨细胞增殖、分化、成熟的作用。目的：观察成骨生长肽基因转染兔骨髓基质干细胞后的表达及表达产物对骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的影响。方法：构建重组真核表达载体pcDNA3.1-成骨生长肽,并在脂质体介导下,将其导入兔骨髓基质干细胞。通过G418筛选获得阳性克隆。RT-PCR方法检测成骨生长肽基因在骨髓基质干细胞内的表达,并观察转染pcDNA3.1-成骨生长肽后骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的情况。结果与结论：实验成功构建了真核表达载体pcDNA3.1-成骨生长肽,转染pcDNA3.1-成骨生长肽的骨髓基质干细胞可见成骨生长肽mRNA的表达,同时羟脯氨酸的分泌水平增加,碱性磷酸酶活性增高。证实经pcDNA3.1-成骨生长肽转染的兔骨髓基质干细胞不仅可以表达成骨生长肽,而且具有向成骨细胞分化的特性。     

Polydopamine-modified poly(l-lactic acid) nanofiber scaffolds immobilized with an osteogenic growth peptide for bone tissue regeneration

It is highly desirable for bone tissue engineering scaffolds to have significant osteogenic properties and capability to improve cell growth and thus enhance bone regeneration. In this study, a poly(l-lactic acid) (PLLA) nanofiber scaffold-immobilized osteogenic growth peptide (OGP) was prepared via polydopamine (PDA) coating. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), contact angle measurement, and scanning electron microscopy (SEM) were used to determine the OGP immobilization, hydrophilicity and surface roughness of the samples. The SEM and fluorescence images demonstrate that the PLLA nanofiber scaffolds immobilized with the OGP have excellent cytocompatibility in terms of cell adhesion and proliferation. The ALP activity and the Runx2 and OPN expression results indicated that the PLLA nanofiber scaffolds immobilized with OGP significantly enhanced the osteogenic differentiation and calcium mineralization of hMSCs in vitro. A rat model of critical skull bone defect was selected to evaluate the bone formation capacity of the scaffolds. Micro CT analysis and histological results demonstrated that the PLLA scaffolds immobilized with OGP significantly promoted bone regeneration in critical-sized bone defects. This study verifies that the PLLA scaffold-immobilized OGP has significant potential in bone tissue engineering.

Polydopamine-modified PLLA nanofiber scaffolds immobilized with osteogenic growth peptide were designed and prepared for promoting bone formation.     

成骨生长肽羧基端片段及其衍生物对骨髓抑制小鼠造血系统的影响

目的:初步观察成骨生长肽羧基端片段[OGP(10-14)]及其衍生物G38I、G38K对环磷酰胺(CTX)诱导骨髓抑制小鼠造血系统的影响.方法:40只小鼠随机分为5组,经注射CTX诱导骨髓抑制.分别给予OGP(10-14)、G38I、G38K或粒细胞集落刺激因子(G-CSF)治疗,未治疗的CTX组为阴性对照.分别于第1、7、10、14天测定小鼠外周血象并于注射CTX后第7天处死.观察外周血干细胞抗原-1(Sca-1)阳性细胞比例和骨髓有核细胞数.结果:注射CTX可诱导小鼠出现骨髓抑制.注射CTX前OGP(10-14)及其衍生物对小鼠外周血象无明显作用(P>0.05).注射CTX后OGP(10-14)组和G38I组外周血白细胞较CTX组显著升高(P<0.01),疗效与G-CSF接近,G38I组和G38K组血小板升高(P<0.01).各药物治疗组外周血Sca-1阳性细胞百分比和骨髓有核细胞数显著提高(P<0.05,P<0.01).结论:OGP(10-14)及其衍生物G38I、G38K可升高骨髓抑制小鼠外周血白细胞和血小板的数量,动员造血干细胞,对骨髓造血功能的恢复起到积极作用.     

成骨生长肽壳聚糖—海藻酸钠微球的制备及体外检测

背景:成骨生长肽体外注射可以刺激外周血和骨髓细胞数增加,增加动物的骨量,加速骨折愈合,但因多肽不稳定性及注射应用不方便,限制了其临床应用。目的:应用乳化交联法制备成骨生长肽壳聚糖-海藻酸钠缓释微球,并对其粒径、载药、体外释药、理化特性进行检测。方法:以戊二醛作为交联剂,应用乳化交联法制备具有控制释放功能的负载成骨生长肽壳聚糖-海藻酸钠微球,显微镜及扫描电镜观察微球的形态和粒径;利用酶联免疫吸附实验动态检测成骨生长肽壳聚糖-海藻酸钠微球的载药率、包封率和缓释规律。结果与结论:乳化交联法制备的壳聚糖-海藻酸钠微球,球形良好,球体表面有较多微孔,具有较高的包封率(>72%)。体外药物释放实验表明,成骨生长肽可以从壳聚糖-海藻酸钠微球中缓慢释放,整个释放过程可达49d,累积释放率>85%。提示应用乳化交联法制备的负载成骨生长肽壳聚糖-海藻酸钠缓释微球,具有很好的控制释放成骨生长肽的能力。     

OGP对NIH3T3细胞作用机理的研究

目的：研究成骨生长肽(OGP)对NIH3T3细胞的作用机理。方法：细胞计数法测定不同浓度的OGP14肽及5肽对NIH3T3细胞的促增殖作用，以流式细胞仪测定细胞膜上OGP的表达。观察0GP抗体对OGP促增殖作用的影响。结果：OGP14肽及5肽在10^-11mol／L时对NIH3T3细胞有促增殖作用，同时细胞膜上OGP表达增加；OGP抗体可抑制OGP的促增殖作用，同时使细胞膜上OGP表达下降。结论：OGP14肽及5肽可以通过对OGP的正反馈来调节NIH3T3细胞的增殖。     

振动应力刺激骨髓间充质干细胞修复兔骨缺损

背景:研究证实,力学因素可调控、诱导骨髓间充质干细胞定向分化为骨细胞,提高分化效率。目的:观察振动应力刺激对兔骨缺损微环境中骨髓间充质干细胞移植修复肱骨骨缺损成骨分化能力的影响。方法:24只兔按随机数字表法分为非振动单纯骨基质明胶组、非振动骨基质明胶+骨髓间充质干细胞复合植入组、振动骨基质明胶+骨髓间充质干细胞复合植入组,每组8只,建立兔肱骨骨缺损模型。振动组兔置于振动平台,以0.3G的加速度,25Hz,正弦波型,1次/d,30min/次,持续4周施加振动刺激。结果与结论:造模4周后,大体观察结果显示,振动组骨痂生长良好,组织学切片显示其新生骨量较多,可见大量成骨细胞,骨缺损与断端形成骨性连接;振动组Ⅰ型胶原蛋白、RUNX2mRNA表达水平明显高于非振动组。提示振动应力刺激可促进骨缺损微环境中骨髓间充质干细胞的成骨分化能力,提高Ⅰ型胶原蛋白、RUNX2mRNA表达水平,从而加速骨缺损修复的进程。     

RNA干涉抑制破骨细胞分化因子表达对骨髓基质细胞成骨成脂分化的影响

背景:RNA干涉是目前分子生物学研究领域重要的基因下调技术,护骨素/κB受体活化因子/破骨细胞分化因子偶联系统是目前骨改建平衡研究中的热点。目的:应用RNA干涉特异性抑制大鼠骨髓基质细胞内破骨细胞分化因子基因的表达,研究破骨细胞分化因子表达下调后对骨髓基质细胞成骨成脂分化的影响。方法:获取骨髓基质细胞,转染前24h按5×105/孔接种于6孔培养板中,分为实验组、阴性对照组和空白对照组,前2组细胞分别转染针对破骨细胞分化因子的siRNA或阴性对照siRNA。观察骨髓基质细胞增殖活性、碱性磷酸酶活性及Real-TimePCR检测成骨成脂基因mRNA的表达。结果与结论:实验组碱性磷酸酶活性降低,RunX-2,骨形态发生蛋白2,4表达降低,而PPAR-γ和C/EBP-α的表达升高(P<0.05)。提示,通过RNA干涉使骨髓基质细胞的破骨细胞分化因子表达下调对骨髓基质细胞成骨分化有抑制作用,而对成脂分化有促进作用。     

沉默膜联蛋白A1基因影响兔骨髓间充质干细胞的增殖及成骨分化能力

背景:膜联蛋白A1蛋白参与细胞的增殖和分化的调控。激素性股骨头坏死与骨髓间充质干细胞增殖和分化能力的改变相关。目的:观察沉默膜联蛋白A1基因对兔骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化能力的影响。方法:将新西兰大白兔的骨髓间充质干细胞分离培养后分为RNA干扰组,用携带针对膜联蛋白A1基因的短发夹RNA慢病毒载体LV-shANXA1感染骨髓间充质干细胞下调膜联蛋白A1基因的表达;阴性对照组,用携带无义基因序列的慢病毒载体LV-shANXA1-NC感染骨髓间充质干细胞;空白对照组,不加任何干预措施。结果与结论:纯化后的骨髓间充质干细胞CD44和CD105表达阳性率分别为97.2%和95.8%,而CD45阳性率为2.5%。经嘌呤霉素筛选后,感染复数为50时,LV-shANXA1对骨髓间充质干细胞感染效率为80%;感染复数为100时,感染效率为95%。实时PCR和Western blot检测显示感染复数为50时,LV-shANXA1对膜联蛋白A1基因的沉默效率效率可达72.4%以上。膜联蛋白A1表达下调后,骨髓间充质干细胞出现明显生长抑制,在随后成骨分化诱导后,细胞的碱性磷酸酶染色阳性率和碱性磷酸酶活性明显降低,且茜素红染色呈阴性反应。表明沉默膜联蛋白A1基因降低骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化能力,这可能是激素性股骨头坏死发病机制之一。