骨髓基质干细胞与成骨的研究进展

实验证实骨髓基质干细胞具有间充质干细胞的特性，表现为较强的增殖能力和向多种间充质细胞分化的潜能，可向成骨系细胞方向分化。在体外培养时具成骨细胞样细胞表型，植人体内可产生矿化骨组织。本文对其体内外成骨实验进展作一综述。     

兔骨髓基质干细胞诱导成骨的实验研究

目的:研究兔骨髓基质干细胞(BMSCs)的生长特点和在诱导条件下的成骨特性。方法:使用密度梯度法分离骨髓基质细胞并进行培养,传2代后运用成骨诱导剂地塞米松、β-甘油磷酸钠(β-Gp)、L-坏血酸(AA)进行诱导,测试骨髓基质细胞的生长变化和成骨分化。结果:形态学表明骨髓基质细胞呈集落生长,有成纤维细胞样外观,诱导后细胞生长较前明显减慢,逐渐变为立方形、锥形或梭形。汇合时细胞呈铺石状重叠生长,进而形成“钙结节”样表现。染色及电镜观察可见细胞诱导前后有明显区别,细胞增殖吸光度(OD值)及细胞碱性磷酸酶测试表明,随着时间的延长,细胞增殖变慢,但分化能力增强(P<0.05)。结论:骨髓基质细胞作为构建组织工程骨的种子细胞在地塞米松、β-甘油磷酸、L-坏血酸诱导下成骨具有可靠的重复性。     

乙烯雌酚诱导兔骨髓基质干细胞向成骨分化的实验研究

目的观察乙烯雌酚（Diethylstilbestrol）对兔骨髓基质干细胞（bone marrow stromal cells,BMSCs）成骨分化的影响,探讨乙烯雌酚对骨髓基质干细胞的成骨调节及其对骨骼系统的影响。方法用不同浓度（0,10-（-10）～10-（-5） mol/L）乙烯雌酚干预1周龄新西兰长耳白兔的骨髓基质干细胞,并设地塞米松10-（-8） mol/ L、β-甘油磷酸钠10 mmol/L、维生素C 50mg/L为阳性对照,在干预不同时间分别用茜素红染色鉴定钙化结节形成、全自动生化仪测碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性。结果10-（-8）mol/L乙烯雌酚干预25天后开始出现钙化结节 10-（-8）、10-（-7）mol/L乙烯雌酚干预组ALP在14、21天时显著增加。结论乙烯雌酚能促进兔骨髓基质干细胞的成骨分化,并能通过成骨细胞的数量来发挥骨骼系统的保护作用。     

细胞生长因子诱导骨髓基质干细胞成骨的研究进展

骨髓基质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSC)被认为是骨组织工程中最有应用前景的理想种子细胞[1].由于BMSCs具有分化多方向性的特点,而骨组织工程学要求其向单一方向分化,所以,BMSCs的定向诱导具有重要作用.就其成骨方向来说,常用的具有诱导作用生长因子有骨形态发生蛋白(BMP)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、胰岛素样生长因子(IGF)、血管内皮生长因子(VEGF)等.它们不仅可单独作用,相互之间也存在着密切的关系,可复合使用.本文就细胞生长因子对BMSCs分化及增殖的诱导作用作一综述.     

骨髓基质干细胞定向诱导分化成骨的研究进展

近几十年来，骨髓基质干细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）因其具有多方向分化的潜能而进行深人研究。上世纪80年代，Owen和Piersma等,通过实验使BMSCs分化为成骨细胞和脂肪细胞。2000年Woodbury等、Sanchez等也通过实验的方法证明BMSCs还可以分化为神经细胞。     

合成成骨生长肽对大鼠骨髓基质干细胞的促成骨作用

目的研究合成成骨生长肽（sOGP）对体外培养的大鼠骨髓基质干细胞（BMSCs）的作用,并与经典的成骨诱导剂地塞米松相对比。方法取大鼠股骨骨髓,贴壁法分离骨髓基质干细胞进行体外培养,加入不同浓度的sOGP,观察细胞形态变化,细胞增殖率,细胞内碱性磷酸酶（ALP）的表达,RT—PCR法检测3种主要成骨标志物（ALP、Ⅰ型胶原、骨钙素）的表达,组织化学染色检测碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原的表达及钙质的沉积并进行图像分析。结果sOGP对BMSCs增殖的影响随浓度不同呈现双向作用。sOGP和地塞米松在mRNA和蛋白水平均能促进各成骨标志物的表达,定量分析结果显示,sOGP在10^-9mol／L浓度组促成骨的作用最强,明显高于对照组和地塞米松组。结论sOGP能明显促进大鼠BMSCs向成骨方向转化。这种促成骨能力与其浓度密切相关,以10^-9mol／L浓度下促成骨能力最强。     

兔骨髓基质细胞在诱导条件下的成骨特性

目的 观察兔骨髓基质细胞的生长特点及诱导条件下的成骨能力。方法 使用密度梯度离心分离兔骨髓基质细胞进行培养，保留贴壁细胞传代，观察在培养液中添加地塞米松，维生素C，β－甘油磷酸钠条件下骨髓基质细胞生长及成骨分化情况。结果 骨髓基质细胞呈成纤维细胞样表现，增殖能力强。诱导条件下第2代细胞的碱性磷酸酶活性明显增高，10－12d达到最高峰，并且出现矿化结节。结论 使用本实验方法，获得的骨髓基质细胞成骨能力肯定，增殖能力强，可作为骨组织工程的种子细胞。     

人胚胎骨髓基质干细胞的长期培养及体外成骨特性

研究了人胚胎骨髓基质干细胞(hBMSCs)在体外长期培养时的基本特性和向成骨细胞的分化能力。结果表明：前三代hBMSCs多数呈长梭形,生长快速,增殖能力强;而后几代细胞变得比较扁平,生长缓慢,增殖能力下降;至第六代,细胞已失去增殖能力。每一代细胞生长均分为延滞期、对数生长期和稳定期,延滞期一般为6～7d,对数生长期为4～5d,最后是稳定期。前三代细胞对数生长期的群体倍增时间(PD71)基本相同,而第四代细胞的PDT略有上升,第五代细胞的PDT最大。在体外扩增能力方面,前三代细胞均可以扩增18倍左右,而第四、第五代细胞则下降至11倍、5倍。实验结果表明扩增后的细胞经过诱导可以形成钙化小结,与未诱导细胞相比碱性磷酸脂酶(ALP)活性显著提高。     

骨髓基质细胞体外培养及成骨特性研究

目的 建立兔骨髓基质细胞(BMSC)向成骨细胞转化的体外培养方法，并观察其体外的成骨特性。方法 利用静置贴壁原理进行BMSC的体外培养，汇合后传代，部分细胞改用条件培养液继续培养。对培养的细胞进行形态学观察和组织学检测，并观察条件培养液对BMSC的功能影响。结果 条件培养液组细胞碱性磷酸酶(ALP)染色阳性，细胞重叠生长形成多层结构，伴有散在的矿化结节形成。条件培养液组细胞ALP染色率及活性较完全培养液组高，但增殖率相对降低。结论 培养的BMSC经诱导具有体外成骨能力。地塞米松、β甘油磷酸钠和维生素C可促使BMSC转化为成骨细胞，但抑制BMSC的增殖速度。     

大鼠骨髓基质干细胞体外培养及定向诱导分化为成骨细胞的实验研究

目的:研究大鼠骨髓基质干细胞体外培养的生长特点和诱导条件下的成骨能力.方法:通过密度梯度离心和贴壁培养法分离大鼠骨髓基质干细胞,应用含地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠的诱导培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化,并检测碱性磷酸酶活性及细胞矿化作用.结果:骨髓基质干细胞呈成纤维细胞样生长,增殖能力强,生长迅速.诱导条件下细胞的碱性磷酸酶活性明显增高,并且出现矿化结节.结论:骨髓基质干细胞易于分离培养及体外扩增,诱导条件下成骨能力肯定,适合作为骨组织工程的种子细胞.     

Development of bone marrow mesenchymal stem cell culture in vitro

Objective  To review the in vitro development of bone marrow mesenchymal stem cells culture (BM-MSC).

Data sources  The data cited in this review were mainly obtained from articles listed in Medline and PubMed. The search terms were “bone marrow mesenchymal stem cell” and “cell culture”.

Study selection  Articles regarding the in vitro development of BM-MSCs culture, as well as the challenge of optimizing cell culture environment in two-dimensional (2D) vs. 3D.

Results  Improving the culture conditions increases the proliferation and reduces the differentiation. Optimal values for many culture parameters remain to be identified. Expansion of BM-MSCs under defined conditions remains challenging, including the development of optimal culture conditions for BMSC and large-volume production systems.

Conclusions  Expansion of BM-MSCs under defined conditions remains challenges, including the development of optimal culture conditions for BMSC and scale-up to large-volume production systems. Optimal values for many culture parameters remain to be identified.

     

人骨髓基质干细胞体外培养的生物学特性

目的　探讨在骨组织工程研究中作为种子细胞来源之一的骨髓基质干细胞体外培养后的生物学特性 .方法　获取人胎儿骨髓于含 10 0 m L· L- 1 胎牛血清的 DMEM培养液中培养 ;将骨髓基质干细胞向成骨细胞方向进行诱导 ,2～ 3wk后行钙化结节 Vonkossa和碱性磷酸酶 (AL P)钙钴染色 ;同时绘制诱导前后细胞的生长曲线、测定细胞内 AL P含量变化 ,并做统计学分析 .结果　骨髓基质干细胞经诱导后增殖速度变慢 ,但合成 AL P的能力明显增强 (P<0 .0 5 ) ;Vonkos-sa和 AL P染色呈阳性 .结论　骨髓基质干细胞取材方便 ,易于诱导为成骨细胞 ,作为骨组织工程的种子细胞应用前景良好 .     

人骨髓成骨细胞培养法的改良及其体外成骨能力

目的：探讨简便、易行的人达成骨细胞体外培养方法,研究骨髓基质在体外培养条件下的成骨能力。方法：抽取人骨髓组织,梯度离心后置于含１００ｍＬ／Ｌ小牛血清的ＤＭＥＭ培养液中,培养２４小时换液,稳定伟代后改用含地塞米松和β－甘油磷酸钠的条件增大２液,用倒置显微镜观察、组织化学染色、四环素荧光标记等方法进行观察。结果：传代细胞４天～５天即可传代,在条件培养液中２ＷＫ形成多层结构,并聚集成黑色结节。培养细胞Ａ     

兔骨髓间充质干细胞的分离、培养与鉴定

目的采用原代培养符合实验要求的兔骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）,进行生物学特性分析,为进一步骨组织工程实验研究奠定基础。方法采用全骨髓冲洗手段,结合密度梯度离心与贴壁培养方式体外分离兔BMSCs,倒置显微镜观察细胞形态,MTT绘制细胞生长曲线,ALP染色试剂盒检测细胞成骨性能。结果原代培养12d后可获得纯化的兔BMSCs,经成骨条件培养液诱导培养后,形态相对稳定,具有成骨性能。结论采用骨髓冲洗结合密度梯度离心与贴壁培养方式能够成功分离培养大量较纯化的兔BMSCs,第1～3代细胞体外培养生长状态好,形态稳定且贴壁率较高,可以作为后续骨组织工程实验种子细胞。     

兔骨髓间充质干细胞体外软骨向诱导的实验研究

目的:体外分离培养兔骨髓间充质干细胞(MSCs),并定向诱导其向软骨细胞表型分化。方法:抽取兔股骨骨髓,经密度梯度离心与贴壁培养分离得到MSCs。用含有TGF-β、b-FGF、胰岛素、维生素C、转铁蛋白等的DMEM/Ham′s-F12培养基进行软骨向诱导。通过形态学观察,阿辛蓝-PAS特染及Ⅱ型胶原免疫组化染色,鉴定经过诱导后细胞的软骨细胞的表型。结果:兔MSCs原代细胞呈梭形,克隆样生长,经过诱导培养7d后,细胞形态由梭形、多角形变为椭圆形,胞浆丰富,细胞核和核仁清晰可见。阿辛蓝-PAS和Ⅱ型胶原染色阳性。结论:密度梯度离心与贴壁培养两种方法相结合可获得相对高纯度的MSCs,该细胞经诱导后可向软骨细胞分化。     

新生大鼠骨髓基质细胞的成骨特性研究

目的 验证新生大鼠骨髓基质细胞的成骨特性及扩增能力,从而为今后的临床工作提供一定的基本理论基础。方法 分离新生7天Wistar大鼠股骨及胫骨,冲洗骨髓腔并培养,用成骨细胞诱导液培养诱导9～12天,分别用HE染色及骨碱性磷酸酶(BALP)染色,通过对阳性BALP活性分析确定BMSC的成骨特性。结果 经过9～12天诱导后骨髓基质细胞的形态为成骨细胞样BALP活性明显增强。结论 新生大鼠骨髓基质细胞体外扩增能力强,向成骨细胞分化能力肯定。     

兔骨髓间充质干细胞培养与多向分化潜能鉴定的实验研究

目的原代培养兔骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs),观察体外培养中MSCs的生物学特性及多向分化潜能。方法通过密度梯度离心联合贴壁培养法,体外分离、纯化、扩增兔骨髓间充质干细胞,观察形态学特点,测绘传代MSCs生长曲线,检测细胞周期及表面标记,体外诱导MSCs向成骨细胞、成脂肪细胞分化并鉴定。结果原代及传代MSCs为长梭形成纤维细胞样细胞;生长曲线显示传代细胞具有类似的生长规律;流式细胞仪分析MSCs CD44表达阳性,CD45表达阴性;细胞周期分析显示87%以上细胞处于G0/G1期;经成骨细胞诱导,细胞碱性磷酸酶染色阳性;经成脂肪细胞诱导,细胞内出现红染脂滴。结论通过密度梯度离心联合贴壁培养法可大量扩增、纯化MSCs,所获细胞具有高度自我更新和多向分化潜能。     

骨髓间充质干细胞的分离培养及定向诱导软骨细胞的实验研究

目的　体外培养大鼠骨髓间充质干细胞并向软骨细胞表型分化 ,探讨其作为组织工程软骨种子细胞的可行性。方法　取成年大鼠股骨骨髓 ,体外培养、纯化。取第三代成年大鼠骨髓间充质干细胞 ,实验组用HG DMEM无血清培养液诱导 ;对照组用含 1 0 %胎牛血清的HG DMEM培养液自然分化。形态学观察 ,免疫组化检测Ⅱ型胶原分泌。结果　大鼠骨髓间充质干细胞为均一的成纤维细胞样。实验组与对照组Ⅱ型胶原免疫组化阳性率有显著差异 (P <0 .0 1 )。结论　成年大鼠骨髓间充质干细胞在特定的培养基能向软骨细胞方向转化 ,作为软骨组织工程种子细胞具有可行性     

兔骨髓基质干细胞体外培养的实验研究

目的：探讨兔骨髓基质干细胞的体外培养技巧,观察免骨髓基质干细胞的体外生长特性,为用于骨组织工程的功能细胞提供实验基础。方法：自兔髂骨抽取骨髓,分离骨髓基质干细胞,分别采用常规培养液及含矿化液的培养液进行培养,绘制细胞生长曲线,对细胞行碱性磷酸酶染色,计算细胞碱性磷酸酶染色阳性率,观察细胞在体外长期培养时钙结节形成情况。结果：第1-3代细胞生长曲线基本相同,加入矿化液后细胞生长速度明显减慢,但细胞表现出成骨细胞特性,其碱性磷酸酶染色阳性率大大提高,在体外长期不传代培养时可形成钙结节。结论：兔骨髓基质干细胞在体外适当的培养条件下可以向成骨细胞方向分化,可作为骨组织工程的种子细胞．     

骨髓间充质干细胞培养条件的改良及其定向分化

目的：探讨建立大鼠骨髓间充质干细胞（ BMSCs）快速、有效的体外分离纯化方法。方法全骨髓离心贴壁法分离大鼠BMSCs;分别采用同种异体血清培养基（同种异体血清组）、胎牛血清培养基（胎牛血清组）、无血清培养基（无血清组）培养BMSCs,传代后换用胎牛血清培养;12、24、48、72 h和5 d首次换液;绘制P3代BM-SCs生长曲线;免疫荧光鉴定BMSCs CD44和vimentin的表达;诱导BMSCs的骨向、内皮向分化;茜素红检测钙结节表达;免疫荧光鉴定血管内皮样细胞CD31和vWF的表达。结果（1）同种异体血清组及胎牛血清组细胞形态均一,生长速率相似。（2）P3代BMSCs生长曲线显示：同种异体血清组与胎牛血清组倍增速率相似,均快于无血清组。（3）P3代BMSCs免疫荧光染色显示：同种异体血清组与胎牛血清组CD44、vimentin表达均高于无血清组。（4）成骨诱导14 d后,茜素红染色可见大量橘红色钙化结节形成。（5）内皮诱导14 d后,内皮样细胞表面标志物CD31、vWF阳性。结论改良培养条件后所获得的骨髓细胞具有间充质干细胞的表型和功能特点。