骨髓间充质干细胞成骨分化过程中关键信号通路的调控作用

利用组织工程技术在人体内形成稳定的组织工程化骨组织并修复骨缺损,克服了传统方法中的不足,有望真正实现骨组织再生和功能重建［1］。种子细胞是组织工程研究中最基本,也是首要的环节。骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种未充分分化的类中胚层细胞,可在一定条件下定向分化为成骨细胞。作为骨组织工程的种子细胞之一,具有取材方便、对机体损伤小、免疫源性小等优点。已有的分子和遗传学研究表明,BMSCs 成骨分化及成骨细胞分化成熟及矿化过程中,多种信号通路参与调节,并最终汇聚到成骨细胞的骨特异性转录因子 Runx2／Cbfa1,影响Runx2／Cbfa1的转录和成骨分化。本文结合国内外研究成果,对与BMSCs 成骨分化和成骨细胞分化、成熟有着密切关系的信号通路的研究现状进行回顾。     

骨髓间充质干细胞成骨分化中的微小RNA及Wnt通路

背景：有差异性表达的微小RNA在成骨细胞的增殖和分化中发挥广泛而又重要的作用,但其作用机制、作用靶点还不甚清楚,是近年来的研究热点。目的：对微小RNA通过Wnt信号通路调节成骨分化方面的研究现状及新进展作一综述。方法：应用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI和PubMed数据库,在标题和摘要中以＂MicroRNA,Wnt通路,成骨分化＂或＂MicroRNA,Wnt pathway,osteogenesis＂为检索词进行检索。选择文章内容与微小RNA经典Wnt通路促进成骨分化有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章。初检得到205篇文献,最终选择33篇文献进行综述。结果与结论：微小RNA是近年来生命科学的研究热点,越来越多的研究表明微小RNA作用于经典Wnt信号通路在成骨分化过程中发挥了重要作用。了解微小RNA在成骨分化中的调控机制是骨组织工程化培养的基础,具有巨大的应用前景。目前关于微小RNA的研究工作还处于起步阶段。     

Hedgehog信号通路与骨发育

背景：Hedgehog作为骨发育中一种重要调控因子,近几年其在骨生长中作用机制的研究备受关注。目的：介绍Hedgehog在软骨组织和骨组织发育中的作用机制及其与骨疾病的关系,从而分析Hedgehog信号通路与骨发育的研究现状及发展趋势。方法：应用计算机检索中国期刊全文数据库和PubMed数据库,以＂Hedgehog,骨发育,间充质干细胞,软骨,成骨,骨缺陷＂和＂Hedgehog,bone development,mesenchymal stem cells,cartilage,osteogenesis,bone defects＂为检索词。最终共纳入31篇文献进行综述。结果与结论：Hedgehog信号与骨发育各阶段密切相关,包括间充质细胞向骨细胞分化,软骨组织和骨组织形成等各方面。其信号通路传导异常会导致各种骨畸形或骨缺陷。但是Hedgehog信号在骨发育中的详细作用机制体系尚未完善,相关动物实验技术尚未成熟,国内外尚未出现相关临床实验。由于Hedgehog即参与骨发育,又参与某些胚胎组织的血管重新形成和成年哺乳动物的血管发生,因而有望在修复骨缺损的同时解决骨组织工程血管化的问题。Hedgehog信号通路的研究在骨组织工程及临床基因干预治疗等领域有广阔的前景。     

Hedgehog信号通路与骨发育

背景:Hedgehog作为骨发育中一种重要调控因子,近几年其在骨生长中作用机制的研究备受关注.目的:介绍Hedgehog在软骨组织和骨组织发育中的作用机制及其与骨疾病的关系,从而分析Hedgehog信号通路与骨发育的研究现状及发展趋势.方法:应用计算机检索中国期刊全文数据库和PubMed 数据库,以"Hedgehog,骨发育,间充质干细胞,软骨,成骨,骨缺陷"和"Hedgehog,bone development,mesenchymal stem cells,cartilage,osteogenesis,bone defects"为检索词.最终共纳入31篇文献进行综述.结果与结论:Hedgehog信号与骨发育各阶段密切相关,包括间充质细胞向骨细胞分化,软骨组织和骨组织形成等各方面.其信号通路传导异常会导致各种骨畸形或骨缺陷.但是Hedgehog信号在骨发育中的详细作用机制体系尚未完善,相关动物实验技术尚未成熟,国内外尚未出现相关临床实验.由于Hedgehog即参与骨发育,又参与某些胚胎组织的血管重新形成和成年哺乳动物的血管发生,因而有望在修复骨缺损的同时解决骨组织工程血管化的问题.Hedgehog信号通路的研究在骨组织工程及临床基因干预治疗等领域有广阔的前景.     

纳米氧化石墨烯控释载药体系研究现状

纳米氧化石墨烯(NGO)具有生物相容性好、抗菌、促进干细胞成骨分化等特性,有望作为一种新型的涂层材料应用于疾病预防和治疗,因此是目前研究的热点之一。本文综述了近年来NGO用于载药及其生物安全性方面的研究进展。     

骨髓间充质干细胞成骨诱导及在骨组织工程中的应用研究进展

骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是骨髓基质细胞中具有多向分化潜能的干细胞，它可以向骨、软骨、肌组织、脂肪、神经等多种组织分化。骨髓间充质干细胞以其它干细胞无可比拟的优越性成为骨组织工程种子细胞的理想来源，成为干细胞研究的热点。近年来国内外学对其成骨诱导的生物学特性及在骨组织工程中应用进行了广泛而深入的研究。本就骨髓间充质干细胞成骨诱导及在骨组织工程中的应用研究进展作一综述。[第一段]     

骨组织工程中脂肪间充质干细胞的作用

背景:目前常采用在骨缺损处充填自体骨、异体骨、人工合成骨替代品等方法进行骨缺损修复,但临床效果均不理想.研究表明脂肪间充质干细胞具有多种分化能力及很强的增殖潜力,可将其诱导分化成骨.目的:分析脂肪间充质干细胞在骨组织工程中的应用情况,以明确脂肪间充质干细胞是否可以作为骨组织工程中的种子细胞.方法:应用计算机检索Medline数据库(1999-01/2008-12),以adipose tissue-derived mesenchymal stem cells,adipose mesenchymal stem cells,adipose stem cell;osteogenic induction,osteogenic inducement,bone induction,osteoblastic induced;chondroblast induction,cartilage induction;bone tissue engineering,tissue engineering bone,tissue engineering of bone为检索词;应用计算机检索清华同方数据库(2003-01/2008-12),以脂肪间充质干细胞、成骨诱导、成软骨诱导、骨组织工程为检索词.结果与结论:共收集361篇关于脂肪间充质干细胞与骨组织工程相关的文献,中文246篇,英文115篇.排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入29篇符合标准的文献.脂肪间充质干细胞体外扩增和自我更新能力很强,传代培养易于获得大量有分化能力的细胞,是真正意义上的具有多向分化潜能的干细胞,脂肪间充质干细胞在一定的培养条件下,可定向分化为成骨细胞、软骨细胞及骨细胞和肌肉细胞,配合合适的支架后可以应用到骨组织工程中,可以作为骨组织工程中的种子细胞.     

间充质干细胞向成骨细胞分化中的Wnt信号通路

背景：研究表明Wnt信号通路在间充质干细胞向成骨分化中具有重要作用。
　　目的：归纳总结Wnt信号通路的机制、调控以及其参与间充质干细胞成骨分化的作用。
　　方法：应用计算机检索Pubmed和CNKI数据库中1998年9月至2013年3月相关文献,在标题和中以“Wnt,间充质干细胞,Wnt信号通路,成骨细胞分化,经典Wnt信号传导通路,非经典Wnt信号传导通路”或“Wnt,Mesenchymal stem cel s,Wnt signaling pathways,osteoblastic differentiation,canonical Wnt signaling,non-canonical Wnt signaling”为检索关键词进行检索。最后选择31篇符合标准的文献进行综述。结果与结论：Wnt信号传导通路在间充质干细胞向成骨细胞中充当着关键的角色,包括经典Wnt信号、非经典 Wnt 信号以及其内部多种因子都参与间充质干细胞增殖和分化的调控。经典 Wnt 信号传导通路与非经典Wnt信号传导通路能联合调控人间充质干细胞的多向性分化,其中Wnt信号传导通路在参与在间充质干细胞向成骨分化的过程中,Wnt11,FZD6,sFRP2,sFRP3和Ror2等因子的表达升高,而Wnt9a和FZD7的表达下降。但Wnt信号的各因子如何相互影响,如何利用Wnt信号的机制促使间充质干细胞更快、更准确地分化值得更进一步探讨与研究。     

miR-34b对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及相关机制

目的:探讨mi RNA-34b在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达及其可能的作用靶点和作用机制。方法:采用密度梯度离心和全骨髓贴壁相结合的方法分离培养人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells,h BMSCs),并在体外诱导成骨分化。采用实时荧光定量PCR技术,检测h BMSCs成骨分化过程中的mi R-34b的表达水平;然后过表达mi R-34b,进一步观察其对h BMSCs成骨分化的影响。同时检测过表达mi R-34b对成骨分化的关键信号通路之一Notch信号通路的活性影响,初步探讨其可能涉及的作用机制。结果:成功分离出h BMSCs,并构建了h BMSCs体外诱导成骨分化模型;且随着成骨诱导培养时间的延长,mi RNA-34b表达水平逐渐降低。ALP活性检测、茜素红染色检测结果显示过表达mi RNA-34b后,ALP活性显著降低,且茜素红染色的钙盐结节明显减少;同时Western blot实验结果显示过表达mi RNA-34b后,成骨特异性标记分子Runx2的蛋白表达水平显著下降(P0.05)。此外,过表达mi RNA-34b后,Notch信号通路的活性显著降低。结论:mi RNA-34b能够负向调控人骨髓间充质干细胞成骨分化;其作用机制可能与抑制Notch信号通路的活性有关,提示mi RNA-34b可以作为诊断和靶向治疗慢性炎症性骨疾病的潜在作用靶点。     

骨祖细胞的特征及其相关影响因素

学术背景:寻找能重建再造骨缺损的种子细胞,获得稳定可靠的细胞来源是组织工程化骨构建的重要先决条件.组织工程化骨已成为最有希望进入临床应用的组织工程成果之一.目前骨组织工程的研究集中于成骨细胞范畴,而对可以增殖、分化为成骨细胞并最终成骨的骨祖细胞的研究相对较少.目的:本文就骨祖细胞的特征及其相关影响因素进行综述,以便了解骨祖细胞在骨组织工程学领域的应用前景和研究价值.检索策略:由本文作者应用计算机检索PubMed1996-01/2007-06期间的相关文章,检索词为"osteoprogenitor cells,bone tissue engineering,bone formation",同时检索维普数据库2000-01/2007-06期间的相关文章,检索词为"骨祖细胞,骨组织工程,骨形成".对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文.纳入标准:文章所述内容与骨祖细胞特性及其相关影响因素有关.排除标准:内容陈旧或重复文献.文献评价:共收集到66篇关于骨祖细胞特征及其相关影响因素的文献, 纳入30篇.1 篇为综述,其余29篇为临床或基础研究.资料综合:①骨祖细胞的特征:骨祖细胞具有阶段性的分化特征,第一代是增殖能力最强的骨祖细胞;随着年龄的增长,骨祖细胞的增殖能力逐渐减弱,但数目无明显减少.②传统观念认为骨形成过程主要是由内分泌系统及局部因子等调控.然而,越来越多的证据表明,骨组织内的一些神经细胞因子、富含脯氨酸的酪氨酸激酶2、骨形态发生蛋白2、内皮细胞等均可加强骨祖细胞的成骨能力.结论:骨祖细胞具有阶段性分化和增龄性变化的生物学特性,其增殖分化受多种因素影响,但具体机制尚不明确.     

间充质干细胞增殖、衰老及分化：Wnt信号通路经典与非经典的调控作用

背景：间充质干细胞作为再生医学及组织工程领域中的重要种子细胞来源,对其不同生物学特性的调控机制一直是目前研究的热点。
　　目的：综述Wnt信号通路调控间充质干细胞增殖、衰老及分化的研究进展。
　　方法：应用计算机检索2002至2014年PubMed数据库及CNKI数据库,以“mesenchymal stem cel s, Wnt signaling pathway,proliferation,senescence,differentiation”或“间充质干细胞,Wnt信号通路,增殖,衰老,分化”为关键词进行检索,重点对44篇文章进行分析。
　　结果与结论：Wnt信号通路广泛参与调控间充质干细胞多种生物学特性。经典Wnt信号通路对间充质干细胞增殖及向成骨细胞分化具有双向调控作用,并能够促进其衰老及向神经细胞分化,抑制其向脂肪细胞分化;非经典Wnt信号通路则参与促进间充质干细胞衰老及向成骨细胞分化,抑制其增殖及向脂肪细胞分化,不参与其向神经细胞分化,为其应用于骨组织工程、神经损伤修复等领域提供了新的研究靶点。     

聚乳酸类缓释型支架材料的研究与应用意义

目的聚乳酸是具有良好的生物相容性和生物降解特性的聚合物,是美国食品和药品管理局(FDA)认可的一类可植入体内的生物材料.细胞因子在组织工程骨构建中的促进成骨、血管化等作用越来越受到广泛关注.但外源性细胞因子在体内半衰期较短,不能在骨修复局部聚集和保持相对较高浓度.主要分析聚乳酸及其衍生化合物材料可作为多肽及蛋白质类药物的载体,通过其自身降解来调节药物释放,用于骨组织工程研究的研究现状与应用前景.资料来源应用计算机检索Medline 1993/2004文章,检索词为"polylactic acid,bone morphogenetic protein,vascular endothelial growth factor,TGF-β",限定语言English;检索中国期刊网1993/2004医药卫生类文章,限定语言种类中文.资料选择纳入标准①有关聚乳酸及其衍生物构建骨组织工程支架的研究.②聚乳酸类支架负载细胞因子研究.排除标准①陈旧文献.②重复研究.资料提炼共收集到96篇与聚乳酸组织工程支架相关文献,其中23篇纳入引用. 资料综合①聚乳酸/聚乳酸和聚羟基乙酸的共聚物是一种良好的可生物降解的控释骨架,且具有支架和缓释的双重作用.聚乳酸是最早作为骨、软骨组织工程的支架材料,也是目前运用最广泛的骨组织工程材.②骨形态发生蛋白是应用于骨组织工程最多的因子,负载、缓释骨形态发生蛋白的聚乳酸类支架研究最为深入,未见血管内皮生长因子负载于聚乳酸类支架材料研究.结论对于可缓释多种因子的聚乳酸类支架材料的开发与应用已经成为骨组织工程支架新的热点.     

肌骨共生相关信号通路研究进展

骨质疏松症是一种以骨量降低、骨组织微结构损坏、骨脆性增加、易发生骨折为特征的全身代谢性骨病,而肌少症是以进行性全身肌量减少和功能减退为主要特征的综合征。基于二者共同的病理生理机制及密切相关性,逐渐衍生出“肌少-骨质疏松症”这一概念,以描述肌肉与骨骼同时发生衰减的现象。信号通路作为肌肉与骨骼之间重要的信号传递途径,如发生异常,则会导致肌少-骨质疏松症的发生。因此,本文就Hedgehog、Hippo、mTOR和MAPK等成骨与成肌相关信号通路进行综述,以期为肌少-骨质疏松症的靶向治疗提供新思路。     

聚乳酸类缓释型支架材料的研究与应用意义

目的：聚乳酸是具有良好的生物相容性和生物降解特性的聚合物，是美国食品和药品管理局（FDA）认可的一类可植入体内的生物材料。细胞因子在组织工程骨构建中的促进成骨、血管化等作用越来越受到广泛关注。但外源性细胞因子在体内半衰期较短，不能在骨修复局部聚集和保持相对较高浓度。主要分析聚乳酸及其衍生化合物材料可作为多肽及蛋白质类药物的载体，通过其自身降解来调节药物释放，用于骨组织工程研究的研究现状与应用前景。 资料来源：应用计算机检索Medline1993／2004文章，检索词为“polylactic acid，bone morphogenetic protein，vascular endothelial growth factor，TGF-β”，限定语言English；检索中国期刊网1993／2004医药卫生类文章．限定语言种类中文。 资料选择：纳入标准：①有关聚乳酸及其衍生物构建骨组织工程支架的研究。②聚乳酸类支架负载细胞因子研究。排除标准：①陈旧文献。②重复研究。 资料提炼：共收集到96篇与聚乳酸组织工程支架相关文献，其中23篇纳入引用。资料综合：①聚乳酸／聚乳酸和聚羟基乙酸的共聚物是一种良好的可生物降解的控释骨架，且具有支架和缓释的双重作用。聚乳酸是最早作为骨、软骨组织工程的支架材料，也是目前运用最广泛的骨组织工程材。②骨形态发生蛋白是应用于骨组织工程最多的因子，负载、缓释骨形态发生蛋白的聚乳酸类支架研究最为深入，未见血管内皮生长因子负载于聚乳酸类支架材料研究。 结论：对于可缓释多种因子的聚乳酸类支架材料的开发与应用已经成为骨组织工程支架新的热点。     

骨形态发生蛋白信号通路在牙本质发育中作用机制的研究进展

骨形态发生蛋白在牙本质发育过程中起着重要作用。骨形态发生蛋白在牙本质发育的各个阶段有着不同的表达,发挥其特定的作用。骨形态发生蛋白与其受体相互作用形成复合体,并将信号传导到典型的SMAD信号通路(如骨形态发生蛋白配体、受体和SMADS)和非典型的SMAD信号通路(如MAPKS、P38、ERK、JNK和PI3K/AKT),从而在牙本质发育和动态平衡过程中调节牙间充质干细胞的增殖和分化。本文就骨形态发生蛋白信号在成牙本质细胞分化和牙本质形成中的研究进展作一综述。     

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。     

透明质酸在骨组织工程研究中的应用现状

背景：用组织工程学方法促进骨组织再生,是近年来骨缺损修复的研究热点.支架材料是骨组织工程研究的重要内容.目的：分析透明质酸作为骨组织工程支架材料的应用进展.方法：对CNKI、PubMed数据库进行文献检索,以“透明质酸,骨”为中文检索词、“hyaluronic acid, bone“为英文检索词.提取文献进行透明质酸作为骨组织工程支架材料的应用研究的分析.分析了透明质酸的物理特性,透明质酸在骨组织工程中的应用,以及相关文献的发表情况.结果与结论：透明质酸是一种重要的细胞外基质,透明质酸及其衍生物有优良的特性,是构建组织工程支架的优良材料,且可作为生长因子及细胞的输送载体.国家自然科学基金是资助透明质酸作为骨组织工程支架材料的应用的相关文献最多的基金,湖北中医学院、解放军总医院、广州中医药大学、华南理工大学发表相关文献较多.近年透明质酸在骨组织工程上的应用研究引起了越来越多的关注,但其临床研究较少.     

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。     

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。     

脂肪干细胞成骨分化及与复合支架结合：在修复骨质疏松症骨缺损中的应用

背景：针对骨质疏松症伴发骨缺损疾病的传统治疗方法,诸如自体骨移植、异体骨移植、生物材料植入均有明显的局限性。以脂肪干细胞为种子细胞,采用再生医学的方法,为骨质疏松症骨缺损的修复提供了一种新的途径。
　　目的：就骨质疏松症的发病机制及其对骨缺损修复的影响、信号通路对脂肪干细胞成骨分化的调控、脂肪干细胞修复骨质疏松症骨缺损的可行性等方面作一总结。
　　方法：应用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI)和PubMed数据库中1998年1月至2014年9月相关文献。在标题和中以“脂肪干细胞,骨质疏松症,骨缺损,成骨分化,骨再生”或“adipose-derived stem cel s, osteoporosis, bone defect, osteogenic differentiation, bone regeneration”为检索词进行检索,重点对77篇文章进行分析。
　　结果与结论：近年来,脂肪干细胞已广泛应用于再生医学的研究。随着有关学科如再生医学、组织工程学、分子生物学、材料学的发展,对脂肪干细胞成骨分化调控机制的研究不断深入,脂肪干细胞复合生物支架构建组织工程骨为解决骨质疏松症骨缺损修复难题,提供了一种新的思路和方法,具有良好的发展前景。