电磁场促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

目的:探讨电磁场促进骨髓间充质干细胞成骨分化作用的研究现状。方法:检索电磁场和间充质干细胞相关论文,比对寻找电磁场促进成骨的相关证据,总结电磁场促进间充质干细胞成骨分化的相关研究。结果:电磁场对细胞的作用是复杂多样的,可影响干细胞的基因表达,也能对细胞缝隙通讯产生作用,实验室证明电磁场在体外培养的干细胞增殖和分化方面扮演了一定的角色,临床研究同样证明活体的骨细胞会受到电磁场的作用。结论:电磁场能促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,近年来国内外在这个领域的研究方兴未艾,进一步深入研究非常必要尤其通讯频段电磁场更值得学术界的探讨。     

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     

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。     

三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化的影响

背景：骨髓间充质干细胞的功能紊乱是骨质疏松的重要病理机制,而适当力学刺激可促进骨生长、提高骨强度,同时也会使细胞分泌腺苷类物质,如三磷酸腺苷。 目的：探讨三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞成骨和成脂肪分化的影响及其相关机制。 方法：不同浓度(10,50,250 μmol/L)的三磷酸腺苷刺激骨髓间充质干细胞,通过RT-qPCR检测成骨和成脂肪相关基因表达、茜素红染色和油红O染色来评估三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化的影响。Western blot检测三磷酸腺苷刺激对ERK1/2通路激活的影响。 结果与结论：三磷酸腺苷促进骨髓间充质干细胞成骨相关基因的表达和钙沉积,抑制成脂肪相关基因表达和脂滴生成,但不影响细胞增殖,这些影响呈剂量依赖性。三磷酸腺苷可以激活ERK1/2通路,ERK1/2通路抑制剂U0126抑制了三磷酸腺苷对骨髓间充质干细胞的促成骨抑成脂效应。  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     

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。     

正弦交变电磁场促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨性分化的研究

研究50 Hz不同强度正弦交变电磁场(SEMFs)对体外培养大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)增殖与成骨性分化的影响,筛选出最佳磁场强度参数。采用贴壁筛选法培养原代rBMSCs,每天在频率为50 Hz,强度分别为0、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2 mT的磁场环境中处理30 min。MTT法检测细胞增殖情况;于处理后的第3、6、9、12 d分别测定细胞碱性磷酸酶活性、钙盐沉积量、钙化结节数以及Ⅰ型胶原表达量,并比较各组间差异;于处理后6、12、24、48 h分别提取细胞总RNA,用RT Real-Time PCR法检测成骨性分化相关基因Osterix和IGF-1表达情况。实验结果显示电磁场干预组的细胞增殖率均低于对照组;但1.4~2.2 mT区间的磁场具有促成骨效应,以1.8 mT促进rBMSCs的成骨性分化更明显,表现在该组的碱性磷酸酶活性、钙盐沉积量、钙化结节数、Ⅰ型胶原表达量以及成骨性分化基因的表达量最高,亦显著高于对照组(P<0.05)。由此可以认为频率为50 Hz、强度范围在1.4~2.2 mT内的SEMFs抑制rBMSCs的增殖;但促进其成骨性分化,以1.8 mT效果最为明显。     

辛伐他汀可刺激骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:辛伐他汀可显著刺激骨髓间充质干细胞成骨分化,但机制不明.近年研究证实p38 MAPK信号通路参与调控骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的过程.目的:观察p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路在辛伐他汀体外干预刺激骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用....     

间歇牵拉应变对大鼠骨髓间充质干细胞增殖与成骨分化的影响

目的探讨体外间歇拉伸应变对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone mesenchymal stem cell,rBMSC)的增殖与成骨分化效应。方法应用Flexcell-4 000应力系统,将间歇拉伸应变(振幅10%,频率0.5 Hz,每天作用2次,4 h/次)作用于体外分离培养的正常rBMSC,加力1、3、5、7 d后检测应力对细胞形态改变、细胞增殖及骨形成核心结合因子Cbfα1、碱性磷酸酶(ALP)和I型胶原等成骨基因和Cbfα1蛋白的影响。结果 rBMSC在间歇牵拉应力作用1 d后即出现增殖速度减缓,一直延续到加力第7 d,ALP和I型胶原等成骨基因的表达自加力3 d后升高了3～6倍(P<0.05),并且Cbfα1的基因和蛋白表达在力学刺激下都出现上调。结论力学刺激在rBMSC的增殖与分化中起重要作用,适宜的间歇拉伸应变可以减缓BMSC的增殖,促进其成骨分化。     

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。     

高频脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响

背景：采用低频脉冲电磁场干预骨髓间充质干细胞增殖分化的研究很多,但采用高频(> 300 MHz)脉冲电磁场干预的研究国内未见报道。 目的：观察> 300 MHz高频脉冲电磁场照射能否促进骨髓间充质干细胞增殖,并向成骨分化。 方法：分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,取第3代细胞随机分为4组：成骨诱导组、成骨诱导＋电磁照射组、电磁场照射组、空白对照组。观察各组骨髓间充质干细胞培养过程中细胞形态、数量、总蛋白量等方面变化。 结果与结论：与未经高频脉冲电磁场照射组相比,经高频脉冲电磁场照射后,骨髓间充质干细胞胞体稍有增多,但分化方面区别微弱。电磁场照射组细胞增殖速度、总蛋白含量均低于较空白对照组(P  < 0.05)。但电磁照射组细胞凋亡率较空白对照组增加(P < 0.05)。说明高频脉冲电磁场促进骨髓间充质干细胞的成骨分化趋势不明显,可抑制其增殖,促进其凋亡。     

柚皮苷在促大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化过程中对MAPK信号通路的影响

目的: 研究中药单体柚皮苷(NG)对体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞分化过程中MAPK信号通路的影响。方法: 观察在正常、加入p38、ERK和JNK通路抑制剂SB203580、PD98059、SP600125及3种抑制剂全部加入的情况下,各组碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(BGP)、I型胶原(Col I)等骨向分化指标的差异。用Western blotting技术检测各组p38、ERK1/2和JNK蛋白的磷酸化水平,用荧光定量PCR技术检测细胞因子转化生长因子β₁(TGF-β₁)、骨形成蛋白2(BMP-2)和核心结合因子α1(Cbfα1) mRNA的表达。结果: (1)10^-7mol/L为本实验中NG的最佳促骨向分化浓度。(2) NG最佳浓度组的ALP和BGP含量比其它各组都高(P<0.05),Col I含量无明显差异(P>0.05);与NG组相比,加入不同抑制剂组的ALP、BGP和ColⅠ表达量出现不同程度的降低。(3)与空白组相比,NG组JNK蛋白的磷酸化水平升高(P<0.05),p38蛋白的磷酸化水平降低(P<0.01),ERK1/2蛋白的磷酸化水平无明显差异(P>0.05)。与NG组相比,加入不同抑制剂组的p38、ERK1/2和JNK蛋白的磷酸化水平有升高也有降低。(4) NG组上调BMP-2的表达(P<0.05),下调Cbfα1的表达(P<0.05),而对TGF-β₁的表达无明显影响(P>0.05)。与NG组相比,加入不同抑制剂组的TGF-β₁、BMP-2和Cbfα1 mRNA表达量出现不同程度的降低。结论: NG主要通过激活MAPK信号通路中ERK通路、JNK通路以及上调BMP-2的表达,促进MSCs的骨向分化。NG上调BMP-2的表达受MAPK通路中p38通路的影响较大。     

杜仲醇提取物诱导骨髓间充质干细胞成骨分化中的Wnt信号途径

背景：近年来,中药及中药有效部分对骨质疏松的干预和治疗作用的报道较多,但涉及细胞成骨分化调控的信号途径的报道较少。 目的：观察杜仲诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Wnt信号途径相关基因表达的变化。 方法：将第3代SD大鼠骨髓间充质干细胞,接种到6孔培养板中,每孔1×103个细胞,24 h后更换诱导培养基(含体积分数为7.5%胎牛血清的DMEM/F12(1∶1)加1/1 000浓度的杜仲醇提取物)。阴性对照组仍为正常培养基培养。诱导8 h,1 d,3 d和7 d时采用RT-qPCR法测定Wnt信号途径中Fzd和LRP受体系列、β-catenin、核内Wnt调控靶基因系列及Wnt抑制因子(WIF1)等表达变化。 结果与结论：与阴性对照组比较,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恢复到正常水平;β-catenin 在诱导3 d时表达升高达2倍;WIF1在诱导3 d和7 d后表达显著下降。结果提示Wnt信号途径可能参与了杜仲促骨髓间充质干细胞成骨分化过程。     

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.     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨诱导分化的超微结构变化

背景：目前对骨髓间充质干细胞成骨诱导分化的超微结构观察的报道甚少。 目的：采用全骨髓贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,成骨诱导并染色鉴定,利用电镜观察诱导前后细胞超微结构变化特点。 方法：全骨髓贴壁法体外分离、培养、纯化大鼠骨髓间充质干细胞,流式细胞仪检测细胞表面标记物,成骨染色鉴定向成骨方向诱导分化,扫描电镜及透射电镜观察成骨诱导前后细胞超微结构变化。 结果与结论：培养的第3代骨髓间充质干细胞纯度高、活力强,成骨诱导后的碱性磷酸酶活性染色、钙化结节染色均呈阳性。扫描电镜及透射电镜观察显示,经向成骨细胞诱导分化后,细胞形态铺展,不规则,其线粒体、粗面内质网、空泡明显增多,表明细胞功能活跃。     

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。     

Klotho对大鼠骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响

目的 探讨延缓衰老基因Klotho对骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖和分化的影响。 方法 体外条件下培养大鼠骨髓间充质干细胞,构建分泌型Klotho(sKL)过表达的BMSCs。Western blotting检测细胞及培养基中sKL的表达;MTT法检测细胞增殖能力;Western blotting检测衰老标志物P53、P21蛋白的表达。利用成骨诱导液定向诱导BMSCs向成骨细胞分化,应用碱性磷酸酶(ALP)染色鉴定成骨效果;利用成脂诱导液定向诱导BMSCs向脂肪细胞分化,应用油红O染色鉴定成脂效果。 结果 Western blotting结果显示,sKL组细胞和培养基中sKL蛋白表达显著上调（P<0.05）,P53、P21表达显著下调（P<0.05）;MTT结果显示,各组细胞吸光度值（A值）差别无显著性（P>0.05）,sKL组成骨及成脂能力明显强于对照组（P<0.05）。 结论 sKL增强了大鼠BMSCs的延缓衰老能力,对BMSCs的成骨分化和成脂分化产生一定的促进作用,而对BMSCs的增殖无显著影响。     

17β-雌二醇对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的诱导调控*****☆

背景：研究发现骨髓间充质干细胞上存在雌激素受体,雌激素通过调节骨髓间充质干细胞的增殖、分化特性发挥促成骨作用。 目的：观察17β-雌二醇对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的诱导作用,并探讨其作用机制。 方法：在基础成骨诱导培养基培养的第3代大鼠骨髓间充质干细胞中分别加入0(对照组),0.001,0.01,0.1 nmol/L 17β-雌二醇干预。Elisa法检测培养的骨髓间充质干细胞分泌Ⅰ型胶原的水平,RT-PCR及Western blotting法分别检测Runx2因子mRNA及蛋白水平。 结果与结论：与对照组比较,在给予0.001,0.01,0.1 nmol/L 17β-雌二醇干预后第5天,骨髓间充质干细胞Ⅰ型胶原表达显著升高(P < 0.05),第7天仍旧呈高表达(P < 0.05)。同时,在17β-雌二醇干预的第5,7天,Runx2因子mRNA及蛋白表达水平随17β-雌二醇浓度的增加而升高(P < 0.05),并呈剂量依赖性。表明17β-雌二醇可诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞转化,其可能通过上调Runx2因子表达发挥促成骨作用。 关键词：诱导分化;骨髓间充质干细胞;17β-雌二醇;Ⅰ型胶原;Runx2 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.003     

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。