促肾上腺皮质激素对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的:观察促肾上腺皮质激素(ACTH)对小鼠骨髓间充质干细胞(D1细胞系)成骨分化的影响。方法:将D1细胞分成6组,对照组、对照组+低浓度ACTH组、对照组+高浓度ACTH组、成骨组、成骨组+低浓度ACTH组、成骨组+高浓度ACTH组;各组孵育细胞6 d后通过茜素红染色法评价成骨分化;分别孵育细胞1、3、6 d后,采用...     

骨髓间充质干细胞成骨分化的研究与进展

超临界大面积或大段骨缺损仍是临床面临的难题,研究者们致力于研发人工骨材料,但为了解决人工骨材料成骨效应不良的问题,人们越来越关注骨髓间充质干细胞在骨组织工程中的应用。本综述以骨髓间充质干细胞、成骨分化、成骨细胞、临床应用"Bone marrow mesenchymal stem cells,osteogenesis differentiation,osteoblasts cell,clinical application"为检索词,应用计算机搜索CNKI数据库、万方数据库、维普数据库、PUBMED数据库,全面归纳总结骨髓间充质干细胞的分离培养、骨髓间充质干细胞鉴定方法、成骨诱导方法、成骨分化鉴定及其在临床中的应用,为证实其作为种子细胞治疗骨组织疾病提供理论依据。学者们初步研究了骨髓间充质干细胞结合移植、组织工程等技术来治疗骨和软骨缺损、骨关节炎、股骨头坏死等疾病,均取得了较好的临床疗效。但是骨髓间充质干细胞会有一定的优缺点,其临床试验及远期疗效的验证还需进一步深入研究。     

生物力学信号对骨髓间充质干细胞体内外成骨分化的影响

具有多向分化潜能的骨髓间充质干细胞(BMSC)已成为组织工程学种子细胞的重要来源,用以促进受损组织的修复。以往大量研究表明BMSC所处生物化学微环境对其分化具有重要的调节作用,进一步研究表明除细胞因子等生物化学信号外,生物力学信号也可影响BMSC的分化.这方面的研究已日益引起关注。为模拟组织体内受力情况,对生物力学的研究主要包括流体剪切力、流体静压力、压应力、张应力、冲击波等。该文着眼于生物力学信号对BMSC成骨方向分化的影响,简要介绍几种研究较多的生物力概念和模型,并对近年各种力学作用影响BMSC体内外成骨分化的研究进展作一综述。     

补肾中药对骨髓间充质干细胞成骨分化的作用研究

骨髓间充质干细胞作为骨损伤后,骨修复、重建的种子细胞,越来越成为骨组织工程学中的研究热点。骨修复、重建的关键核心是如何能够提高骨髓间充质干细胞的高效增殖和成骨定向分化。以"肾藏精,主骨,生髓"的中医理论为依据,同时实验和临床也证实,补肾中药可以有效地促进骨髓间充质干细胞增殖、以及定向成骨分化。为骨损伤之后的修复和重建提供新的治疗途径。笔者就近年补肾中药促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究作一综述。     

体外冲击波诱导骨髓间充质干细胞成骨的力化学信号转导机制

体外冲击波疗法（extracorporeal shock wave therapy，ESWT）因患者不必住院、并发症少、治疗周期短、风险低、治愈率高，已成为骨科领域一种新的非侵人性治疗方法。其不仅用于治疗钙化性冈上肌腱炎、肱骨外上髁炎、足底筋膜炎等顽固性骨肌病变，近年来还用于治疗骨不连及早中期股骨头缺血性坏死，取得较好效果。ESWT成骨不仅局限于震波治疗部位，骨缺损周围都可见到很明显的新骨形成，因此，我们认为ESWT成骨的机制不仅为造成局部的微骨折，更可能是诱导骨髓问充质干细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）在缺损部位的成骨分化，即体外冲击波（extracorporeal shock wave，ESW）作用于人体，通过力化学信号转导产生生物学效应，达到组织细胞再生及修复的功能。     

人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达

目的：系统研究人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）体外成骨诱导分化过程中成骨相关基因的表达变化。方法：应用密度梯度离心法分离hBMSCs,取第2代细胞通过流式检测及多向诱导分化方法进行干细胞鉴定;应用RT-PCR法对hBMSCs在体外成骨诱导不同时间点的成骨相关基因表达进行检测。结果：第2代hBMSCs表达间充质干细胞表面标志CD44、CD90,具有成脂和成骨分化潜能。成骨相关基因在诱导早期部分表达,中期均有表达,基因表达大部分在14天达高峰,与矿化相关的基因表达在21天达高峰。结论：hBMSCs体外成骨诱导过程中成骨相关基因呈动态表达,其表达时序与成骨细胞生理发育基本相似。     

骨髓间充质干细胞成软骨分化研究进展

骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)是存在于骨髓基质中的一种多能干细胞，在特定的培养条件下，MSCs可分化成成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、成纤维细胞等多种间充质细胞。由于它们可以作为滋养层支持造血干细胞的生长，因此也被称为骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells，BMSCs)。本文就骨髓MSCs的分离培养及成软骨分化的研究进展作一综述。     

低频振动对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化及相关基因表达的影响

目的 观察低频振动对小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）成骨分化的影响。方法 取3周龄C57BL/6小鼠,分离及培养其BMSCs。将细胞分为两组,对照组及低频振动组,两组均诱导BMSCs进行成骨分化,低频振动组在诱导过程中实施低频振动干预（15 Hz,垂直加速度0.3 g）,对照组不进行干预,分别于第7天、第14天收获细胞,将第7天的细胞进行碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）染色,将第14天的细胞进行茜素红染色;并利用Real-time PCR检测相关基因表达。结果 低频振动组细胞第7天的ALP活性明显高于对照组,且在14 d形成的钙结节多于对照组;所检测基因中,低频振动组细胞Ⅰ型胶原蛋白、骨桥蛋白、骨钙素、骨保护素基因的表达均高于对照组,而破骨细胞分化因子（receptor activator of NF-κB ligand, RANKL）较对照组低。结论 低频振动可以促进BMSCs的成骨分化,并调节成骨细胞分泌的细胞因子,影响破骨细胞的生成。     

兔自体骨髓间充质干细胞体内复合移植的成骨研究

目的 观察兔自体骨髓间充质干细胞（MSCs)体内复合移植的成骨能力，以寻求理想的MSCs载体。方法将10只新西兰大白兔随机分成A、B两组，从自体骨髓中分离出MSCs，体外培养并扩增后分别与相同大小的小牛脱钙骨（DBCB），自固化磷酸钙人工骨（CPC）复合移植于两组大白兔左侧骶棘肌中，同时右侧骶棘肌分别植入相同大小的DBCB，CPC作空白对照；16周后取出标本，观察成骨情况并行组织学检查。结果 A组5例：MSCs DBCB侧均发现有新骨组织形成，单纯DBCB侧3例被完全吸收，降解，2例大部分吸收，降解；B组5例；MSCs CPC侧和单纯CPC侧均未见骨组织形成，植入物也无明显吸收，结论 自体骨髓MSCs在适合载体负载下可在体内自动分化成骨，DBCB是MSCs的良好载体之一。     

七厘散含药血清对骨髓间充质干细胞增殖、成骨分化的影响

目的 分析七厘散对体外培养的骨髓间充质干细胞增殖,成骨分化的影响。方法 采用5倍等效剂量七厘散灌服大鼠,制得含药血清,以灌服等体积生理盐水制得对照血清;采用贴壁筛选法培养大鼠骨髓间充质干细胞,同时进行细胞表型鉴定,并以含药血清干预第三代rBMSCs。MTT 法检测细胞增殖情况;于干预后的第3、6、9和12d分别测定细胞碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性、干预后6、11、16d分别测定骨钙素（BGP）、Ⅰ型胶原、钙盐沉积量及钙化结节数,并比较两组间差异。结果 七厘散含药血清显著促进外源性骨髓间充质干细胞增殖及促进骨髓间充质干细胞成骨性分化,表现在该组的碱性磷酸酶活性、骨钙素、Ⅰ型胶原、钙盐沉积量和钙化结节数高于对照组（P<0.01）。结论 七厘散含药血清具有显著促进rBMSCs增殖和成骨性分化活性的作用。     

Comparison of the osteogenic capacity of minipig and human bone marrow‐derived mesenchymal stem cells

Minipigs are a recommended large animal model for preclinical testing of human orthopedic implants. Mesenchymal stem cells (MSCs) are the key repair cells in bone healing and implant osseointegration, but the osteogenic capacity of minipig MSCs is incompletely known. The aim of this study was to isolate and characterize minipig bone marrow (BM) and peripheral blood (PB) MSCs in comparison to human BM‐MSCs. BM sample was aspirated from posterior iliac crest of five male Göttingen minipigs (age 15 ± 1 months). PB sample was drawn for isolation of circulating MSCs. MSCs were selected by plastic‐adherence as originally described by Friedenstein. Cell morphology, colony formation, proliferation, surface marker expression, and differentiation were examined. Human BM‐MSCs were isolated and cultured from adult fracture patients (n = 13, age 19–60 years) using identical techniques. MSCs were found in all minipig BM samples, but no circulating MSCs could be detected. Minipig BM‐MSCs had similar morphology, proliferation, and colony formation capacities as human BM‐MSCs. Unexpectedly, minipig BM‐MSCs had a significantly lower ability than human BM‐MSCs to form differentiated and functional osteoblasts. This observation emphasizes the need for species‐specific optimization of MSC culture protocol before direct systematic comparison of MSCs between human and various preclinical large animal models can be made. © 2012 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 30:1019–1025, 2012     

miR-187-5p 对骨髓间充质干细胞成骨分化能力的调控作用

目的利用小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化模型,探讨miR-187-5p在成骨分化中的表达趋势及调控作用。方法通过切除雌性小鼠双侧卵巢构建小鼠骨质疏松模型;应用qRT-PCR技术检测组织和细胞中miR-187-5p的表达;应用基因转染技术观察过表达或敲减miR-187-5p对BMSCs向成骨分化的影响;应用茜素红和碱性磷酸酶染色检测BMSCs中矿化结节的数量和矿化区域的染色面积。结果 qRT-PCR结果显示miR-187-5p在骨质疏松模型小鼠的骨组织及BMSCs中均表达下降。过表达miR-187-5p可提高ALP、Collagen-1、Runx2、BMP4、OCN和OPN等成骨分化相关基因mRNA的表达,促进BMSCs向成骨分化;而敲减miR-187-5p降低ALP等成骨分化相关基因mRNA的表达,抑制BMSCs向成骨分化。在体实验同样证实,过表达miR-187-5p可以显著促进骨质疏松小鼠BMSCs向成骨分化,改善小鼠的骨质疏松表型。结论过表达miR-187-5p促进BMSCs向成骨分化,敲减miR-187-5p抑制BMSCs向成骨分化。     

葛根素对人牙周膜干细胞成骨分化的作用

目的:探讨葛根素对人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells,hPDLSCs)成骨分化的影响。方法:向体外培养的hPDLSCs中分别加入0.01mmol/L、0.1mmol/L和1mmol/L葛根素作为实验组,另设阳性对照组和空白组。MTT法检测葛根素对hPDLSCs活性影响,采用免疫荧光法、碱性磷酸酶(alkaline phosphotase,ALP)试剂盒、茜素红染色及qRT-PCR对葛根素作用后hPDLSCs生物学特性作初步观察。结果:0.01mmol/L葛根素可明显促进hPDLSCs增殖,免疫荧光染色显示实验组I型胶原蛋白(collagen-I,COL-I)和骨桥蛋白(osteopontin,OPN)均阳性表达;与空白组对比,实验组诱导7天后ALP活性升高,14天后茜素红染色见矿化结节形成,qRT-PCR检测ALP和骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)分别在加药后7天和14天表达上调。结论:葛根素能够促进牙周膜干细胞向成骨细胞分化。     

地塞米松干预人骨髓间充质干细胞分化的表观遗传学修饰

目的观察高浓度地塞米松(dexamethasone, Dex)作用于人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells, hBMSCs)的表观遗传修饰及对其分化作用的影响。方法①人骨髓间充质干细胞培养于ɑ-MEM完全培养基中,体外扩增,传至第4代,拍摄显微电镜图片评估细胞生长状态;②通过Real-time PCR检测经不同地塞米松浓度(1、10μmol/L)作用细胞3 d后Runx2、ALP、OPG、RANKL、Dnmt1(DNA methyltransferase 1)的mRNA表达;③Western-blot检测经1μmol/L浓度地塞米松作用的细胞7 d后Dnmt1、H3K4me3 (trimethylation of lysine 4 on histone H3)、H3K27me3(trimethylation of lysine27 on histone H3)蛋白表达;免疫荧光检测细胞核内H3K4me3、H3K27me3抗原-抗体复合物的表达;加予DNA甲基化抑制剂5-氮杂-2’-脱氧胞苷(5-Aza-2'-deoxycytidine, 5-aza-dC)干预,观察Runx2、OPG、RANKL、Col1a1、Dnmt1的mRNA表达,分析表观遗传相关基因在其中的作用。结果①Real-time PCR示高浓度(1、10μmol/L)地塞米松对骨髓间充质干细胞干预早期有促进其成骨分化的作用,Runx2、ALP、OPG、DNMT1基因表达增加;②Real-time PCR和Western-blot示中晚期1μmol/L地塞米松抑制间充质干细胞向成骨细胞分化;同时Dnmt1、H3K27me3蛋白表达增加,H3K4me3表达下降;免疫荧光检测示细胞核内H3K4me3、H3K27me3抗原-抗体复合物表达情况与Western-blot结果类似;③DNA甲基化抑制剂5-aza-dC可影响地塞米松对骨髓间充质干细胞的分化效应。结论地塞米松对骨髓间充质干细胞分化的效应具有双向性,与干预时间有关,表观遗传相关因子修饰也参与其作用的发生发展,这有助于从表观遗传学角度寻找治疗激素性骨质疏松的新方法。     

补肾健骨方含药血清对ROBs和rBMSCs增殖、分化和矿化的影响

目的 观察补肾健骨方含药血清对大鼠颅骨成骨细胞(rat calvarial osteoblasts,ROBs)和大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow mesenchymal stem cells,rBMSCs)细胞活性及分化、矿化的影响.方法 制备补肾健骨方含药血清,将ROBs和rBMSCs分为5％、1...     

不同血清对成人骨髓基质干细胞成骨诱导分化的影响

[目的]探讨三种不同来源血清对体外培养成人骨髓基质干细胞(hBMSCs)向成骨诱导分化的作用.[方法]将体外第3代hBMSCs向成骨诱导分化培养,分为胎牛血清组(对照组)、AB 血清组和自体血清组.对比观察细胞碱性磷酸酶(ALP)染色、钙结节染色.诱导培养后4、7、14 d 和 21 d,各血清组分别进行钙黄绿素法荧光显微镜动态观察矿盐沉积,检测 ALP 活性,实时荧光定量 PCR(RT-qPCR)法检测成骨基因(ALP)、骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OCN)的表达.[结果]ALP 染色和钙结节染色结果显示,与自体血清(AS)组、胎牛血清(FBS)组相比,AB 血清(ABS)组明显提高了 hBMSCs 的染色阳性率.荧光显微镜下观察诱导 21 d 的 hBMSCs,ABS 组较 FBS 组、AS 组呈现更多的钙盐沉积.ALP 活性结果显示,同一时间点 ABS 组的 ALP 活性均明显高于 FBS 组和 AS 组,差异有统计意义(P<0.05).RT-qPCR 结果显示,在7、14 d 和 21 d,ABS 组 ALP、OPN 和 OCN 成骨基因表达均明显高于 FBS 组、AS 组,其中,ALP 基因表达在 7 d 出现峰值,OPN 基因表达在 14 d 出现峰值,OCN 基因表达在 21 d 出现峰值,差异均有统计学意义(P<0.05).[结论]ABS 对 hBMSCs 成骨分化作用较 FBS、AS 明显增强.ABS 有望替代 FBS 建立符合骨组织工程临床应用要求的体外 hBMSCs 培养体系.     

Dexamethasone inhibition of confluence‐induced apoptosis in human mesenchymal stem cells

Human mesenchymal stem cells (MSCs) have been extensively characterized with respect to their in vitro expansion and differentiation potential, especially with respect to osteogenesis. Dexamethasone (Dex) is a well‐known inducer of osteogenic differentiation of MSCs, but little is known about the effect of Dex treatment on apoptosis in MSCs. In this study, apoptosis in MSCs was examined with respect to cell density and Dex supplementation, using DAPI staining and DNA fragmentation ELISA Assay. In MSC cultures initiated at 1.0, 3.0, and 9.0 × 10³ cells per cm², it was found that higher MSC density correlated with increased apoptosis and that this apoptotic effect was diminished in cultures containing 100 nM Dex. MSCs and fibroblasts were co‐cultured, along with empty insert controls, and assayed for apoptosis by ELISA and DAPI counts to determine if soluble factors accounted for the cell density‐related apoptosis. No difference was seen between MSCs cultured with inserts containing either MSCs, fibroblasts, or empty control. To determine cell contact effects, BrdU‐labeled MSCs were cultured alone or with unlabeled chondrocytes at 2× and 8× the number of MSCs, with and without Dex, and apoptosis levels quantified. The results showed increased apoptosis at greater cell densities, and that the amount of apoptosis was greatly diminished in cultures containing Dex. These results show that apoptosis in MSCs is cell density‐related, requires direct cell contact, and that Dex treatment reduces or eliminates this density‐related apoptosis. These results may impact how MSCs should be cultured for clinical applications. © 2008 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 27:216–221, 2009