TGF—β诱导骺板肥大区软骨细胞向成骨样细胞分化

目的 通过研究转化生长因子－β（TGF－β）对骺板软骨细胞分化的作用,揭示TGF－β软骨内成骨的作用机制。方法 采用鸡胚股骨无血清培养、酶组化检测碱性磷酸酶（ALP）、免疫组化检测Ⅰ型胶原、纤维粘连蛋白（FN）等方法,观察TGF－β在不同作用时间和剂量时对骺板肥大区软骨细胞分化的作用。结果 TGF－β可使肥大区软骨细胞表达Ⅰ型胶原和FN,使ALP表达增加,并存在着量效和时效关系。结论 TGF－β可以诱导鸡胚股骨骺板肥大区软骨细胞向成骨样细胞分化,与TGF－β的作用剂量和时间密切相关。     

骨形成蛋白2基因转染的人牙周膜成纤维细胞的生物学特性

目的 建立表达骨形成蛋白2（BMP2）的人牙周膜成纤维细胞（HPDLFs）并观察其生物学特性。方法 利用脂质体将BMP2噬菌粒表达载体pBK－B2转染至HPDLFs,免疫组化ABC法检测BMP2基因的表达,并检测转染细胞的碱性磷酸酶（ALP）活力、骨钙素（OC）含量和矿化能力。结果 转染BMP2基因后,HPDLFs内有BMP2蛋白的表达,ALP活力、OC含量和矿化结节数量均显著增加。结论 BMP2基因在HPDLFs中得到表达并促进其向成骨样细胞分化。     

骨形成蛋白在胫骨截骨快速延长成骨过程中的表达及意义

目的:探讨快速延长成骨过程中骨形成蛋白(BMP)的表达及意义. 方法: 制作兔胫骨截骨快速延长动物模型,分别于延长第5, 10, 15, 20, 30和40日在延长区取材,以抗骨形成蛋白单克隆抗体(BMP-McAb)行SP法免疫组化染色光镜观察. 结果: 在骨延长的整个过程中均有BMP的表达,不同时相BMP表达的部位不同. 除炎症细胞、类骨样组织及骨小梁外,几乎所有细胞及组织均有BMP存在. 间充质细胞、软骨细胞、成骨细胞、骨细胞、骨髓细胞BMP呈高表达. 结论: BMP在骨延长成骨过程中发挥着重要作用. BMP表达量不足可能是导致快速骨延长骨不连接的重要因素.     

骨形成蛋白2基因转染的人牙周膜成纤维细胞的生物学特性

目的建立表达骨形成蛋白2(BMPS)的人牙周膜成纤维细胞(HPDLFS)并观察其生物学特性。方法利用脂质体将BMP2噬菌粒表达载体pBK-B2转染至HPDLFs,免疫组化ABC法检测BMP2基因的表达,并检测转染细胞的碱性磷酸酶(ALP)活力、骨钙素(OC)含量和矿化能力。结果转染BMP2基因后,HPDLFs内有BMP2蛋白的表达,ALP活力、OC含量和矿化结节数量均显著增加。结论BMP2基因在HPDLFs中得到表达并促进其向成骨样细胞分化。     

转化生长因子-β1对骨形态发生蛋白诱导成骨的促进作用

目的：我们通过观察转化生长因子β1（transforming growth factorβ,TCF－β1）和骨形态发生蛋白(bone morpho-genetic protein,BMP)共同修复骨缺损,达到进一步阐明BMP诱导成骨机制的目的,方法：实验采用日本大耳白兔左尺骨中段12mm骨缺损实验模型,分为实验组,对照组和空白组,缺损内分别植入BMP／TGF－β1／载体,BMP／载体,载体,通过X线,组织学及电镜对比观察三组骨缺缶修复情况,结果：实验组骨缺损无论是骨痂出现还是骨接发生时间均较对照组明显提前,空白组骨缺损形成骨不连,实验组成骨细胞和软骨细胞无论出现的时间,数量和功能活跃程度均优于对照组,电镜观察见成骨细胞,软骨细胞内线粒体丰富,内质网增多,而对照组则相对较少,软骨细胞内线粒体丰富,内质网络增多,而对照组则相对较少,结论：TGF－β1具有促进BMP诱导成骨的作用,TGF－β1通过促进间充质细胞分裂增殖为BMP提供靶细胞,促进成骨细胞及软骨细胞的分裂增殖,促进骨细胞合成产生I型胶原,促进基质钙化,碱少骨吸收等作用来促进BMP的诱导成骨。     

PTEN在骨形态发生蛋白9诱导小鼠胚胎成纤细胞骨向分化中的作用

目的 研究PTEN对骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)成骨分化的影响,并分析PTEN调节BMP9功能的可能机制.方法 采用定量PCR检测PTEN在间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)中的表达,分析在MEFs中BMP9对PTEN表达的影响.采用组织化学染色法检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,PCR检测OPN和OCN的表达水平,茜素红染色检测钙盐沉积,分析PTEN对BMP9诱导MEFs成骨分化的影响;利用荧光素酶报告质粒和蛋白印迹等方法分析PTEN对骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)/Smads信号转导的影响.结果 PTEN在几种常见MSCs中均有表达;BMP9在MEFs中明显抑制PTEN的表达.抑制PTEN能促进BMP9诱导MEFs的ALP活性增加,但过表达PTEN对BMP9诱导MEFs的ALP活性有明显抑制作用.抑制PTEN明显促进BMP9在MEFs细胞中诱导的OCN表达,并增强钙盐沉积.报告质粒分析结果显示,抑制PTEN能明显增强BMPR-Smad报告质粒的转录活性,并增加Smad1/5/8的磷酸化水平.结论 下调PTEN表达可能是BMP9诱导MEFs成骨分化重要途径之一,其机制可能与促进BMPs/Smads信号转导有关.     

Smad信号通路在骨形成蛋白9促进牙囊干细胞成骨向分化中的研究

目的 探索骨形成蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)在诱导大鼠牙囊干细胞(rat dental follicle stem cells,rDFCs)成骨向分化过程中的Smad信号通路调控机制.方法 重组腺病毒骨形成蛋白9 (recombinant adenoviruses expressing BMP9,Ad-BMP9)转染纯化的第3代rDFCs后,Realtime qPCR、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及活性检测观察BMP9调节rDFCs早期及中晚期成骨能力,茜素红S染色检测钙盐沉积,Western blot检测Smad1/5/8磷酸化水平.结果 BMP9促进rDFCs成骨因子表达:成骨转录因子Runx2、成骨细胞特异性转录因子Osterix、ALP及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)在BMP9刺激组较空白组均明显升高(P＜0.05),钙盐沉积及钙结节形成也明显多于空白组,且BMP9促进了Smad1/5/8蛋白磷酸化水平升高.结论 BMP9通过激活Smad信号通路,提高Smad1/5/8蛋白磷酸化水平从而促进早中晚期成骨因子及碱性磷酸酶表达,促进了rDFCs成骨向分化.     

BMP诱导成骨过程中胶原生成及TGF-β1的促进作用

目的 探讨骨形态发生蛋白（Bne morphogenetic protein,BMP)诱导成骨过程中肌胶原氨基酸的变化规律及转化生长因子β1（Transforming growth factorβ1,TGF-β1)对骨胶原生成的影响，BMP的诱导成骨机制和TGF－β1对骨损伤修复的调节机制。方法 实验采用日本大耳白兔左尺骨中上段12mm骨缺损实验模型，随机分为实验组，对照组及空白组，缺损内分别植入BMP／TGF－β1／载体，BMP／载体及单纯载体。分别于术后第1，2，3，4，5周检测各组缺损区胶原羟脯氨酸（Hydroxyproline,HP)及羟赖氨酸（Hydroxylysin,HL)量的变化，并作胶原VG染色图像分析，组织学及电镜观察。结果 实验组较同期对照组及空白组胶原HP生成骨胶原在BMP诱导成骨过程中生成增加。TGF－β1通过促进成骨细胞生成使I型胶原分泌能力增强，并抑制Ⅱ型胶原产生使软骨期缩短，骨损伤修复提前。BMP，TGF－β1两者在骨损伤修复中相互加强，具有协同作用。     

聚乳酸材料对成骨样细胞增殖和分化的影响

目的 研究聚乳酸对成骨样细胞增殖和分化的影响。方法 电镜观察未处理和经预处理的聚乳酸膜。分别将未处理（材料组）和经预处理（处理组）的聚乳酸薄膜与成骨样细胞体外共同培养,观察细胞形态学变化、MTT测定细胞的增殖以及测定碱性磷酸酶（ALP）活性。结果 ①电镜结果显示未处理膜与处理后的膜有细微差别。②材料组细胞与对照组相比出现明显的聚集样生长,细胞形态构成以多角形、星形比例为高,材料组MTT及ALP测定结果均低于对照组（P＜0．05）。预处理组与对照组细胞形态学的差异仅在实验开始3d可以观察到;而细胞的增殖及ALP活性与对照组的差异无统计学意义。结论 预处理后的聚乳酸薄膜对成骨样细胞增殖和分化并无抑制作用．在某种程度上．经处理后反而对其有轻微的促进作用。     

胡椒碱对成骨细胞成骨分化的影响

目的探讨胡椒碱对成骨细胞成骨分化的影响以及机制。方法分离、培养胎鼠颅骨成骨细胞,分别给予不同浓度的胡椒碱处理,采用MTT法检测胡椒碱对成骨细胞毒性的影响;采用碱性磷酸酶（ALP）染色和ALP活性检测试剂盒检测ALP活性;采用茜素红S染色评估成骨细胞成骨及矿化水平;采用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测ALP、I型胶原蛋白α1（COL1A1）、成骨相关转录因子蛋白（OSX）、骨桥蛋白（OPN）、runt相关转录因子2（Runx2）的mRNA表达水平;采用Western blot检测Wnt 1和β-catenin蛋白水平;采用免疫荧光检测β-catenin分布与表达;采用Wnt/β-catenin信号途径特异性拮抗剂IWR-1验证胡椒碱对成骨细胞成骨分化的信号通路。结果在0～60μmol·L-1浓度范围内,胡椒碱对成骨细胞活力无明显影响（P>0.05）。在0～40μmol·L-1浓度范围内,胡椒碱呈剂量依赖性促进成骨细胞ALP活性（P<0.01或P<0.001）和矿化结节形成（P<0.05或P<0.01）,促进ALP、COL1A1、OSX、OPN和Runx2的mRNA表达水平（P<0.05或P<0.01或P<0.001）,促进Wnt 1和β-catenin蛋白的表达水平（P<0.05或P<0.01或P<0.001）。用IWR-1预处理后,由胡椒碱诱导的成骨细胞的基质矿化受到明显抑制（P<0.01）。结论胡椒碱可通过增强Wnt/β-catenin信号促进成骨细胞的成骨分化。     

DLL1在骨形态形成蛋白9诱导骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

目的 探讨Notch配体Delta-like1(DLL1)在骨形态形成蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9)诱导的骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)成骨分化中的作用及机制.方法 利用DLL1重组腺病毒上调永生化小鼠胚胎成纤维细胞(immortalized mouse embryonic fibroblasts,iMEF)中DLL1 mRNA的表达,分别采用细胞化学染色、活性测定对早期成骨指标碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和晚期成骨指标钙盐沉积的影响;其次裸鼠皮下异位成骨实验进一步了解DLL1的体内成骨作用;最后用qRT-PCR、Western blot和荧光素酶检测DLL1对BMP9经典信号通路中Ⅰ型受体、Smad1/5/8磷酸化和Smad结合元件(smad-binding element,SBE)转录活性影响.结果 与对照组相比,DLL1在体外能明显促进BMP9诱导的MSCs早期成骨指标ALP活性和晚期成骨指标钙盐沉积的生成;同时也能明显促进BMP9诱导的MSCs裸鼠皮下异位成骨作用;BMP9信号通路中ALK2表达明显增加,而对ALK1则没有影响;Smad1/5/8蛋白量没有明显变化,而p-Smad1/5/8蛋白及SBE活性明显增加(P＜0.05).结论 DLL1可以促进BMP9诱导的MSCs成骨分化,可能通过影响BMP9信号通路来实现其促成骨作用.     

Dkk1对骨形态发生蛋白9诱导间充质干细胞成骨分化的影响

目的：探讨经典Wnt信号通路胞外拮抗因子Dkk1对骨形态发生蛋白9（bone morphogenetic protein 9,BMP9）诱导间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）成骨分化的影响。方法：以C3H10T1/2为目的细胞,通过重组腺病毒介导BMP9过表达,联用重组腺病毒Dkk1抑制经典Wnt信号通路。检测各处理组碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性变化、钙盐沉积、骨钙素（osteocalcin,OC）、骨桥素（osteopontin,OPN）变化;体内异位成骨实验分析Dkk1对BMP9诱导MSCs成骨分化的影响。结果：BMP9可诱导C3H10T1/2细胞成骨分化;Dkk1显著降低BMP9诱导的C3H10T1/2细胞ALP活性（F=1 467.21,P=0.000）、钙盐沉积、OC（F=32.95,P=0.000）和OPN（F=127.23,P=0.000）蛋白表达;异位成骨模型中Dkk1抑制BMP9诱导的C3H10T1/2成骨分化和骨块成熟。结论：Wnt信号通路胞外拮抗因子Dkk1可降低BMP9诱导的C3H10T1/2成骨分化,BMP9诱导的C3H10T1/2细胞成骨分化可能需要经典的Wnt信号通路参与。     

重组人骨形成蛋白4基因腺相关病毒载体体外诱导成骨作用的初步研究

目的观察重组人骨形成蛋白4（human bone morphogenetic protein4,hBMP4）基因腺相关病毒载体诱导兔骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨方向分化的作用。方法全骨髓法培养兔BMSCs,应用重组人骨形成蛋白4基因腺相关病毒MOI值为5×10^4vg/cell转染兔BMSCs,观察细胞形态,行ALP染色、Von Kossa染色、茜素红染色及ALP含量测定,观察成骨活性。结果AAV-hBMP4转染BMSCs后,细胞形态呈现典型的成骨改变,ALP染色及Von Kossa、染色茜素红染色均出现成骨的特征性改变。细胞上清ALP含量测定,实验组ALP含量明显增高（p〈0.01）。结论实验获得的病毒载体滴度高、感染性好,完全可以满足骨组织工程的需要。AAV-hBMP4转染效率高,AAV-hBMP4转染BMSCs后,BMSCs表现明显的成骨活性改变。     

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。     

rhBMP-2对成纤维细胞成骨表型的影响

目的：研究rhBMP－2对成纤维细胞成骨表型的影响,探讨成纤维细胞成骨条件,方法：向体外培养的成纤维细胞（NIH3T3细胞）内加入不同浓度的rhBMP-2,在第3日和第6日检测碱性磷酸酶（ALP）活性和骨钙素表达,绘制生长曲线,结果：rhBMP-2可增加成纤维细胞ALP活性,促进骨钙素表达,在rhBMP－2浓度为800ug.mL^-1和1200ug,mL^-1作用最强,rhBMP-2对细胞增殖规律无明显影响,结论：rhBMP－2可促进成纤维细胞成骨表型表达。     

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.     

大鼠骨髓基质细胞的生长特点和在诱骨条件下的成骨特性

目的 研究大鼠骨髓基质细胞(rMSCs)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成年大鼠骨髓基质细胞进行培养,保留贴壁细胞传代,观察、测试在培养液中添加成骨诱导剂地塞米松（Dex)10^-8mol/L、β-甘油磷酸钠（β-GP）10mmol/L,抗坏血酸（AA）50μg/ml条件下骨髓基质细胞的生长变化和成骨分化。结果 形态学观察表明,rMSCs贴壁细胞呈集落生长,有成纤维细胞样外观,利用MTT法和流式细胞术（FCM）测定增殖的结果表明,传代次数增加,rMSCs的增殖活性升高。成骨诱导剂促进骨髓基质细胞的增殖,而且对多次传代细胞促增殖作用明显。成骨诱导剂促进骨髓基质细胞成骨、在诱导3周时即出现明显的钙化结节。组织化学染色结果显示,非诱导条件下MSCs的碱性磷酸酶（ALP）水平会随传代而升高,传3代rMSCs的ALP的表达较弱,诱导一周后ALP的表达明显升高,超过未加诱导剂的传一代大鼠成骨细胞（OB）的ALP表达。结论 本实验表明所培养的rMSCs仍处于低分化水平,具有骨祖细胞的特性。     

TGF-β增强rhBMP-2诱导成骨中Ⅰ, Ⅱ型胶原及碱性磷酸酶的表达

目的 对β转化生长因子（TGF-β）增强人重组骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2)诱成骨中CollagenⅠ，Ⅱ及碱性磷酸酶（ALP）的表达进行研究。方法 BALB/c小鼠110只随机分为2组，每组55只，设立rhBMP-2/TGF-β为实验组，rh-BMP-2为对照组，分别于3-21d共8个时间点取材，采用免疫组织化学方法对新生骨组织中的Ⅰ，Ⅱ型胶原进行检测；对ALP活性进行定量分析。观察2组在诱导成骨中CollagenⅠ，Ⅱ及ALP的表达情况。结果 Ⅱ型胶原的出现是和成软骨，软骨细胞的出现相伴随的，但是，肥大，变性的软骨细胞并不表达Ⅱ型胶原，作为成骨细胞成熟标志物的Ⅰ型胶原，ALP在软骨形成期即有表达，但是随着成骨细胞的出现，骨组织的形成Ⅰ型胶原仍表现为高表达，而ALP的表达则呈下降趋势。实验组CollagenⅠ，Ⅱ及ALP的表达早于对照组。结论 TGF-β增强了rhBMP-2诱导成骨中CollagenⅠ，Ⅱ及ALP的表达。     

AP2α在BMP9诱导C3H10成骨分化中的作用及机制探讨

目的：研究转录蛋白2（activator protein 2,AP2）α在骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）9诱导小鼠间充质干细胞C3H10成骨分化中的作用及可能的分子机制。方法：重组腺病毒 Ad-BMP9感染小鼠C3H10细胞,显性负性突变体AP2α-△bHLH和AP2α-△TAD抑制 AP2α转录活性,通过RT-PCR、real-time PCR检测AP2α、BMP9及成骨相关基因的表达水平,Western blot检测骨桥蛋白（osteopontin,OPN）表达,碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性测定、茜红素染色实验观测C3H10成骨分化。结果：BMP9具有强促成骨分化的作用,对AP2α的表达水平无影响,AP2α显性负性突变体可抑制BMP9诱导的成骨基因骨钙蛋白（osteocalcin,OC）、OPN及骨保护素（osteoprotegerin,OPG）表达的增高（OC：F=56.929,P=0.000;OPN：F=54.789,P=0.000;OPG：F=159.451,P=0.000）,ALP活性（F=69.776,P=0.000）及红色钙盐沉积减少。结论：BMP9可能通过影响AP2α的转录活性调控成骨分化进程。     

Notch信号通路在骨形态发生蛋白9诱导的多潜能干细胞成骨分化中的作用

目的 初步探讨Notch信号通路对骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导多潜能干细胞成骨分化的作用和机制.方法 腺病毒表达载体(AdBMP9/AdGFP、AdHey1/AdRFP)和BMP9/GFP条件培养基处理C2C12细胞,细胞化学染色和活性定量检测早期成骨标志物碱性磷酸酶(ALP),定量RT-PCR检测Notch信号通路靶基因Hey1,以了解Hey1在AdBMP9介导的成骨分化作用中的表达和作用;采用细胞密度实验和Notch信号通路抑制剂(DAPT)检测Notch信号通路对成骨的影响;在AdBMP9/AdGFP处理下,检测细胞上Notch信号通路配体、受体表达变化.结果 AdBMP9作用下,1、3、5、7 d ALP活性持续增加(P<0.05);Hey1一过性升高,其与AdBMP9呈剂量依赖性;Hey1可协助BMP9成骨(P<0.05),不能单独起效.80%和40%细胞密度组ALP量和Hey1表达均高于20%组(P<0.05);DAPT组中ALP活性明显降低(P<0.05);在AdBMP9作用下,Notch信号通路配受体有不同程度的上调,其中受体Notch4和配体Jag-1上调最为明显(分别为11.3倍和5.1倍).结论 Notch信号通路参与BMP9介导的多潜能干细胞成骨分化,其可能的机制是BMP9通过诱导Notch通路配体、受体表达上调使Hey1升高,后者协同成骨.