补肾活血胶囊介导Hedgehog信号通路调控大鼠骨髓间充质干细胞成骨成脂分化

背景:激素性股骨头坏死是骨科常见的进行性难治性疾病,严重影响患者的正常生活和工作。骨髓间充质干细胞成骨成脂分化异常被证实参与了激素性股骨头坏死的发生发展及防治,但其作用机制尚不清楚。目的:观察补肾活血胶囊对糖皮质激素处理的骨髓间充质干细胞成骨-成脂分化及Hedgehog信号通路相关因子的影响。方法:分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,运用不同剂量的补肾活血胶囊含药血清及糖皮质激素干预,CCK-8法检测细胞增殖活性,茜素红染色和油红O染色观察骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化情况,Western blot检测细胞中成骨、成脂及Hedgehog信号通路相关因子的蛋白表达变化。结果与结论:①补肾活血胶囊含药血清不仅能促进正常大鼠骨髓间充质干细胞的增殖,而且能明显改善糖皮质激素对骨髓间充质干细胞增殖的抑制效应;②成骨诱导3周后,补肾活血胶囊含药血清组与空白对照组相比成骨诱导能力增强,尤其是补肾活血胶囊中剂量组表现出更高的成骨活性;③成脂诱导2周后,油红O染色显示补肾活血胶囊含药血清组与空白对照组相比阳性染色面积均明显减少,其中补肾活血胶囊中剂量组抑制程度最为明显;④各组干预3 d后,Western blot检测显示补肾活血胶囊含药血清均能增强骨髓间充质干细胞中成骨因子Runx2、Col1a1和Hedgehog信号通路相关因子Shh、Gli1的蛋白表达,减弱成脂因子PPARγ、C/EBPα的蛋白表达;⑤结果表明,补肾活血胶囊含药血清能介导Hedgehog信号通路促进骨髓间充质干细胞成骨分化、抑制其成脂分化。     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能，其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来，许多实验室从分子，生化，物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究，取得了较大的进展。     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能 ,其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来 ,许多实验室从分子、生化、物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究 ,取得了较大的进展     

骨髓间充质干细胞诱导成骨的研究进展

骨髓间充质干细胞因其具有自我复制和多向分化潜能而成为目前骨组织工程领域研究的重点之一。对这方面近几年的研究成果从诱导因子的作用及调控机制、物理条件、新的研究方法等方面做了简要论述。     

微重力对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种多能成体于细胞,是组织工程重要的种子细胞来源之一.微重力对BMSCs成骨分化具有抑制作用,可使骨量减少和骨微结构改变,从而导致骨质疏松症.这一过程受到多条信号通路的调控,如MAPK信号通路、Notch信号通路和Wnt/β-catenin信号通路等,它们协同调节微重力下BMSCs向成骨细胞方向的分化.研究微重力对BMSCs成骨分化的影响,可以阐明骨质流失机理,为相关疾病的治疗提供新的靶点,促进我国太空宇航事业的发展.     

影响骨髓间充质干细胞成骨分化的力学信号传导机制研究进展

骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cell,BMSC)是一种具有多向分化潜能的成体干细胞,适量的力学刺激能促进BMSC向成骨细胞分化。近几年来,一些学者利用力学刺激作用于体外培养的BMSC,促进其向成骨细胞分化,并且对其诱导分化的机制进行了大量研究。尽管这一机制目前尚不十分清楚,但是已有的研究表明,多条信号通路参与了该力学信号传导。本文就国内外近几年来关于力学信号影响BMSC成骨分化的信号转导机制研究进展做一综述。     

尿酸对人骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Wnt信号通路的影响

背景：尿酸作为一种内源性的抗氧化剂,其抗氧化、抗DNA 损害作用及发挥促成骨作用近年受到关注。目的：探讨不同浓度尿酸对人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中Wnt/β-catenin 信号通路相关基因表达的影响。方法：采用全骨髓贴壁法体外分离培养健康成年人骨髓间充质干细胞,培养至第3代时,用含不同浓度尿酸(0,140,280,560 μmol/L)的成骨诱导液进行成骨向诱导分化培养,检测细胞成骨分化过程中碱性磷酸酶活性、增殖能力以及Wnt信号通路中Wnt-3α,β-catenin mRNA的表达。结果与结论：各组细胞碱性磷酸酶染色为阳性,尿酸干预后各组细胞碱性磷酸酶活性和增殖能力增高,Wnt信号通路相关基因Wnt-3a、β-catenin的表达上调,且呈现浓度依赖性,各指标在实验组与对照组间比较以及实验组组间比较,差异均有显著性意义(P < 0.05)。结果显示尿酸可通过促进Wnt-3a/β-catenin信号通路进而促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞增殖和分化,具有浓度依赖性。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的研究不同浓度的补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)成骨分化的影响,为临床应用补骨脂素治疗骨质疏松症提供理论依据。方法选取8周龄健康雄性SD大鼠,取双侧股骨、胫骨,对大鼠的BMMSCs进行分离、原代培养和细胞表型鉴定。取第3代大鼠BMMSCs,体外利用成骨诱导培养基进行不同浓度补骨脂素的药物诱导,MTT法检测不同浓度的补骨脂素对大鼠BMMSCs生长的影响;通过碱性磷酸酶(ALP)活性测定、Western blot法和茜素红染色方法评价不同浓度补骨脂素对大鼠BMMSCs成骨分化能力。结果第3代大鼠BMMSCs表面抗原符合干细胞鉴定标准,成骨诱导后给予15μmol/L补骨脂素对大鼠BMMSCs的增殖作用最佳,ALP活性、Runx-2表达和钙化结节数目均明显高于经典成骨诱导组、5μmol/L和10μmol/L和20μmol/L补骨脂素组。结论15μmol/L补骨脂素成骨诱导促进BMMSCs向成骨分化,从而起到防治骨质疏松的作用。     

姜黄素调控大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：姜黄素能明显降低破骨细胞的骨重吸收,诱导破骨细胞凋亡,抑制破骨细胞形成。 目的：观察不同浓度姜黄素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。 方法：采用贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代后采用成骨培养基进行成骨诱导,在诱导前3 d于诱导培养基中分别加入0(对照),10,15 μmol/L姜黄素。 结果与结论：接种培养7 d,倒置显微镜下可见分散的骨髓间充质干细胞小集落,集落细胞呈放射状生长。随培养时间延长,细胞集落增大,细胞形态为长梭形。加入成骨培养基7 d后细胞形态逐渐由长梭形变为多角形,随成骨诱导时间延长形态变化更加明显。加入不同浓度姜黄素后骨髓间充质干细胞增殖无变化。姜黄素呈剂量依赖性促进骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性及Runx-2、血红素单加氧酶1的表达。提示姜黄素能有效促进大鼠骨髓间充质干细胞早期成骨分化,其机制可能与提高干细胞血红素单加氧酶1的表达有关。     

骨髓间充质干细胞成脂成骨平衡调控研究进展

骨质疏松症（OP）是一种全身性的骨代谢疾病,主要表现为骨量减少、骨质脆性增加、骨骼微结构退化。随着对骨质疏松症发病机制的深入研究,骨髓间充质干细胞（BMSCs）分化失衡（成骨分化减少,成脂分化增多）是引发骨质疏松症的关键。我们总结了BMSCs成脂成骨分化相关的信号通路,充分理解这些信号通路,有利于更好的阐明骨质疏松症的发病机制,为临床医生有效地治疗骨质疏松症提供帮助。     

Shh在雷奈酸锶促进骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的作用

 目的：研究Sonic Hedgehog（Shh）在雷奈酸锶（strontium ranelate,Sr）促进大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）向成骨细胞分化中的作用。方法：采用全骨髓贴壁培养法分离、纯化、培养大鼠BMSCs,取第3~5代BMSCs加入成骨诱导液诱导成骨分化,再加入不同浓度Sr及Shh拮抗剂cyclopamine（Cy）,分别观察它们对BMSCs向成骨细胞分化的影响。酶标法检测成骨细胞分化早期标志物碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的活性;茜素红染色检测细胞钙化水平;Western blotting法检测Shh和Runx2蛋白的表达情况。结果：Sr（3 mmol/L）可以使细胞ALP活性增高,钙结节形成增加。Sr（0.1～5 mmol/L）作用BMSCs 7 d,可明显促进Shh和Runx2蛋白的表达,且Shh蛋白在1 mmol/L Sr作用时表达最多,而Runx2在3 mmol/L Sr作用时表达最多。1 mmol/L Sr作用BMSCs不同时间（1、3、5、7 d）,呈时间依赖性地上调Shh和Runx2蛋白的表达。Cy（10 μmol/L）不仅拮抗Sr对Shh和Runx2表达的上调作用,还抑制Sr对ALP和钙结节形成的促进作用。结论：Sr可通过上调Shh蛋白及成骨特异性转录因子Runx2的表达促进BMSCs向成骨细胞分化。     

骨髓间充质干细胞诱导成骨的研究进展

骨髓间充质干细胞因其具有自我复制和多向分化潜能而成为目前骨组织工程领域研究的重点之一。对这方面近几年的研究成果从诱导因子的作用及调控机制、物理条件、新的研究方法等方面做了简要论述。     

同种异体骨髓间充质干细胞在比格犬体内异位构建组织工程骨

BACKGROUND: Allogenic bone marrow mesenchymal stem cells as seed cells for tissue engineering have become the future trend of development. OBJECTIVE: To investigate the osteogenic effects of allogenic bone marrow mesenchymal stem cells and the outcome in vivo. METHODS: Bone marrow mesenchymal stem cells from beagle dogs were marked with chloromethylbenzoyl ammonia fluorescent dye (CM-Dil), and the proliferation of labeled cells was measured using MTT assay in vitro. Autologous or allogenic bone marrow mesenchymal stem cells were inoculated into coral and β-tricalcium phosphate scaffolds for 7 days osteogenic induction and then subcutaneously implanted into the back of beagle dogs. Dogs undergoing blank scaffold implantation served as negative controls. Hematoxylin-eosin staining was used to observe new bone formation at 3 days, 1, 2, 4, 8, 12 weeks after surgery. Bone formation area was statistically analyzed using ipp software. In the CM-Dil group, frozen sections were made to trace the in vivo outcome of bone marrow mesenchymal stem cells under a fluorescence microscope. RESULTS AND CONCLUSION:The osteogenesis speed in the allogenic bone tissue engineering group was faster than that in the autologous bone tissue engineering group at 4-8 weeks after implantation, but no significant difference between the two groups was found beginning at the 12th week. At 4 weeks after implantation, the expression of γ-carboxy glutamic acid protein in the autologous bone tissue engineering group was higher than that in the allogenic bone tissue engineering group, prompting the bone mineralization appeared earlier in the latter group than the former one. ELISA results showed that the expression of alkaline phosphatase and osteocalcin in the autologous bone tissue engineering group was higher than that in the allogenic bone tissue engineering group at 4 weeks after implantation, and then the expression showed no difference at 12 weeks. CM-Dil labeling results showed that the number of allogenic bone marrow mesenchymal stem cells was reduced significantly compared with that of autologous bone marrow mesenchymal stem cells. All these findings indicate that the ectopic osteogenesis of the allogenic tissue-engineered bone in large animals is found within 12 weeks after implantation, but the osteogenesis efficiency at early stage (within 8 weeks) is lower compared with the autologous tissue-engineered bone. This difference may be related to the post-implantation immunoreactions that lead to the reduction in cell number. 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

骨髓间充质干细胞中大鼠白细胞介素10复制缺陷型重组腺病毒的表达

背景：研究显示,白细胞介素10在脓毒症等炎性疾病发挥了抑制炎症反应、促进疾病转归的重要作用。 目的：构建大鼠白细胞介素10重组腺病毒,并以骨髓间充质干细胞为基因载体,观察外源基因在细胞中的表达情况。 方法：采用反转录-聚合酶链反应方法从SD大鼠新鲜脾脏组织中提取出的总RNA中克隆大鼠白细胞介素10基因,通过AdEasy系统成功包装、扩增并纯化出含目的基因的重组腺病毒颗粒。取大鼠骨髓细胞,利用密度梯度离心法和贴壁法分离并扩增骨髓间充质干细胞,并使用流式细胞仪进行表型鉴定。以不同感染倍数的Ad.rIL-10/Ad.GFP感染骨髓间充质干细胞,在荧光显微镜下观察感染效率,并用反转录-聚合酶链反应和Weatern blot方法检测目的基因在大鼠骨髓间充质干细胞中的表达。 结果与结论：成功构建了重组腺病毒Ad.rIL-10,计算病毒滴度为6.0×10¹⁰ pfu/mL。重组腺病毒Ad.rIL-10对骨髓间充质干细胞有较高的转染效率,当感染复数=200时为70%。提示含外源基因大鼠白细胞介素10的骨髓间充质干细胞持续高效地表达目的基因,是基因治疗的良好细胞载体。     

梓醇促进大鼠骨髓间充质干细胞增殖过程中Wnt信号通路的变化

 目的：观察梓醇促进大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）增殖过程中Wnt信号通路的变化。方法：（1）采用机械分离及差速贴壁法分离培养SD大鼠BMSCs,将细胞分为空白对照组与梓醇（1.0 mg/L）处理组,流式细胞术检测各组细胞细胞周期分布情况,计算其增殖指数。（2）实时荧光定量PCR法检测各组细胞中Wnt3a、Wnt5a、Wnt11及β-catenin mRNA的表达水平;Western blotting技术检测各组细胞β-catenin蛋白的表达变化。结果：（1）空白对照组与梓醇处理组BMSCs增殖指数分别为8.90%±0.46%和17.93%±1.68%（P<0.01）。(2）与空白对照组相比,梓醇处理组Wnt5a、Wnt11、β-catenin mRNA及β-catenin蛋白表达均明显提高,但Wnt3a mRNA表达无显著变化。结论：梓醇在促进BMSCs增殖过程中可同时激活经典与非经典Wnt信号通路。     

Notch信号在脂多糖诱导的骨髓间充质干细胞中的作用

目的:探讨Notch信号对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖及白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)和趋化因子CXCL1分泌的影响。方法:全骨髓培养法制备BMSCs;采用q PCR与Western blot实验比较LPS对BMSCs中Notch信号通路配体、受体及靶基因表达的变化;MTT法和活细胞计数检测Notch信号对细胞增殖的影响;并以ELISA法检测Notch信号通路抑制剂DAPT对IL-6和CXCL1分泌的调节作用。结果:经10μg/L、100μg/L和1 mg/L的LPS刺激后,BMSCs增殖和IL-6分泌呈现上升趋势(P0.05或P0.01)。q PCR与Western blot结果显示Notch信号通路受体和配体在BMSCs中均有表达,但LPS对其mRNA与蛋白水平并无明显影响,然而LPS可显著诱导Notch信号靶基因Hes1与Hey1的蛋白表达。Notch信号通路抑制剂DAPT可以降低LPS诱导的BMSCs活力的上升(P0.01),同时对LPS诱导的BMSCs增殖有抑制作用。另外,LPS显著诱导BMSCs中IL-6与CXCL1的分泌,而抑制Notch信号通路可显著抑制LPS所诱导的IL-6与CXCL1的分泌(P0.05)。结论:抑制Notch信号可以抑制LPS诱导的BMSCs增殖,并抑制IL-6与CXCL1的分泌。     

大鼠脂肪源干细胞中骨形态发生蛋白信号通路相关分子的表达

目的:探讨大鼠脂肪源干细胞(ADSCs)成骨和成脂肪分化能力及骨形态发生蛋白(BMP)信号通路相关分子的表达.方法:切取Wistar雌性大鼠腹股沟脂肪垫,用酶消化法培养ADSCs.将第4代ADSCs经成骨和成脂肪诱导分化培养后,进行相应的茜素红和油红O染色,以鉴定ADSCs的分化潜能.同时取培养的第4代ADSCs进行流...     

大鼠骨髓间充质干细胞的培养与鉴定

背景：骨髓间充质干细胞在骨髓中含量极低,体外培养难度较大。体外分离培养纯度高、活力强、生物特性均一的间充质干细胞,对组织工程及细胞的体内、体外实验显得至关重要。 目的：建立大鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养、纯化方法,并进行细胞形态学观察、表面标志物鉴定及多向分化能力检测。 方法：通过全骨髓贴壁法体外分离、培养、纯化大鼠骨髓间充质干细胞,进行形态学观察,绘制生长曲线,细胞周期分析,流式细胞仪检测细胞表面标记物,分别向成骨、成脂方向诱导分化。 结果与结论：大鼠骨髓间充质干细胞生长以梭形细胞为主,呈放射状排列的细胞集落,细胞生长旺盛,可连续稳定传代10代以上。生长曲线及细胞周期显示骨髓间充质干细胞符合正常细胞生长特征且生长活跃。第3代骨髓间充质干细胞CD44,CD90,CD105均呈阳性表达,而CD34,CD45呈阴性表达。成脂、成骨诱导后,油红O染色、碱性磷酸酶染色、von Kossa法染色和茜素红染色均呈阳性。全骨髓贴壁培养法操作简单,可大量分离、纯化、扩增骨髓间充质干细胞,所获细胞具有间充质干细胞的一般生物学特性,经诱导培养后具有多向分化潜能。实验所用的全骨髓贴壁法法为组织工程提供充足的种子细胞来源具有重要的现实意义。     

骨髓间充质干细胞对大鼠异基因骨髓移植后移植物抗宿主病的影响

目的：探讨大鼠骨髓间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）对异基因骨髓移植（allo—BMT）后移植物抗宿主病（GVHD）的影响。方法：从大鼠骨髓中分离培养问充质干细胞，通过形态学观察及流式细胞术检测表面标志以鉴定其纯度。通过混合淋巴细胞培养（MLR）检测MSCs体外对T细胞增殖的影响。建立大鼠GVHD模型（SD—Wistar），对其进行allo—BMT的同时，共移植不同数量供者源性的MSCs，观察受体大鼠的临床表现、绘制Kaplan—Meier生存曲线，并通过病理分析，综合评价MSCs，对allo-BMT后GVHD的影响。结果：在混合淋巴细胞培养体系中加入与反应淋巴细胞同源的MSCs，能够抑制T细胞的增殖，不同MSCs浓度组之问存在显著性差异（P〈0．01）。异基因骨髓移植时，供鼠MSC与T细胞比例为1：5、2：5共输注时，能推迟受鼠GVHD的发生时间，延长生存期，但并未避免GVHD的发生；当比例为1：1时，只有20％的受鼠发生了慢性GVHD反应，1—2周后逐渐缓解，并得到了长期生存，其余80％大鼠均未出现GVHD反应而长期生存。结论：大鼠MSCs不仅在体外能够抑制T细胞的增殖，体内共移植骨髓和高数量的MSCs也可以降低GVHD的发生率和严重程度，并延长受鼠的生存时间。本研究结果为临床GVHD的防治提供了新的思路。