骨髓间充质干细胞与骨相关研究

骨髓间充质干细胞具有向成骨细胞分化的潜能。骨髓间充质干细胞可体外分离、培养和扩增,可作为骨组织工程的种子细胞治疗骨相关疾病及作为载体用于基因治疗。本文综述了骨髓间充质干细胞在骨相关研究中的应用。     

骨髓间充质干细胞与骨相关研究

骨髓间充质干细胞具有向成骨细胞分化的潜能。骨髓间充质干细胞可体外分离、培养和扩增，可作为骨组织工程的种子细胞治疗骨相关疾病及作为载体用于基因治疗。本文综述了骨髓间充质干细胞在骨相关研究中的应用。     

不同来源间充质干细胞成骨分化时序性过程的比较研究

目的:比较骨髓间充质干细胞(BMSCs)和脂肪间充质干细胞(ADSCs)成骨分化时序性特点及其潜能的差异. 方法:分离提取同一SD大鼠的BMSCs和ADSCs两种细胞进行培养,通过免疫荧光染色和Von Kossa染色分别观察两种细胞经成骨诱导培养后的成骨分化蛋白I型胶原(Col1α1)的分泌和矿化结节沉积. 利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR) 方法检测两种细胞成骨分化相关基因的表达情况. 结果: 免疫荧光染色结果显示第7 d时ADSCs的Col1α1表达强度较BMSCs弱,但在14 d和21 d时两者差异并不明显.Von Kossa染色显示21 d时两者均呈现出较好的矿化能力. RT-qPCR结果显示ADSCs成骨相关基因表达水平在早中期(7、14 d)低于BMSCs(P <0.05),而在晚期(21、28 d)无显著性差异(P>0.05).结论:ADSCs在早期成骨分化水平低于BMSCs,但在晚期接近BMSCs,显示出良好的成骨分化潜能,在骨组织工程中将有广泛的应用前景.     

人骨髓间充质干细胞的分离培养及向成骨细胞定向分化的实验研究

目的:建立人骨髓间充质干细胞(hMSCS)体外分离、培养体系,并将其向成骨细胞定向诱导分化。方法: 采用梯度离心法从人骨髓血中提取骨髓MSC,经体外培养扩增,观察其生物学特性。结果:在体外培养条件下,骨 髓MSC具有较强的增殖能力,并能被诱导向成骨细胞分化。结论:建立了骨髓MSC体外分离、培养的体系,探讨 了骨髓MSC的生物学特性,为进一步研究MSC作为骨组织工程的种子细胞打下了基础。     

成骨诱导的犬骨髓间充质干细胞复合Bio-Oss构建组织工程化骨的体外研究

目的以骨髓间充质干细胞(MSCs)为种子细胞,以Bio-Oss小牛无机骨颗粒为支架材料,构建MSCs-Bio-Oss组织工程化骨。探讨犬MSCs成骨活性及与Bio-Oss复合构建组织工程化骨的可行性。方法杂种犬MSCs体外分离、培养及成骨诱导分化;取成骨诱导后的MSCs,以106个细胞/ml种植于Bio-Oss无机骨颗粒,轻度负压静置孵育培养。应用倒置相差显微镜、扫描电镜观察其形态学变化,进行细胞表面因子CD44的免疫荧光标记、钙结节染色、ALP定性和定量检测,结果以SPSS12.0统计软件包进行统计学分析。结果MSCs形态较均一,排列紧密,呈纺锤形,CD44表面抗原阳性;诱导分化后,表现出明显的成骨细胞活性,钙结节的茜素红S染色阳性,ALP的Gomori法染色阳性,ALP活性定量检测实验组在诱导分化3、7、14d时,ALP含量分别为(3.307±0.217)U/g、(5.929±0.781)U/g和(9.739±0.547)U/g,与对照组的(0.442±0.087)U/g、(0.581±0.027)U/g和(0.768±0.126)U/g比较有显著差异(P<0.01);MSCs在Bio-Oss表面贴附紧密,生长良好,构建形成组织工程化骨。结论以成骨诱导的犬MSCs作为种子细胞,复合支架材料Bio-Oss构建组织工程化骨是可行的。     

microRNA-145调控大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的实验研究

目的探讨microRNA-145在大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的作用。方法取3周龄雄性大鼠胫骨骨髓间充质干细胞,分为阴性对照组与microRNA-145下调组,分别感染慢病毒,观察microRNA-145对大鼠骨髓间充质干细胞在细胞增殖、细胞周期、凋亡和成骨分化方面的影响。结果 microRNA-145下调表达组(p Lv3-(anti)miR-145)与阴性对照组(p Lv3-Negative control)相比,大鼠骨髓间充质干细胞的增殖、细胞周期和凋亡无统计学差异(P>0.05);microRNA-145下调表达组成骨相关基因Sema3A、OPG、Runx2及Osterix/SP7表达均明显高于阴性对照组,且microRNA-145下调组茜素红染色范围也大于阴性对照组。结论 microRNA-145下调表达可以促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化,但对其细胞增殖、细胞周期和凋亡无明显影响。     

BCOR基因敲除促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究

目的研究BCL6共抑制因子-BCOR对骨髓间充质干细胞成骨定向分化能力的影响。方法利用慢病毒载体的BCORshRNA基因敲除BCOR,进行丧失性功能研究。通过检测ALP活性、茜素红染色、钙离子定量分析、成骨分化相关基因的表达,观察骨髓间充质干细胞体外成骨分化能力。结果BCOR在牙源性间充质干细胞和骨髓间充质干细胞的表达无明显差异。基因敲除BCOR促进了骨髓间充质干细胞ALP活性、体外矿化能力及成骨分化相关基因骨涎蛋白、骨钙素的表达。结论BCOR基因表达降低能促进骨髓间充质干细胞成骨分化,证实BCOR是骨髓间充质干细胞成骨分化的抑制基因。     

骨髓间充质干细胞成骨分化研究进展

骨髓间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的干细胞,可作为种子细胞,修复和重建损伤或发生病变的多种组织器官,在再生医学领域中具有潜在的应用前景。在其向成骨方向的分化过程中,由多种通路、多种因子参与,其中包括细胞因子、生长因子和激素等。本文对骨髓基质干细胞的成骨分化进行了综述。     

血管内皮细胞对骨髓间充质干细胞成骨能力影响的体外研究

目的研究血管内皮细胞对骨髓间充质干细胞成骨能力的影响.方法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞和肾血管内皮细胞,三维培养体系中直接、间接接触培养后,检测细胞中蛋白质和骨钙素含量及碱性磷酸酶活性.结果直接、间接接触培养及单独培养的骨髓间充质干细胞蛋白质含量为(0.195±0.023) mg/mL、(0.174±0.015) mg/mL、(0.152±0.015) mg/mL、(0.141±0.014) mg/mL;碱性磷酸酶活性分别为(0.625±0.223) μ/mg、(0.412±0.178) μ/mg、(0.141±0.08) μ/mg ;骨钙素含量分别为(0.800±0.124) μg/L、(0.435±0.216) μg/L、(0.235±0.146) μg/L.经方差分析各组差异显著(P<0.05).结论骨髓间充质干细胞与血管内皮细胞接触培养有良好的细胞相容性,血管内皮细胞可以显著提高骨髓间充质干细胞的增殖能力和成骨能力.     

大鼠骨髓间充质干细胞复合藻酸盐体内异位成软骨的初步研究

目的　探讨以藻酸盐为支架材料,经体外软骨向诱导的大鼠骨髓间充质干细胞为种子细胞,在体内异位形成组织工程化软骨的可能性。方法　32只雄性SD大鼠随机平均分为实验组和对照组两组。实验组分离培养自体骨髓间充质干细胞,传至第3代经转化生长因子β等诱导因子诱导10 d后与藻酸钠复合,并滴加氯化钙使其成凝胶状后注入大鼠背部皮下。对照组只注入藻酸盐。术后4周、8周取材进行苏木精-伊红、奥新蓝染色及透射电镜观察。结果　实验组术后8周肉眼可见软骨形成,苏木精-伊红、奥新蓝染色发现有大量软骨形成,软骨内可见细胞团,软骨细胞周围基质丰富,藻酸盐降解明显,未降解的藻酸盐松散的分布于软骨间。对照组未见软骨样组织形成。结论　经软骨向诱导的自体骨髓间充质干细胞结合藻酸盐凝胶可在体内异位形成较理想的组织工程化软骨。     

骨生物衍生支架材料组织相容性实验研究

目的:研究骨生物衍生材料脱蛋白骨及脱钙骨的组织相容性,为进一步研究作为骨组织工程支架材料的可行性打下基础。方法:本实验应用急性毒性试验、亚急性毒性试验、血液相容性试验、肌肉刺激试验等,对骨生物衍生材料的组织相容性进行评价。结果:骨生物衍生材料(脱蛋白骨、脱钙骨)无急性亚急性毒性作用,具有良好的血液相容性,材料经肌肉埋植4周后,两种材料周围未见明显的炎症反应。结论:骨生物衍生材料(脱蛋白骨、脱钙骨)具有良好的生物相容性。     

高糖对人骨髓间充质干细胞成骨能力影响的体外研究

目的:体外模拟糖尿病病人高血糖状态,观察高糖对人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)成骨能力的影响。方法 :将使用不同含糖量培养液体外培养的hMSCs分为5.5mmol/L生理糖浓度组、25mmol/L高糖组、44 mmol/L高糖组。CCK-8试剂盒检测各组hMSCs的增殖速度;骨诱导7、14、21 d时分别观察高糖对hMSCs骨向分化相关基因骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)、Runx相关因子2(Runx-2)的表达,碱性磷酸酶(ALP)活性,钙沉积量的影响。结果:两个高糖组相对生理糖组,有抑制hMSCs的增殖能力(P<0.05),且抑制ALP活性及细胞外钙基质沉积,下调了骨向分化相关基因OCN、OPN、Runx-2表达水平(P<0.01),该抑制作用随糖的浓度升高而加强。结论:高糖显著抑制了hMSCs生物矿化过程,并以浓度依赖的方式降低hMSCs的增殖及成骨能力。     

PRP复合间充质干细胞在颌骨组织工程领域的应用

组织工程骨修复骨缺损是目前研究的热点,种子细胞、生长因子以及生物支架材料是构建组织工程骨的三大要素。由于间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）具有多向分化潜能,能向成骨细胞分化,取材容易,体外易扩增,免疫原性低等优点,是理想的种子细胞。富血小板血浆（platelet rich plasma,PRP）中富含大量自体源性生长因子,能诱导MSCs增殖分化,促进骨再生。PRP复合MSCs行组织工程化骨具有一定可行性,已应用于颌骨缺损的修复、牙周组织再生以及种植外科等领域的研究。本文就PRP复合MSCs在口腔颌面骨组织工程领域的应用现状作一综述。     

新型骨组织工程支架复合BMP-2体内异位成骨的研究

目的 评价新型骨组织工程支架聚消旋乳酸与聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸共混物复合rhBMP-2作为组织因子载体的体内异位成骨的能力.方法 在12只成年新西兰兔背部两侧骶棘肌内各制作互不相通的2个肌袋.然后将复合rhBMP-2的材料植入一侧肌袋为实验组,未复合rhBMP-2的材料作为对照组植入另一侧肌袋.术后2、 4、 8周取材行大体标本观察、组织学观察,观察体内异位成骨情况.结果 植入体内8周,实验组见成熟骨组织形成,对照组无骨组织形成.结论 新型骨组织工程支架复合rhBMP-2后植入动物体内有较强的异位成骨能力,是BMP的良好载体.     

超顺磁性氧化铁纳米粒子标记羊骨髓间充质干细胞的体外实验研究

目的：探究超顺磁性氧化铁纳米粒子体外标记羊骨髓间充质干细胞的最佳方案,进行磁共振扫描,观察与三维打印组织工程骨支架复合培养的效果。方法：取超顺磁性氧化铁纳米粒子与多聚左旋赖氨酸的复合物标记第3代羊骨髓间充干细胞,将两者（各mg/L）按配比分为4组,A组：25：0.75、B组：50：1.5、C组：100：3和D组：200：6,分别在4h、24h和48h检测细胞标记阳性率、存活率和增殖活力,选最佳方案组进行磁共振成像、观察细胞内外粒子分布并与支架复合培养。结果：A组、B组细胞标记24h和48h普鲁士蓝染色阳性率最高,均达100%,细胞外未见纳米粒子聚集块形成;A组细胞标记4h、24h细胞存活率最高,与对照组差异无统计学意义;4组纳米粒子标记不同时间均未影响细胞增殖活力;在3.0T磁共振成像下至少可检测到A组5×103个细胞;纳米粒子分布于胞浆内、可与支架有效粘附。结论：超顺磁性氧化铁纳米粒子与多聚左旋赖氨酸配比为25：0.75（mg/L）时,标记第3代羊骨髓间充质干细胞24h为最佳方案,可粘附于三维打印组织工程骨支架表面。     

荧光活性染料(CM-Dil)对人骨髓间充质干细胞增殖能力的影响

目的:体外分离、培养人骨髓间充质干细胞(human bone marrow derived mesenchymal stem cells,hBMSCs),探讨应用不同浓度氯甲基苯甲酰氨荧光染料(CM-Dil)对hBMSCs增殖力的影响。方法:采用Ficoll梯密度离心法分离、培养hBMSCs,并促进其分别向成骨细胞、脂肪细胞分化;应用不同浓度CM-Dil分别标记第3代hBMSCs,观察不同浓度标记下细胞的荧光强度、标记效率、活性和增殖能力。结果:采用Ficoll梯密度离心法获得的hBMSCs,成骨、成脂分化染色阳性。不同浓度CM-Dil(5、10、20、30μmol/L)在30 min内均可成功标记hBMSCs,24 h后观察标记效率均达到98%以上(P>0.05)。直到20μmol/L的标记浓度对细胞的活力、增殖能力仍没有影响(P>0.05)。结论:CM-Dil是一种简便、安全的标记骨髓间充质干细胞的方法。     

Mesenchymal Stem Cells and Endothelial Progenitor Cells Stimulate Bone Regeneration and Mineral Density

Background: Alveolar bone deficiency is a major clinical problem in maxillofacial reconstructive surgery. The available surgical techniques to enhance extracortical bone augmentation are generally unpredictable and not satisfying. The aim of the present study is to quantify extracortical bone augmentation and tissue mineral density (TMD) after cotransplantation of peripheral blood‐derived endothelial progenitor cells (EPCs) and bone marrow‐derived mesenchymal stem cells (MSCs) by microcomputed tomography (micro‐CT). Methods: Bone regeneration was tested in the guided bone regeneration rat calvaria model. Gold domes filled with beta tricalcium phosphate (β‐TCP; control [CNT]) or β‐TCP mixed with 5 × 10⁵ rat EPCs and 5 × 10⁵ rat osteogenic transformed MSCs (EPC/otMSCs) were fixed to the exposed calvaria. Rats were sacrificed after 3 months. Bone volume fraction (BV/TV) and TMD were analyzed using micro‐CT. In the middle of the dome, a cylindrical region of interest was defined (it represents the area in which implants are placed) and subdivided into bottom, middle, and top to analyze the effect of the distance from the calvaria on bone formation. Results: In the whole cylinder, BV/TV and TMD were higher in the EPC/otMSC group compared with CNT (BV/TV: 22.9% ± 4.4% versus 29.1 ± 2.2%, P = 0.02; TMD: 937.79 ± 18.68 versus 960.78 ± 5.8 mgHA/ccm, P = 0.03; CNT versus EPC/otMSC, respectively). In each of the three subregions, BV/TV was higher in the EPC/otMSC group compared with CNT (top: 20.25% ± 2.4% versus 23.74% ± 1.5%, P = 0.007; middle: 23.2% ± 4.8% versus 28% ± 2.2%, P = 0.05; bottom: 25.3% ± 7.6% versus 35.7% ± 4.9%, P = 0.02; CNT versus EPC/otMSC, respectively). Conclusion: Three‐dimensional quantification by micro‐CT demonstrated that cotransplantation of EPC/otMSCs significantly improved bone formation and mineral density.     

Effect of Porphyromonas gingivalis Lipopolysaccharide on Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell Osteogenesis on a Titanium Nanosurface

Background: Titanium (Ti) dental implants have been widely used for prosthetic reconstruction of dentition. Unfortunately, peri‐implantitis can result in failure of dental implant osseointegration. Lipopolysaccharide (LPS) acts as a chronic inflammatory stimulus and maintains peri‐implant inflammation, worsening the prognosis for implant osseointegration. The purpose of this study is to determine the effects of 10 M NaOH‐modified Ti surface with nanonetwork structure on the proliferation and osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) in the context of Porphyromonas gingivalis LPS exposure. Methods: Titanium disks treated with 10 M NaOH solution and control were incubated with BMMSCs and exposed to P. gingivalis LPS (0, 0.1, or 1 μg/mL). The effects of the modified nanonetwork structure on osteogenic differentiation of rat BMMSCs were evaluated in the context of different concentrations of P. gingivalis LPS exposure. Results: Rat BMMSCs on the 10 M NaOH‐modified Ti surface with nanonetwork structure had higher levels of osteogenesis‐related gene expression and significantly greater cell proliferation, alkaline phosphatase activity, and extracellular matrix deposition and mineralization than cells on the untreated Ti surfaces, in all the groups with different doses of P. gingivalis LPS exposure. Conclusion: The 10 M NaOH‐modified Ti surface with nanonetwork structure has better endotoxin tolerance under P. gingivalis LPS exposure than the non‐modified surface.     

兔髁突来源骨髓间充质干细胞体内对骨缺损修复的实验研究

目的:研究兔下颌骨髁突来源骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)的体外分离、培养、鉴定及其体内成骨情况。方法:从兔下颌骨髁突中分离干细胞进行培养,对BMMSCs向成骨、成骨骼肌细胞的分化进行鉴定。实验组将BMMSCs复合于载黄芪多糖(APS)支架材料上,植入骨缺损区;对照组1植入单纯珊瑚羟基磷灰石(CHA)材料;对照组2植入APS/CHA复合材料;空白组不植入任何材料。应用组织学和扫描电镜观察,并比较植入材料与骨组织交界处的成骨修复情况。结果:细胞经过传代后形态一致,呈梭形;ALP染色呈阳性,成骨诱导后形成钙结节;成骨骼肌诱导后desmin免疫细胞化学染色阳性。植入体内修复骨缺损12周,实验组见大量新生骨及活跃的骨细胞;对照组1仅在材料表面见少量新骨形成;对照组2材料内有部分新骨形成;空白组基本未见骨修复。结论:从兔下颌骨髁突中分离、培养出的BMMSCs,具有体内、体外成骨的能力。