杜仲提取物诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Fzd受体系列相关基因表达的研究

目的:观察杜仲提取物诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Fzd受体系列相关基因表达变化。方法:培养大鼠bMSCs,用杜仲醇提取物分别诱导bMSCs 8 h,1、3、7 d,采用荧光定量PCR(RT-qFCR)的方法检测成骨相关基因Fzd的表达变化。结果:诱导3 d后Fzd2表达升高11.86倍,Fzd3升高达到2倍;诱导7 d后,Fzd2表达升高5.12倍,Fzd3回复到正常水平。结论:提示Fzd受体参与了杜仲促骨髓间充质干细胞成骨分化过程。     

COA: siRNA靶向PPARγ基因重组腺病毒穿梭载体对激素诱导兔骨髓间充质干细胞成脂分化的抑制作用

背景：激素是诱发股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head,ONFH)的重要原因之一,可导致骨细胞内脂肪沉积而变性坏死从而抑制成骨分化及骨的形成。过氧化物酶体增殖子活化受体-γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ,PPARγ)是一种成脂转录因子,ONFH的发生与PPARγ在骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）的高表达有密切关系。BMSCs具有分化为成骨细胞与脂肪细胞的潜能,BMSCs内PPARγ高表达,则BMSCs分化为脂肪细胞。因此,通过RNA干扰（RNA interference,RNAi）调控PPARγ的表达可抑制BMSCs的脂肪分化,保持MSCs的成骨分化特性。 方法：取新西兰大白兔骨髓,制备兔BMSCs,并随机分6组。S1、S2、S3：干扰1、2、3组,Con：感染无关siRNA组,M：模型组,N：正常组。10-7mol/L地塞米松诱导和siRNA病毒载体感染细胞,倒置显微镜观察BMSCs的形态及生长情况,在第1d、3d、5d、7d时,检测各组BMSCs内PPARγ、osteocalcin和Runx2 mRNA及蛋白的表达。14d时,检测细胞内甘油三酯( triglyceride,TG )含量、细胞培养液中骨钙素(osteocalcin,OC)分泌量和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性。21d,苏丹Ⅲ染色BMSCs,并在显微镜下作脂肪细胞计数。 结果：M组和Con组中PPARγ mRNA及其蛋白表达、TG含量和脂肪细胞计数均明显高于N组(P <0.05),而Osteocalcin和Runx2 mRNA及其蛋白表达、培养液中OC含量和细胞内ALP活性明显低于N组(P <0.05)。S1、S2、S3组中PPARγ mRNA及其蛋白表达显著低于M组和Con组(P <0.05),接近N组 (P>0.05),其中S2组的干扰作用最强。 结论：siRNA靶向PPARγ基因腺病毒穿梭载体能够有效抑制激素诱导的BMSCs成脂分化,维持BMSCs成骨分化。     

不同糖浓度对颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的 研究不同糖浓度对颌骨骨髓间充质干细胞（orofacial bonemesenchymal stem cells, OFMSCs）增殖和成骨分化的影响。方法 体外分离、培养OFMSCs,成骨、成脂、成软骨分化诱导及鉴定,并使用不同含糖量培养基（5.5、11、16.5、25、44 mmol/L）培养OFMSCs,以5.5 mmol/L基准糖浓度为对照组,其余组为实验组。采用CCK-8及流式细胞仪检测各组OFMSCs的增殖活性及增殖指数,OFMSCs成骨诱导后4、7 d检测碱性磷酸酶（ALP）活性,21 d进行茜素红染色及矿化定量分析,同时用RT-PCR检测3、7、14及21 d相关成骨基因Runx2、Osterix的表达。结果 培养的OFMSCs成骨诱导21 d后茜素红染色可见钙结节,成脂诱导14 d 后油红O染色可见红色脂滴,成软骨诱导14 d 后阿利新蓝染色可见蓝色胞浆;糖浓度在5.5～25 mmol/L促进OFMSCs的增殖,但随着糖浓度的继续增加（25～44 mmol/L）,OFMSCs的增殖活性受抑制;成骨诱导时,随着培养液糖浓度升高,ALP活性呈剂量依赖性降低（P Runx2、Osterix mRNA 表达量高于实验组（P Runx2、Osterix mRNA 表达量均出现先上调再下调的趋势。结论 在一定范围的糖浓度内,糖浓度升高可促进OFMSCs的增殖;而糖浓度升高对成骨分化呈抑制效应。     

叶酸对人脂肪间充质干细胞成脂分化的影响

目的 探讨叶酸对人脂肪间充质干细胞(hADSCs)成脂分化过程的影响及机制.方法 以正常叶酸(Control)和无叶酸(FD)成脂诱导液对hADSCs细胞进行成脂诱导,不同时间分别采用油红O染色观察细胞内脂滴生成情况;采用SYBR Green实时荧光定量RT-PCR方法检测成脂分化相关转录调控基因PPARγ和C/EBPα的表达;采用蛋白质印迹法检测PPARγ蛋白的表达.结果 与正常叶酸组相比,无叶酸组脂滴数量明显减少;两组细胞成脂分化相关转录调控基因PPARγ和C/EBPα mRNA表达无明显差异;PPARγ蛋白表达明显低于正常叶酸组.结论 叶酸可通过上调PPARγ的表达而促进hADSCs细胞成脂分化.     

利福平抑制地塞米松诱导骨髓间充质干细胞成脂分化的机制研究

目的 明确利福平对糖皮质激素诱导的大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stroma cell, BMSC)成脂分化的作用。方法 体外培养Sprague-Dawley大鼠BMSC并随机分为4组: 5μg/ml利福平+10-6mol/L地塞米松(A),PBS+10-6mol/L地塞米松(B),5μg/ml利福平(C)和PBS(D)。分别应用罗丹明123结合流式细胞仪方法和酶联免疫吸附法检测5μg/ml利福平对BMSC的P糖蛋白活性和胞内地塞米松蓄积浓度影响。各组孵育14d后,分别进行油红O染色和碱性磷酸酶染色,定量检测三酰甘油含量、碱性磷酸酶活力、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ) mRNA和Runt相关转录因子2(Runx2)mRNA表达。结果 利福平减少BMSC胞内罗丹明123强度和胞内地塞米松蓄积量(P＜0.01)。B组诱导BMSC成脂分化、PPARγ mRNA表达增加和三酰甘油含量升高。A组、C组和D组BMSC未发生成脂分化,PPARγ mRNA表达增加和三酰甘油含量无统计学差异。A组BMSC碱性磷酸酶活性和Runx2 mRNA表达最强(P＜0.01),B组碱性磷酸酶活性和Runx2 mRNA表达下降(P＜0.01)。结论 利福平上调BMSC的P糖蛋白活性,抑制糖皮质激素诱导的成脂分化。     

Sirt1促进炎症牙周膜干细胞成骨分化的机制

目的 探讨去乙酰化酶1(Sirt1)对炎症牙周膜干细胞(PDLSCs)成骨分化的作用，并研究其可能的分子机制。方法 分离、培养正常及炎症PDLSCs,观察Sirt1在两种细胞中的表达；将炎症PDLSCs进行成骨诱导，同时使用Sirt1激动剂白芦藜醇上调炎症PDLSCs中的Sirt1,观察炎症PDLSCs的成骨分化情况，Western blot检测Runx2、乙酰化NF-κB、乙酰化FoxO1和FoxO1的表达。结果 炎症PDLSCs中Sirt1的表达较正常PDLSCs减少(P<0.01);白芦藜醇可上调炎症PDLSCs中Sirt1的表达；与成骨诱导组比较，成骨诱导+白芦藜醇组炎症PDLSCs中BSP(t=14.045,P<0.01)、Runx2(t=3.349,P<0.01)、OCN(t=7.218,P<0.01)和Osx (t=4.544,P<0.01)mRNA的表达增加，ALP染色增强(P<0.01);炎症PDLSCs成骨诱导后FoxO1(t=8.737,P<0.01)和Runx2(t=6.152,P<0.01)的表达增强；使用白芦藜...     

骨痹通消颗粒对激素型股骨头坏死人骨髓间充质干细胞成骨与成脂分化的影响

目的 探究骨痹通消颗粒对激素性股骨头坏死人骨髓间充质干细胞（hBMMSC）成骨与成脂分化的影响。方法 取激素性股骨头坏死患者骨髓,体外进行hBMMSC的培养,通过细胞形态学观察、成骨及成脂分化潜能来鉴定hBMMSC。以完培组（基础培养基+10%的胎牛血清）作为对照,采用CCK-8法测定1%、2%、5%、8%、10%体积分数的骨痹通消含药血清A组作用24 h后对细胞增殖的影响。细胞在96孔板的培养过程中,每孔加入地塞米松溶液0.52 μl,以完培组（基础培养基+10%的胎牛血清）和损伤组（基础培养组+10%的胎牛血清+0.52 μl地塞米松溶液）作为对照,采用CCK-8法测定2%、5%、8%体积分数的骨痹通消含药血清B组对激素环境中细胞活力的影响。以无激素诱导细胞作为对照组（基础培养基+10%的胎牛血清）,将体外激素诱导的hBMMSC细胞分为模型组（基础培养基+10%的胎牛血清+10-5 mol/L地塞米松溶液）、实验组（基础培养基+5%的骨痹通消含药血清+ 10-5 mol/L地塞米松溶液）。茜素红染色试剂盒测定各组成骨分化后矿化结节的形成;油红O染色试剂盒测定各组成脂分化后脂滴的形成;RT-qPCR测定成脂相关标志基因PPARγ、C/EBP-α与Fabp4中mRNA的表达,Western blot检测成骨相关蛋白BMP-2、Runx2及β-catenin的蛋白表达含量。 结果 原代细胞培养7 d后,可见梭形、纺锤形或多角形的贴壁细胞。第三代细胞生长均匀,平行排列,透光率好。成骨诱导21 d,细胞发生改变,局部细胞聚集,并有矿化结节产生,茜素红染色呈阳性;成脂诱导21 d,脂滴与油红O染液结合变为红色,油红O染色呈阳性。与完培组比较,10%体积分数的含药血清A组细胞活力下降（P＜0.05）。与完培组比较,损伤组细胞活力下降（P＜0.05）;与损伤组比较,2%、5%、8%体积分数的含药血清B组细胞活力升高（P＜0.05）。与对照组比较,模型组染色面积降低（P＜0.05）;与模型组比较,实验组中矿化结节与沉积升高,染色范围也更广（P＜0.05）。与对照组比较,模型组细胞内脂质积累增多（P＜0.05）;与模型组比较,实验组较细胞内脂质积累降低（P＜0.05）。与对照组比较,模型组PPARγ、C/EBP-α和Fabp4的表达量升高（P＜0.01）,与模型组比较,实验组PPARγ、C/EBP-α和Fabp4的表达量降低（P＜0.05）。与对照组比较,模型组BMP-2、Runx2及β-catenin蛋白表达含量升高（P＜0.01）,与模型组比较,实验组BMP-2、Runx2及β-catenin蛋白表达含量降低（P＜0.05）。 结论 骨痹通消颗粒能够促进激素性股骨头坏死hBMMSC的增殖及其向成骨分化的能力,抑制成脂分化,为临床上防治激素性股骨头坏死提供了理论基础。     

龟板提取物上调维生素D受体表达促骨髓间充质干细胞向成骨分化

目的 探讨龟板提取物诱导大鼠骨髓间充质干细胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 向成骨分化和对维生素D受体 (VDR) 表达的影响。方法 从大鼠骨髓中分离 MSCs,体外培养,利用流式细胞术检测 MSCs 表面抗原 CD44 细胞标志,体外培养 MSCs 分成不同的组观察其向成骨分化,在培养基中不加任何处理的作为对照组,培养基中加成骨诱导液诱导 MSCs 向成骨分化作为阳性对照组,龟板提取物组在培养基中加龟板提取物,诱导 7 d 后,通过免疫化学染色、Western blotting、原位杂交、RT-PCR 等方法观察龟板提取物对原代培养的 MSCs 向成骨分化的成骨分化标记分子碱性磷酸酶 (ALP)、骨桥蛋白 (OPN) 及 VDR 阳性表达及 VDR mRNA 的表达情况。结果 免疫组化染色显示,龟板提取物组成骨分化标记分子 ALP、OPN 和VDR 的阳性百分比明显高于对照组,Western blotting 结果也显示龟板提取物组的 ALP、OPN和 VDR 的蛋白表达水平高于对照组;同时原位杂交、RT-PCR 结果表明,龟板提取物诱导MSCs 向成骨分化过程可明显促进 VDR mRNA 的表达。结论 龟板提取物可促 MSCs 向成骨分化,其机制可能与 VDR 的上调有关。     

LncRNA AK051397在BMP-2诱导的C2C12成骨分化中的作用

目的研究骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein-2,BMP-2）诱导后表达上调的LncRNA AK051397在C2C12成骨分化过程中的作用。方法 BMP-2诱导C2C12成骨分化过程,实时定量PCR技术与碱性磷酸酶（ALP）染色检测成骨相关指标。对C2C12细胞在BMP-2诱导下,成骨分化过程中的LncRNAs表达变化进行芯片分析（ArrayStar LncRNA Array）,筛选出表达明显上调的LncRNAs,最后采用siRNA干扰的方法下调LncRNAs表达后分析其对成骨分化过程的影响。结果 BMP-2诱导C2C12成骨分化过程中,成骨指标ALP、SPT增高,成肌指标MYOG降低。芯片结果表明,LncRNA AK051397在BMP2诱导后表达明显上调,处理组与未处理组相比升高4.9倍（P〈0.05）。干扰AK051397后成骨分化指标ALP、SP7表达下降,MYOG表达上升。结论 LncRNA AK051397在C2C12细胞中具有促进成骨分化的作用,同时也具有抑制细胞成肌分化的作用。     

BICC1对骨髓基质细胞定向分化的调控作用研究

目的:探讨BICC1在骨髓基质细胞向成骨细胞及脂肪细胞分化过程中的作用。方法:构建Bicc1过表达质粒Bicc1-pcDNA3.1,以pcDNA3.1为对照,分别转染小鼠骨髓基质细胞ST2。对两组细胞进行成脂和成骨诱导,在成骨诱导14 d时碱性磷酸酶染色检测成骨分化情况,在成脂诱导5 d时利用油红O染色检测脂滴形成情况;采用qRT-PCR及Western blot技术检测细胞Bicc1过表达对成骨及成脂相关因子的影响。结果:酶切及测序结果显示Bicc1过表达质粒构建成功,将其转染到ST2细胞后,Bicc1 mRNA表达水平较对照组升高15.23倍（P＜0.05）。成骨诱导条件下,Bicc1过表达组ST2细胞碱性磷酸酶染色增强,成骨相关因子Osterix、碱性磷酸酶、Osteopontin、Runt相关转录因子2（Runx2）和骨钙素的mRNA和/或蛋白表达水平显著上升（均P＜0.05）。成脂诱导条件下, Bicc1过表达组ST2细胞中脂滴形成减少,油红OD520较对照组明显降低（P＜0.01）,成脂相关因子过氧化物酶体增殖物活化受体γ（PPARγ）、CCAAT增强子结合蛋白α（C/EBPα）、脂肪酸结合蛋白（FABP4/aP2）和adipsin的mRNA及蛋白表达水平显著下降（均P＜0.05）。结论:BICC1可促进骨髓基质细胞向成骨细胞分化,抑制其向脂肪细胞分化。     

全反式维甲酸调控BMP9诱导3T3-L1前脂肪细胞成骨和成脂分化

目的 研究全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,ATRA)调控骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导前脂肪细胞成骨和成脂分化的作用及相关机制.方法 首先用RTPCR检测维甲酸受体在3T3-L1前脂肪细胞中的表达;用BMP9编码序列的重组腺病毒感染3T3-L1细胞,再以1 μmol/L的ATRA干预不同时间后,利用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定和染色、Western blot检测骨桥素(osteopontin,OPN)、骨钙素(osteocalcin,OC)和脂肪酸结合蛋白(adipocyte fatty acid binding protein,aP2)表达,茜素红染色检测钙盐沉积水平,油红O染色检测脂质积聚研究BMP9和ATRA对前脂肪细胞成骨和成脂分化的作用;利用荧光素酶报告质粒和Western blot检测ATRA对BMP9介导的BMPR-Smad信号通路活性的影响.结果 前脂肪细胞中,除视黄醇受体γ外其余5种维甲酸受体均有表达;BMP9能增加前脂肪细胞ALP活性(P＜0.01),并促进OPN及OC蛋白表达和钙盐沉积,ATRA能进一步增强该作用(P＜0.01);BMP9能促进前脂肪细胞中脂质积聚,并诱导aP2表达,但该作用被ATRA抑制;ATRA还能够上调细胞中BMP9的mRNA和蛋白表达,BMP9合并ATRA组的Samd1/5/8磷酸化水平明显强于BMP9组,BMPR-Smad报告质粒荧光素酶活性也呈相同变化趋势(P＜0.01).结论 在前脂肪细胞中,ATRA能增强BMP9的成骨诱导活性,并抑制其诱导的成脂分化;ATRA的作用可能与进一步激活BMP9介导的BMPR-Smad信号有关.     

IGF-1对SD大鼠骨髓间充质干细胞成骨成脂方向分化的影响

目的:观察胰岛素样生长因子-1(IGF-1)作用于骨髓间充质干细胞后核心结合因子α1(CBFα1)和过氧化物酶增殖物激活受体γ2(PPARγ2)基因表达情况,探讨其对骨髓间充质干细胞成脂方向分化的影响。方法:用贴壁法筛选分离纯化SD大鼠骨髓基质干细胞并传代培养,取第4代SD大鼠骨髓间充质干细胞作为实验样本,随机分为空白对照组、低剂量IGF-1(10μg/L)组与高剂量IGF-1(20μg/L)组进行干预培养12 h,采用RT-PCR法检测各组CBFα1和PPARγ2 mRNA的表达。结果:IGF-1高剂量组及低剂量组均可以提高大鼠骨髓间充质干细胞CBFα1的mRNA以及下调PPARγ2的mRNA表达,高、低剂量组与空白对照组差异均有统计学意义(P均<0.05),但是这种剂量-效应在IGF-1干预浓度介于10~20μg/L的情况下并不明显。结论:IGF-1使骨髓间充质干细胞PPARγ2基因表达水平降低,阻碍骨髓间充质干细胞向成脂方向分化;使CBFα1基因表达水平增高,促进BMSCs成骨方向分化。IGF-1可能参与骨髓间充质干细胞成骨成脂方向分化的调节,并有利于成骨方向分化。     

m6A结合蛋白YTHDC2对人骨髓间充质干细胞分化的影响

  目的  研究N6-腺苷酸甲基化（N6-methyladenosine, m6A）结合蛋白YTH结构域蛋白2（YTH domain-containing protein 2,YTHDC2）对人骨髓间充质干细胞（human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSCs）成骨及成脂分化的调控。  方法  通过小干扰RNA（siRNA）体外对hBMSCs进行YTHDC2基因表达的敲降,并进行成骨及成脂诱导分化,以研究YTHDC2敲降后hBMSCs分化表型的改变。利用碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）染色和茜素红染色鉴定成骨活性和钙结节形成,尼罗红染色检测脂滴形成。利用荧光定量PCR（RT-qPCR）检测成骨和成脂相关基因的表达。通过RNA测序（RNA-seq）分析YTHDC2敲降后的转录组变化,探索YTHDC2调控hBMSCs分化的潜在机制。  结果  敲降YTHDC2促进hBMSCs成骨分化中的ALP活性及钙结节形成,并显著上调成骨相关基因表达;同时降低了hBMSCs在成脂分化中的脂滴形成能力,并显著下调成脂相关基因表达。RNA-seq的基因富集分析显示YTHDC2与核糖体功能及mRNA翻译有关信号通路显著相关。  结论  敲降YTHDC2可促进hBMSCs成骨分化,抑制成脂分化。敲降YTHDC2可能造成核糖体功能改变。     

hMSC成骨分化相关lncRNA的筛选和初步鉴定

【目的】 筛选和初步鉴定人骨髓间充质干细胞(hMSC)成骨分化相关的长链非编码RNA (lncRNA)? 【方法】 利用Refseq, UCSC knowngenes, Ensembl ,H-invDB 7.0, RNAdb 2.0, NRED生物软件分析成骨基因相关的lncRNA,综合获得可能的成骨相关lncRNA;3例骨髓标本来源于行腰椎手术患者,密度梯度法分离扩增hMSC后,分成骨诱导组和对照组,地塞米松?维生素C?β-甘油磷酸钠诱导hMSC成骨分化,通过ALP测定及钙结节茜素红染色进行成骨诱导鉴定;qRT-PCR验证hMSC成骨分化前?后差异表达的lncRNA,以及成骨分化前?后差异表达的基因BMP1?MSX1?Runx2?Smurf-1?ALP?【结果】通过上述生物软件综合分析发现3个成骨基因MSX1?BMP1和Smurf1周围存在相关lncRNA?4个lncRNA (AK129811 ?AK024937 ?AK096529?uc003ups)与成骨基因Smurf-1相关;2个lncRNA(AF289591和uc003xbe)与成骨基因BMP1相关;1个lncRNA(AK056311)与成骨基因MSX1相关?ALP检测示:与对照组细胞相比,成骨诱导组细胞1周ALP值最高,达到(16.82 ± 1.64)nmol/min,随着诱导时间的延长,ALP值逐渐降低,3周降至(8.37 ± 1.01)nmol/min?钙结节染色显示hMSC成骨诱导分化2周后胞外开始出现少量钙结节,随着诱导时间延长钙结节数量逐渐增加,成骨诱导至第3周钙结节最多,定量测定钙质量浓度达(716 ± 49)mg/mL?RT-qPCR结果显示绝大部分lncRNA在hMSC成骨分化过程中表达均下调,其中2个与Smurf-1相关lncRNA (AK096529和uc003ups)与成骨诱导前相比,存在显著性下调?1个与MSX1相关的lncRNA(AK056311)与成骨诱导前相比,也存在显著性下调?同时,成骨分化基因Runx2?ALP表达显著性上调,MSX1?Smurf-1表达显著性下调?【结论】 结合既往研究结果分析:AK096529和uc003ups可能通过正向调控Smurf1,促使Smurf1下调,减少Runx2的降解,继而促进hMSC的成骨分化?