BMP-2活性多肽体外定向诱导大鼠BMSCs向成骨方向分化的实验研究

[目的]骨形成蛋白-2（BMP-2）具有较强的诱导大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）向成骨方向定向分化的能力。天然的BMP-2数量有限，结构复杂，限制了其广泛应用。本实验设计合成了BMP-2活性多肽，体外试验探讨其对BMSCs向成骨方向定向诱导成骨分化的能力，评价BMP-2活性多肽的诱导成骨效应。[方法]实验分2组，诱导组和非诱导组。取4周的Wistar大鼠分离培养BMSCs，传至第3代时，实验组，改用成骨诱导培养基（DMEM完全培养基＋BMP-2活性多肽200μg／ml）。非诱导组，仍采用DMEM完全培养基。继续培养2～4周，采用细胞爬片培养、碱性磷酸酶活性和钙含量测定、实时定量PCR检测Ⅰ型胶原（Col—Ⅰ）及骨桥蛋白（OPN）mRNA的表达，评价BMP-2活性多肽的体外诱导成骨能力。[结果]诱导组BMSCs生长良好，表现出与典型的成骨细胞相似的形态特征和生物学特性，ALP活性上升，钙含量增加，Col-Ⅰ和OPN的mRNA呈高表达。非诱导组，成骨特性不明显。[结论]合成的BMP-2活性多肽能有效地促进BMSCs向成骨方向分化，是组织工程化骨中理想的诱导成骨的细胞因子。具有与天然BMP-2类似的骨诱导活性，具有广阔的应用前景。     

增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料的成骨效能研究

目的 探讨增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料的体内外成骨效能.方法取第3代BMSCs种植于支架材料(支架组),以等量细胞常规培养作为非支架组,培养1、3、5、7、9、11 d采用阿尔玛蓝法动态检测细胞的增殖率.取第3代BMSCs种植于支架材料(体外实验组),以等量细胞常规培养作为体外对照组,培养4、7 d采用实时定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测细胞骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原的mRNA表达.裸鼠皮下植入复合成骨样细胞的支架材料(体内实验组),取正常骨组织作为体内对照组,6周后以X线片、qRT-PCR、绀织学染色评估成骨情况.结果培养7～11 d支架组细胞增殖率显著高于非支架组,差异均有统计学意义(P<0.05).体外实验组培养7 d BMP-2、ALP、Ⅰ型胶原的mRNA表达显著高于体外对照组,差异均有统计学意义(P<0.05).体内实验组X线片示植入区域有密度增高影,支架材料形成白色硬性组织;BMP-2、Ⅰ型胶原、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达较体内埘照组均增高,差异有统计学意义(P<0.05);组织学染色示支架材料大部分降解,新生骨形成明显.结论增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料具有良好的生物相容性,体内外均具有成骨效应.

Abstract：

Objective To study the in vivo and vitro biocompatibility and osteogenetic capacity of enhanced bioactive glass/collagen composite scaffold. Methods Bone marrow stromal cells(BMSCs)were collected and induced to osteoblast-like cells.The growth rate of BMSCs was detected and compared progressively through Alamar Blue.The RNAs of the cells were collected and detected for bone morphogenetic protein-2(BMP-2),alkaline phosphatase(ALP),collagen Ⅰ(Col-Ⅰ)through qRT-PCR on the fourth and seventh days.Scaffolds with induced osteoblasts were embedded into 3 nude mice subcutaneously in vivo and detected after 6 weeks.X-ray,qRT-PCR and tissue staining were used to detect the mRNA expressions of BMP-2,Col Ⅰ,osteocalcin(OCN)and ostcopontin(OPN)and bone formation. Results SEM(scanning electronic microscopy)showed BMSCs attached to the scaffold tightly and viably and proliferated actively on the scaffold.The growth rate in the experimental group was significantly higher after 7 days(P<0.05)than in the control group.qRT-PCR showed that the mRNA expressions of BMP-2,ALP and Col-Ⅰ in the experimental group were significantly higher than in the control group on the seventh day(P<0.05).X-ray showed that the dense images of embedded scaffolds were locally similar to those of normal bone after 6 weeks.qRT-PCR showed that the mRNA expressions of BMP-2,Col Ⅰ,OCN and OPN in the experimental group were significantly higher than those of normal bone(P<0.05).HE and Massort staining of the paraffin sections showed the scaffolds degraded generally and osteoblasts and chondrocytes proliferated abundantly and distributed irregularly.Bone formation could be observed obviously. Conclusion Enhanced bioactive glass/collagen composite scaffolds have good biocompatibility and osteogenetic capacity in vitro and vivo.     

钽涂层对骨髓间充质干细胞的黏附增殖及成骨分化的影响

目的探讨钽涂层金属在体外促进大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)黏附、增殖及成骨分化方面的作用。方法在体外取6只6周龄SD大鼠BMSCs进行原代培养至第3代,使用化学气相沉积系统自行制备钽涂层金属。然后进行流式细胞术鉴定、BMSCs三向诱导、荧光染色、细胞增殖检测及实时荧光定量聚合酶链反应技术(Q-PCR)试验。观察比较BMSCs在钛合金圆片(Ti6Al4V组)和钽金属圆片(Ta组)表面黏附的BMSCs数量、增殖速率、成骨细胞特异性转录因子(OSX)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨粘连蛋白(OSN)和骨桥蛋白(OPN)的表达情况。结果流式细胞术结果显示CD44(94.55%)、CD90(95.01%)、CD34(0.06%)。诱导成骨分化14 d后碱性磷酸酶(ALP)染色阳性;诱导成骨分化21 d后出现茜素红钙化结节;成脂诱导21 d后油红O染色呈阳性;成软骨诱导21 d后阿利新蓝染色评估有软骨形成能力。激光共聚焦显微镜结果显示BMSCs在Ti6Al4V组和Ta组金属圆片表面贴附生长,细胞间互相接触、聚集成片,Ta组金属圆片上黏附的BMSCs数量明显多于Ti6Al4V组,并且具有更好的延展性能。细胞增殖检测结果发现,分别共培养1、3、5、7 d后Ta组BMSCs的增殖速率明显快于Ti6Al4V组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Q-PCR结果发现,与Ti6Al4V组相比,体外培养7 d后Ta组金属圆片更能促进OSN和OPN的表达,差异有统计学意义(P<0.05);体外共培养21 d后,Ta组金属圆片更能促进OSX、RUNX2、OSN和OPN的表达,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论相比于传统的骨科植入物钛合金而言,钽涂层金属能够更好地促进BMSCs的黏附,增殖和成骨分化。     

体外负压培养对骨髓间充质干细胞成骨活性的影响

目的：探讨体外负压培养对骨髓间充质干细胞（bone marrow derived stroma cells,BMSCs）成骨活性的影响。方法：取第3代BMSCs分为实验组和对照组,实验组进行间歇性负压培养,设置压力为17kPa,每次30min,每日4次,干预2周;对照组于普通CO2培养箱中常规培养。倒置显微镜下观察细胞形态,检测ALP活性,免疫组织化学检测Ⅰ型胶原的表达,RT-PCR检测2周后以及终止负压后1、2、3d骨保护素（osteoprotegerin,OPG）mRNA和骨保护素配体（osteoprotegerin ligand,OPGL）mRNA表达水平。结果：诱导2周后,BMSCs呈现出显著的成骨细胞特性,与对照组比较,ALP活性显著增加,Ⅰ型胶原表达阳性,实验组细胞OPG mRNA表达水平显著提高,OPGL mRNA表达水平显著降低,且差异均有统计学意义（P〈0.05）。负压终止后3d,两组细胞OPG mRNA和OPGL mRNA表达水平差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：体外负压培养可以提高BMSCs成骨活性。     

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。     

淫羊藿次苷Ⅰ与其原型药物淫羊藿苷对rBMSCs成骨性分化的影响比较

目的观察淫羊藿次苷Ⅰ(IcarisideⅠ)与其原型药物淫羊藿苷(Icariin,ICA)对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow stromal cells,r BMSCs)成骨分化过程中碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(BGP)蛋白表达量及ALP、BGP、Osterix和Runx-2 mRNA表达的影响。方法贴壁筛选法体外培养r BMSCs,以1×10-5mol/L的ICA和IcarisideⅠ对r BMSCs的成骨性分化进行药物干预。ELISA法检测ICA组、IcarisideⅠ组和空白对照组及转化液组之间ALP活性、BGP分泌量;RT Real-Time PCR法检测ALP、BGP、Osterix和Runx-2 mRNA基因表达。结果与空白对照组相比,IcarisideⅠ与其原型药物ICA均可显著增强r BMSCs的ALP活性,促进BGP的分泌,提高ALP、BGP、Osterix和Runx-2的mRNA水平(P0.01)。IcarisideⅠ与ICA组比较,其ALP、BGP蛋白表达量及基因表达明显高于ICA组(P0.01),Osterix和Runx-2的基因表达两组无显著性差异。结论 IcarisideⅠ也能促进r BMSCs成骨性分化,并且其活性高于原型药物ICA,也是淫羊藿发挥抗骨质疏松活性的主要成分。(2)提示补肾中药淫羊藿其补肾壮骨作用与促进ALP、BGP蛋白分泌量,上调ALP、BGP、Osterix和Runx-2的mRNA水平有关。     

体内构建组织工程骨的示踪观察：CM-DiI长效示踪骨髓间充质干细胞的可行性研究

目的探索组织工程骨体内成骨时,CM-DiI长效示踪骨髓间充质干细胞的可行性,为种子细胞的体内转归研究提供标记方法。方法分离比格犬BMSCs,成骨诱导至第2代,用荧光染料CM-DiI进行细胞标记。荧光倒置显微镜观察标记后的细胞形态,MTT比色法测定标记前后BMSCs的增殖状况,检测标记前后Ⅰ型胶原（Col-Ⅰ）、骨形态发生蛋白（BMP-2）、骨钙素（BGLAP）和骨黏连蛋白（SPARC）的表达。最后,CM-DiI荧光标记后的BMSCs与β-TCP复合共培养后植入比格犬背部皮下,8周后取材,荧光显微镜下观察BMSCs体内转归,HE染色观察异位成骨情况。结果CM-DiI标记后早期细胞呈现红色荧光,48 h后荧光增强,72 h内荧光强度无明显减弱。BMSCs在CM-DiI标记前后细胞形态基本一致,两组间细胞的增殖率无明显差别;标记后RT-PCR检测Col-Ⅰ、BMP-2、BGLAP、SPARC表达,显示标记后的BMSCs亦可向成骨方向分化。扫描电镜检测到标记后细胞在β-TCP上增殖良好,细胞基质分泌丰富。细胞-支架复合物植入比格犬皮下,8周后荧光显微镜观察到标记细胞仍存在,且HE染色可见支架孔隙中有类骨基质沉积。结论CM-DiI对BMSCs的生长增殖、成骨分化无明显影响,对体内组织工程骨中BMSCs的示踪时间可长达8周,可用作体内细胞的长效示踪剂。     

增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料的成骨效能研究

Objective To study the in vivo and vitro biocompatibility and osteogenetic capacity of enhanced bioactive glass/collagen composite scaffold. Methods Bone marrow stromal cells(BMSCs)were collected and induced to osteoblast-like cells.The growth rate of BMSCs was detected and compared progressively through Alamar Blue.The RNAs of the cells were collected and detected for bone morphogenetic protein-2(BMP-2),alkaline phosphatase(ALP),collagen Ⅰ(Col-Ⅰ)through qRT-PCR on the fourth and seventh days.Scaffolds with induced osteoblasts were embedded into 3 nude mice subcutaneously in vivo and detected after 6 weeks.X-ray,qRT-PCR and tissue staining were used to detect the mRNA expressions of BMP-2,Col Ⅰ,osteocalcin(OCN)and ostcopontin(OPN)and bone formation. Results SEM(scanning electronic microscopy)showed BMSCs attached to the scaffold tightly and viably and proliferated actively on the scaffold.The growth rate in the experimental group was significantly higher after 7 days(P<0.05)than in the control group.qRT-PCR showed that the mRNA expressions of BMP-2,ALP and Col-Ⅰ in the experimental group were significantly higher than in the control group on the seventh day(P<0.05).X-ray showed that the dense images of embedded scaffolds were locally similar to those of normal bone after 6 weeks.qRT-PCR showed that the mRNA expressions of BMP-2,Col Ⅰ,OCN and OPN in the experimental group were significantly higher than those of normal bone(P<0.05).HE and Massort staining of the paraffin sections showed the scaffolds degraded generally and osteoblasts and chondrocytes proliferated abundantly and distributed irregularly.Bone formation could be observed obviously. Conclusion Enhanced bioactive glass/collagen composite scaffolds have good biocompatibility and osteogenetic capacity in vitro and vivo.     

镁合金对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响研究

目的：探讨镁合金对人骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖及成骨分化的影响。方法抽取人骨BMSCs并予以鉴定;采用AZ31B镁合金浸提液培养人BMSCs 1、3、5、7 d,以普通培养基为对照组,CCK-8法检测细胞增殖活性;应用浸提液培养人BMSCs,诱导分化后检测成骨分化相关基因（COLⅠ、ALP、OPN）的表达。另设置调节pH值AZ31B组（pH-AZ31B组）,以观察pH值变化对实验结果的影响。结果 BMSCs表达CD34（-）、CD45（-）、CD44（＋）、CD73（＋）、CD90（＋）、CD105（＋）。浸提液培养1、3、5、7 d,AZ31B组细胞相对增殖率低于对照组（P＜0.05）,毒性评级为2级;对照组和pH-AZ31B组细胞活性较好,两组细胞相对增殖率比较,差异无统计学意义（P ＞0.05）。AZ31B组COLⅠ基因表达量与对照组比较,差异无统计学意义（P ＞0.05）;AZ31B组ALP基因表达量较低（P＜0.05）,pH-AZ31B组与对照组无显著差异（P＞0.05）;AZ31B组OPN基因表达量在诱导分化后6 d、12 d显著高于对照组（P＜0.05）,pH-AZ31B组与对照组无显著差异（P＞0.05）。结论镁合金对BMSCs增殖及成骨分化无不良影响,其影响可能与浸提液pH值的变化有关。     

新型活性修饰聚乳酸组织工程骨的体外成骨研究

[目的]探讨氨等离子体改性、酰胺键接枝甘氨酸-精氰酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(GRGDS)短肽的活性修饰方法对消旋聚乳酸(PDLLA)组织工程骨体外成骨能力的影响.[方法]制备圆片状直径8 mm、厚1 mm的PDLLA三维多孔支架,分为三组:表面氨基化PDLLA(aminated PDLLA,A/PDLLA,A组),接枝肽A/PDLLA(peptides conjugated A/PDLLA,PA/PDLLA,PA组),以未经处理的PDLLA(P组)作为对照组.实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测符组材料上骨髓间允质干细胞(BMSCs)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、碱性磷酸酶(ALP)、骨形态发生蛋白-2(Bmp-2)和骨桥蚩白(OPN)mRNA的表达变化并进行ALP活性测定和钙黄绿素矿化荧光染色.[结果]qPCR结果示:第3 d,PA组各基因表达倍数均较P组高;除OCN外的各基因表达也均较A组高.第7 d,A组OCN(13.13±1.28)、Col-Ⅰ(23.71±6.51)和OPN(27.4±7.17)mRNA表达倍数为最高,PA组次之.第14 d,多数基因表达上调,A组和PA组表达倍数较对照组明显增高.PA组OCN(49.21±7.03)、ALP(24.26±3.41)和BMP-2(11.82±2.38)mRNA的表达较A组高,差异有统计学意义(P＜0.05).ALP活性检测结果示:A组和PA组ALP活性持续升高,P组活性第21 d较第14 d时略有下降.第7 d,A组和PA组之间ALP活性比较无统计学意义(P＞0.05),但均高于P组(P＜0.01);第14 d和第21 d,三组间ALP活性两两比较均有统计学意义,ALP活性PA组＞A组＞P组.钙黄绿素矿化荧光染色观察示,骨支架上钙盐沉积与ALP的活性变化趋势相平行.[结论]氨等离子体改性能够促进聚乳酸组织工程骨支架上BMSCs早期向成骨细胞分化,改性后接枝GRGDS肽的新型活性修饰PDLLA具有更好的促BMSCs体外成骨能力.     

氧化应激活化RAW264.7巨噬细胞对MC3T3-E1成骨细胞迁移、增殖及成骨基因表达影响的实验研究

目的探索氧化应激活化RAW264.7巨噬细胞对MC3T3-E1成骨细胞迁移、增殖及成骨基因表达的影响。方法取MC3T3-E1细胞系及RAW264.7细胞系,分别培养传至第7代进行实验。利用不同浓度(0、25、50、100μmol/L)H_2O_2刺激RAW264.7细胞,MTS检测培养1、3、6 h后细胞增殖率,采用超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)检测试剂盒检测培养1 h时细胞内SOD含量,筛选H2O2引起RAW264.7细胞氧化应激的最佳浓度和作用时间,并对应收集RAW264.7细胞(加或不加H_2O_2处理)24 h上清液。取第7代MC3T3-E1细胞,分别以100μL无血清DMEM培养基(A组)、未氧化应激RAW264.7细胞上清液(B组)、氧化应激RAW264.7细胞上清液(C组)培养,采用MTS法检测细胞增殖情况,行划痕实验检测细胞迁移能力;另取细胞分为4组,空白对照组,以完全培养基培养;阳性对照组,以含50μg/m L维生素C及10 nmol/L的β甘油磷酸钠的完全培养基进行成骨诱导培养;正常对照组,以含50μg/m L维生素C及10 nmol/L的β甘油磷酸钠的完全培养基及未氧化应激RAW264.7细胞上清液培养;实验组,以含50μg/m L维生素C及10 nmol/L的β甘油磷酸钠的完全培养基及氧化应激RAW264.7细胞上清液培养。培养3、7、14 d,RT-PCR检测细胞内成骨相关基因ALP、Runx2、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、Ⅰ型胶原蛋白(collagen typeⅠ,COL-Ⅰ)、骨钙素(osteocalcin,OC)、骨唾液酸蛋白(bone sialoprotein,BSP)表达水平。结果 MTS和SOD检测结果显示:25μmol/L H_2O_2刺激1 h为构建RAW264.7细胞氧化应激模型最佳浓度和作用时间。细胞生长检测显示:1、2、3 d B、C组细胞增殖率显著高于A组(P0.05),C组低于B组,其中2、3 d时组间比较差异有统计学意义(P0.05)。划痕实验显示12 h时B、C组MC3T3-E1细胞迁移显著快于A组,C组快于B组,细胞迁移距离比较差异有统计学意义(P0.05);24 h时B、C组划痕已被细胞爬满。除3 d外,实验组各时间点ALP、Runx2、OC、BSP m RNA相对表达量均较阳性对照组明显降低,OPN、COL-Ⅰm RNA相对表达量较空白对照组降低,差异有统计学意义(P0.05)。结论 H_2O_2构建RAW264.7细胞氧化应激模型的最佳浓度为25μmol/L、作用时间为1 h。氧化应激活化RAW264.7巨噬细胞上清液能促进MC3T3-E1成骨细胞迁移、抑制其增殖及成骨相关基因的表达。     

肿瘤坏死因子-α和骨形态发生蛋白-2诱导成纤维细胞表达成骨表型的协同作用机制

目的:探讨肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)诱导成纤维细胞表达成骨表型的可能机制。方法:分离、纯化人真皮成纤维细胞,使其生长在分别含一定浓度的TNF-α、BMP-2和TNF-α与BMP-2联合培养液的干预条件下,采用MTT和RT-PCR技术,检测成纤维细胞增殖和C-myc、BMP-2、BMP-4mRNA表达状况的变化。结果:单独应用TNF-α和联合应用TNF-α与BMP-2可刺激成纤维细胞增殖;TNF-α诱导成纤维细胞表达C-myc mRNA和BMP-2 mRNA;TNF-α与BMP-2联合应用可诱导成纤维细胞表达BMP-4 mRNA。结论:TNF-α可诱导成纤维细胞转化,并赋予其新的生物特征;外源性BMP-2和内源性BMP-2、BMP-4的协同效应是成纤维细胞表达成骨表型的机制之一。     

淫羊藿总黄酮调节骨代谢作用及药理机制的研究新进展

实验研究发现淫羊藿对不同类型骨质疏松大鼠模型均有骨代谢调节作用,临床研究亦发现采用淫羊藿治疗绝经后骨质疏松症也取得了明显的效果。其药理作用机制可能与降低破骨细胞内Ca2+浓度,影响成骨细胞增殖、分化、矿化;增加骨护骨素(OPG)mRNA的表达,提高成骨细胞Osterix基因表达水平,从而促进骨形成;通过升高人成骨细胞骨形成蛋白-2(BMP-2)mRNA的表达,增加骨形态生成蛋白2的生成刺激人类成骨细胞的增殖和分化;通过抑制TNF-αmRNA和促进TGF-β1mRNA的表达促进转化生长因子(TGF)-β1的产生,抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达,进而阻止骨髓基质中破骨细胞的生成,减少骨质丢失;淫羊藿总黄酮增加骨桥蛋白(OPN)mRNA和Ⅰ型胶原的表达促进骨的生成;淫羊藿苷可通过选择性上调下丘脑和海马ERα,ERβmRNA的表达,降低骨组织中IL-6的表达,从而减少骨吸收;淫羊藿总黄酮可通过抑制DKK1蛋白的表达,调控去势雌性大鼠BMSCs成骨和成脂分化平衡调节骨代谢;淫羊藿苷通过上调Cbfal、BMP2和BMP4mRNA的表达而促进成骨细胞的分化,诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化;淫羊藿总黄酮可显著改善雄性生殖系统和生殖内分泌功能,促进性腺的分泌,产生类雄激素样作用而促进成骨细胞的增殖与分化。笔者从多个层面对淫羊藿黄酮类成分抗骨质疏松作用机制进行阐述,提出今后在此研究基础上尚需进一步深入全面、系统的研究和阐述。     

壮筋养血汤介导MAPK/P38-ERK通路调控成骨成脂分化的作用机制

目的 探讨壮筋养血汤（Zhuangjin Yangxue Decoction,ZJYXD）通过LncRNA ANRIL介导的MAPK/ P38-ERK 通路调控成骨成脂分化的作用机制。方法 提取骨髓间充质干细胞（BMSCs）,并采用ANRIL慢病毒转染BMSCs;制备ZJYXD含药血清用于培养转染后的BMSCs。通过CCK-8检测BMSCs增殖活力;运用碱性磷酸酶、茜素红及油红O染色检测各组细胞成骨成脂分化情况;通过qRT-PCR、Western Blot法检测成骨、成脂、MAPK/ P38-ERK信号通路相关基因及蛋白的表达。选取24只SPF级C57BL/6雄性小鼠用于制作股骨横断骨折模型,造模后给予不同转染的BMSCs治疗并给予ZJYXD。通过X-ray与Micro-CT检测对照组、对照组+ZJYXD组、ANRIL过表达组、ANRIL过表达+ZJYXD组小鼠骨愈合情况。结果 与0 %含药血清相比,6 % ZJYXD含药血清对BMSCs细胞增殖能力最强（P<0.01）。ZJYXD干预后成骨染色加深,成骨相关基因OPN、RUNX2 mRNA及蛋白表达显著升高（P<0.01）;成脂染色减弱,相关基因PPARγ、C/EBPα mRNA及蛋白表达显著降低（P<0.01）。同时ZJYXD促进了P-ERK、P38蛋白表达（P<0.01）。X-ray及Micro-CT显示ZJYXD促进了小鼠骨折后愈合。当ANRIL过表达后,ZJYXD调节成骨成脂细胞分化作用消失,无法有效的促进骨折愈合。结论 壮筋养血汤具有促进成骨分化、抑制成脂分化的作用,而这种作用通过LncRNA ANRIL调控MAPK/ P38-ERK信号通路实现。     

骨形成蛋白2基因修饰的老年大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的研究

目的观察年龄因素对骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells, MSCs)成骨分化能力的影响;了解基因治疗对老年大鼠MSCs成骨分化能力的影响. 方法 1月龄(幼年组)、9月龄(成年组)及24月龄(老年组)雄性Wistar大鼠各6只,取MSCs经体外分离、培养及携带骨形成蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)基因的腺病毒载体(Ad-BMP-2)转染后,定量检测BMP-2、碱性磷酸酶(alkaline phosphate,ALP)表达,以及成骨细胞标志性蛋白:Ⅰ型胶原、骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)和骨桥素(osteopontin, OPN)的表达.将转染的各组MSCs分别与磷酸三钙(tricalcium phosphate, TCP)复合后植入裸鼠体内,3周后取材,比较各组诱导异位成骨能力. 结果 ELISA检测表明BMP-2基因修饰的MSCs可以有效表达BMP-2,且表达量在各年龄组间差异无统计学意义(P>0.05);各组ALP于诱导后第9天达高峰,但组间差异均无统计学意义(P＞0.05);诱导后第7天,RT-PCR半定量检测示各组均有成骨细胞特征性蛋白,即:Ⅰ型胶原、OPN及BSP的明显表达,表达量在各组间差异无统计学意义(P>0.05);BMP-2基因转染的MSCs与TCP复合后可诱导裸鼠体内异位成骨,各组成骨量差异无统计学意义(P>0.05). 结论 BMP-2基因修饰的老年大鼠MSCs可以恢复成骨分化能力,基因治疗可能为老年性骨骼疾病提供一种新的治疗途径.     

LncRNA DANCR靶向调控对绝经后骨质疏松BMSCs成骨分化的作用

目的 研究长链非编码RNA（lncRNA）分化非蛋白编码 RNA（DANCR）靶向微小RNA（miR）-19a-3p对绝经后骨质疏松（PMOP）骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化的调控作用。方法 选择健康女性志愿者4例和PMOP患者4例，分离培养BMSCs；PMOP患者BMSCs进行分组，转染阴性对照（NC）siRNA、lncRNA DANCR siRNA、miR-NC抑制物、miR-19a-3p抑制物。检测lncRNA DANCR、miR-19a-3p、PTEN的表达水平，成骨诱导分化后检测茜素红染色的OD405水平、碱性磷酸酶（ALP）活力、骨钙素（OCN）及骨桥蛋白（OPN）的mRNA表达水平。结果 PMOP患者BMSCs中lncRNA DANCR、PTEN的表达水平高于健康女性，miR-19a-3p的表达水平及成骨诱导后的OD405水平、ALP活力、OCN及OPN的表达水平均低于健康女性。在PMOP患者BMSCs中，si-DANCR组的lncRNA DANCR、PTEN的表达水平低于si-NC组，成骨诱导后的OD405水平、ALP活力及miR-19a-3p、OCN、OPN的表达水平高于si-NC组；si-DANCR+miR-19a-3p抑制物组成骨诱导后的OD405水平、ALP活力及miR-19a-3p、OCN、OPN的表达水平低于si-DANCR+miR-NC抑制物组，PTEN的表达水平高于si-DANCR+miR-NC抑制物组。结论 LncRNA DANCR靶向miR-19a-3p调控PMOP患者BMSCs的成骨分化。     

肿瘤坏死因子α介导人脐动脉血管平滑肌细胞成骨样钙化

目的 观察肿瘤坏死因子α（TNF-α）对体外培养人脐动脉血管平滑肌细胞（hUASMC）骨特异性碱性磷酸酶（BAP）、骨桥蛋白（OPN）和骨形成蛋白2（BMP-2）等成骨样分化标志蛋白表达以及细胞外钙盐沉积的影响。 方法 植块贴壁法原代培养人hUASMC。予以TNF-α刺激，甲O-酚酞络合酮方法测定细胞外基质钙盐沉积；Von Kossa法观察钙化染色；实时定量PCR法测定血管平滑肌细胞BAP和OPN mRNA表达水平；免疫印迹法观察血管平滑肌细胞BAP、OPN和BMP-2蛋白表达水平。 结果 一定浓度范围内的TNF-α可促进hUASMC增殖；增加细胞外基质钙盐沉积。TNF-α 50 μg/L刺激可在第3天上调血管平滑肌细胞BAP和OPN mRNA表达水平（BAP mRNA：1.908±0.034比1.000±0.033，OPN mRNA： 3.600±0.073比1.000±0.079，均P < 0.05）。TNF-α 50 μg/L刺激可在第5天上调血管平滑肌细胞BAP、OPN和BMP-2蛋白表达水平（BAP蛋白：3.394±0.083比1.000±0.030，OPN蛋白： 1.967±0.134比1.000±0.070，BMP-2蛋白：2.745±0.289比1.000±0.208， 均P < 0.05）。 结论 一定浓度范围的TNF-α可刺激hUASMC增殖；介导细胞成骨样分化；增加细胞外基质钙盐沉积，从而参与血管钙化的发生发展。     

尼古丁对体内外成骨活性的影响

目的 观察尼古丁对体外培养的成骨细胞活性和体内成骨活性因子的影响.方法 用含不同浓度尼古丁(1×10-4 mol/L)的DMEM培养基体外培养成骨细胞,分别用噻唑蓝(MTT)比色法检测成骨细胞的增殖,并检测尼古丁对成骨细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性和钙结节形成能力的影响,用酶联免疫吸附试验( ELISA)测定大鼠血清中骨形态发生蛋白-2(BMP-2)和ALP水平,逆转录-聚合酶链反应( RT-PCR)测量尼古丁作用后大鼠股骨中骨桥蛋白(OPN)、ALP、Ⅰ型胶原蛋白(COL1)的mRNA表达变化.结果 与对照组比较,体外尼古丁处理对成骨细胞的增殖起抑制作用,尼古丁可降低成骨细胞的ALP活性,抑制成骨细胞钙结节形成,尼古丁可以导致大鼠血清中BMP-2和ALP水平下降,并抑制股骨中OPN、ALP、COL1 mRNA表达.结论 尼古丁可抑制成骨细胞的活性,并对体内成骨相关因子也有抑制作用.     

骨形态发生蛋白2与血管内皮生长因子在软骨内成骨过程中的基因表达

目的 检测并分析骨形态发生蛋白2(BMP-2)及血管内皮生长因子(VEGF)在骨发育基因表达谱及诱导成骨过程中表达规律及相互作用,为工程化BMP-2蛋白在骨科临床治疗中的运用提供依据.方法 应用基因芯片技术建立妊娠胎鼠肢芽发育成骨过程的基因表达谱,分析BMP-2与VEGF在发育成骨过程中的表达规律;检测VEGF mRNA在小鼠外源性工程化BMP-2蛋白体内诱导软骨内成骨过程中表达情况,结合组织学、免疫组织化学观察结果与基因表达谱分析结果,分析BMP-2与VEGF在软骨内成骨过程中的相互作用.结果 BMP-2及VEGF在发育成骨过程的基因表达谱中以及VEGF表达信号在外源性BMP-2诱导的体内软骨内成骨过程中,均呈现以诱导间质细胞向软骨细胞分化-肥大-吸收直至骨形成这一过程为轴线的时间-浓度表达关系.结论 BMP-2及VEGF在骨发育及诱导成骨过程中均存在协同促进作用,工程化BMP-2蛋白将在骨科临床治疗中得到更广泛的运用.