骨髓间充质干细胞体外定向软骨细胞分化的研究

目的　研究体外培养的兔骨髓间充质干细胞在特定培养条件下定向软骨细胞分化的情况。方法　取兔髂骨骨髓 ,分离培养骨髓间充质干细胞 ,传代后以高糖DMEM无血清特定培养诱导 (转化生长因子 β1 2 0ug L ,地塞米松10 7mmol L ,维生素C 5 0ug L) ,细胞 爬片甲苯胺蓝染色检测蛋白多糖 ,免疫细胞化学染色法检测Ⅱ胶原 ,S 10 0蛋白分泌 ,常规培养的细胞作为对照组。结果　骨髓间充质干细胞经特定培养条件诱导第 14 ,2 1,2 8天甲苯胺蓝染色呈明显异染 ,Ⅱ胶原 ,S 10 0蛋白免疫细胞化学染色阳性 ,第 7天及对照组阴性。结论　骨髓间充质干细胞是骨髓来源的具有多向分化潜能的干细胞 ,在体外培养可定向分化为软骨细胞 ,并能分泌软骨特异性基质。     

Zip1 转染骨髓间充质干细胞对WNT1/β-catenin信号成骨通路的影响

目的观察ZIP1 siRNA转染的骨髓间充质干细胞对Wnt1/β-catenin信号成骨通路的影响。方法从成年雄性新西兰兔股骨骨髓中提取骨髓间充质干细胞并培养传代,然后使用0.03 mol/L,0.09 mol/L,0.15 mol/L,0.21 mol/L酒精进行培养,经ZIP1 siRNA及ZIP1表达转染后,检测各组骨髓间充质干细胞中ALP、I型胶原、OCN及Runx2蛋白的表达量。结果与空白对照组相比,不同酒精组的ALP、I型胶原、OCN及Runx2蛋白表达量均有所下降,随着浓度升高,其表达量逐渐下降,但0.03 mol/L组中ALP及OCN下降不明显,统计学无明显意义(P0.05),其他各组均有明显的统计学意义(P0.05),不同酒精组中的I型胶原及Runx2与正常组之间差异均有明显统计学意义(P0.05)。与空白对照组对比,ZIP1表达组ALP、I型胶原及OCN表达量明显升高,差异具有明显的统计学意义(P0.05),ZIP1siRNA组ALP、OCN表达量明显降低,差异具有明显的统计学意义(P0.05),而I型胶原表达量下降不明显,差异无统计学意义(P0.05);与ZIP1siRNA组相比,ZIP1表达组ALP、I型胶原及OCN表达量明显升高,差异有统计学意义(P0.05)。结论 ZIP1能促使骨髓间质干细胞向成骨分化,从而促进骨修复及骨代谢。沉默ZIP1表达能抑制骨髓间充质干细胞的WNT1/β-catenin信号成骨通路的表达,从而抑制促进细胞的成骨分化能力。     

人骨髓间充质干细胞向软骨细胞定向分化的研究

目的探讨体外单层培养中诱导人骨髓间充质干细胞(Human Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells,hBMSCs)向软骨细胞定向分化的条件.方法采集志愿者骨髓3例,分离培养BMSCs,流式细胞仪分析表面标志.用含TGF-β1的无血清诱导培养基培养7d后,分别行Ⅱ型胶原免疫组化、原位杂交检测,碱性磷酸酶染色,3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)掺入实验检测细胞的增殖情况.结果培养的BMSCs表达CD9,而CD34、CD38、CD45、CD61呈阴性.细胞经诱导培养7d后免疫组化、原位杂交可检测到Ⅱ型胶原的表达,碱性磷酸酶染色呈弱阳性,但细胞3H-TdR掺入量低于对照组(P<0.05).结论BMSCs在特定的诱导下能向软骨细胞方向分化,但在无血清培养基中无法有效的增殖.     

体外诱导人骨髓间充质干细胞向血管平滑肌细胞分化的实验研究

目的应用血小板衍生生长因子BB（platelet-derived growthfactor BB,PDGF-BB）,体外诱导人骨髓间充质干细胞（human bone marrowmesenchymal stemcells,hBMSCs）向血管平滑肌细胞表型分化,探讨该方法的可行性及诱导细胞作为组织工程血管平滑肌种子细胞的可行性。方法抽取健康成人志愿者骨髓,经密度梯度离心分离得单个核细胞,PDGF-BB（20ng/ml）诱导hBMSCs向血管平滑肌样细胞（vascular smooth muscle cells,VSMCs）分化,观察细胞形态变化。免疫荧光检测细胞内血管平滑肌肌动蛋白α（vascular smooth muscleα-actin,SMα-actin）,血管平滑肌钙结合蛋白（vascular smoothmuscle calponin,SMcalponin）,血管平滑肌肌球蛋白重链（vascular smooth muscle myosin heavy chain,SMMHC）和细胞血管平滑肌钙结合相关蛋白（smooth muscle22α,SM22α）表达情况;反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）检测诱导后血管平滑肌细胞SMα-actin,SMcalponin,SMMHC和SM22α的mRNA表达。Western印记检测SM22α的表达。流式细胞分析技术（fluorescence activated cell sorter,FACS）分析诱导后细胞内SMα-actin,SMcalponin,SMMHC的表达。结果PDGF-BB20ng/ml诱导后可见单层培养的细胞形态呈“成纤维细胞样”。免疫荧光检测示SMα-actin,SMcalponin,SMMHC,SM22α表达阳性;RT-PCR检测SMα-actin,SMcalponin,SMMHC,SM22α的mRNA阳性表达。Western印迹检测SM22α的表达为阳性。FACS分析表明诱导后,SMα-actin,SMcalponin,SMMHC表达均增高,与未诱导组比较差异有统计学意义（P〈0.05,n=3）。结论人骨髓间充质干细胞在PDGF-BB的诱导下可向血管平滑肌细胞表型分化,有望成为血管组织工程血管平滑肌种子细胞的来源。     

黄精多糖对小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中ALP和BGP表达的影响

目的探讨黄精多糖(PSP)对小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化作用中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和骨钙素(bone gla protein,BGP)表达的影响。方法取8周龄雄性BALB/C小鼠1只,无菌操作分离小鼠股骨和胫骨,注射器冲出骨髓制成细胞悬液,传代3次后分为7组用于实验。诱导组细胞采用体积分数为0.1双抗、含不同浓度PSP的血清+IMDM培养,非诱导组细胞采用体积分数为0.1双抗血清+IMDM培养。每天在倒置显微镜下观察各组细胞的生长情况及形态变化。在培养第3,5,7,9,11,13天用四唑盐法(MTT)检测细胞的生长情况并绘制细胞生长曲线。在培养第7天、第14天采用ELISΑ酶联免疫吸附法分别测量细胞碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(BGP)的表达量。结果①小鼠骨髓间充质干细胞经PSP诱导后呈三角形、多角形、不规则状,可重叠生长。②各组细胞生长曲线总体趋势基本相同,在第7,9,11,13天,非诱导组细胞不再生长,而各PSP诱导组细胞均继续生长。③各不同浓度PSP诱导组均比非诱导组高表达ALP和BGP(P0.01)。结论PSP可显著促小鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化过程中ALP和BGP的表达,且随着浓度的增高该促进作用逐渐增强。     

重组腺病毒体外诱导山羊骨髓间充质干细胞成骨分化的研究

目的 探讨腺病毒介导骨形态发生蛋白2(BMP2)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)双基因体外转染山羊骨髓间充质干细胞(BMSCs)后目的基因表达与诱导成骨情况. 方法 从2岁健康雌性山羊髂骨处骨穿抽取骨髓2ml,利用密度梯度离心法分离培养山羊BMSCs,将前期构建好的腺病毒载体Ad-BMP2-bFGF、Ad-BMP2分2组,以MOI=5000分别转染BMSCs,每2d用ELISA法检测BMP2和bFGF的表达情况,每周用ALP染色试剂盒及定量试剂盒检测ALP表达情况. 结果 Ad-BMP2-bFGF转染BMSCs 48 h后,目的蛋白已有显著表达(BMP2为3996.22 pg/ml、bFGF为1352.15 pg/ml),第6天达到高峰(BMP2为5146.63 pg/ml、bFGF为1434.75pg/ml),与未转染组比较差异有统计学意义(P＜0.05),3周后细胞呈现明显的成骨改变,ALP活性明显增高(266mol/L),Ad-BMP2-bFGF组ALP表达量约为Ad-BMP 2组的1.5倍(P＜0.05). 结论 经Ad-BMP2-bFGF转染的BMSCs具有持续高水平目的蛋白表达活性,转染后的BMSCs表现出明显的成骨活性,成骨活性明显强于Ad-BMP2组.     

骨髓间充质干细胞来源的外泌体对骨再生机制研究

目的本研究旨在检测骨髓间充质干细胞外泌体(BMSC-Exos)的特征,并通过体内体外实验探讨其对成骨分化的影响及对骨再生的机制。方法①原代培养人骨髓间充质干细胞(BMSCs),并对其表面抗原和多系分化潜能进行鉴定;②收集BMSC的P4～P6代细胞培养的培养上清液,应用试剂盒提取BMSC-Exos;③透射电镜观察BMSC-Exos的形态结构,免疫电泳检测BMSC-Exos的表面抗原;④茜素红、ALP染色验证BMSC-Exos在体外成骨分化中的作用;⑤通过大鼠颅骨缺损动物模型验证BMSC-Exos在体内骨再生的作用;⑥通过免疫电泳和qRT-PCR检测加入BMSC-Exos后的成骨细胞中相关蛋白和基因的表达情况。结果①分离培养的BMSCs形态呈多角形或长梭形,表面抗原CD90、CD29、CD44为阳性,符合间充质干细胞的特征;②BMSC-Exos呈双面凹的圆形或椭圆形,直径约40～120 nm(81.7±19.9),表面抗原与BMSC一致;③经茜素红染色和ALP染色后,染色强度与Exo浓度呈正相关;④通过对大鼠颅骨缺损模型拍摄X片、组织学分析,外泌体可促进大鼠颅骨缺损的修复和新生骨的形成;⑤免疫电泳显示经外泌体处理后,BMSC中的OCN、Runx2、β-catenin蛋白含量增加,qRT-PCR结果显示Runx2、β-catenin的基因表达上调。结论 BMSC-Exos有促进骨再生的能力,并与上调Wnt/β-catenin通路有关。     

体外微团培养兔骨髓间充质干细胞形成软骨细胞

[目的]探讨兔骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)体外诱导形成软骨细胞的方法,以及转化生长因子-β_1(transforming growth factor β_1,TGF-β_1)、胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor ,bFGF)之间的相互作用.[方法]对兔骨髓间充质干细胞体外进行原代和传代培养,按加入诱导条件不同分为四组:A组:TGF-β_1+ bFGF;B组:TGF-β_1+ IGF-Ⅰ;C组:TGF-β_1;D组:空白对照组.3周后分别做四唑盐(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)比色试验、糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)检测和免疫组织化学染色.[结果]A、B、C三组Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性;MTT吸光度值和GAG含量检测结果均为:A组>C组>D组, B组>C组>D组,统计学有显著差异.[结论]兔BMSCs在一定条件下可以诱导成软骨细胞,TGF-β_1和IGF-Ⅰ、bFGF在BMSCs向软骨细胞分化和增殖时起协同作用.     

骨髓基质干细胞体外分化软骨细胞的实验研究

目的 探讨转化生长因子-β1(TGF-β1)和碱性成纤维细胞生长因子(b-FGF)对兔骨髓基质干细胞(BMSC)体外增殖、分化为软骨样细胞的影响。方法 24只兔等分为4组,抽取骨髓,分离基质干细胞,体外连续传代培养,A组为基础培养液,B、C、D组分别加入TGF-β1、b-FGF、TGF-β1和b-FGF,观察细胞生长情况及形态特征,阿新蓝染色,Ⅱ型胶原mRNA表达情况。结果B组细胞形态变化、C组增殖速度、D组增殖速度及形态变化均较A组加快。阿新蓝染色:原代阴性,传代细胞,A、c组淡染或阴性,B组呈蓝色,D组呈深蓝色。Ⅱ型胶原mRNA表达:A、c组未检出,B组阳性,D组有较强阳性表达。结论 兔BMSC在体外适当条件下可分化为软骨样细胞,TGF-β1能诱导BMSC向软骨方向分化,b-FGF不仅能促进BMSC的增殖,且能延长其生存时间。     

糖皮质激素双向调节骨髓基质干细胞的分化机制

骨质疏松症是以骨量减少、骨显微结构退化为特征,以致骨脆性增高及骨折危险性增加的一种全身性疾病。糖皮质激素（ GC）因其具有非常好的抗炎和免疫调节作用而被临床上广泛使用,而过量的使用糖皮质激素会导致骨质疏松症,称为糖皮质激素性骨质疏松症,属于继发性骨质疏松症。骨髓基质干细胞（ BMSCs）具有多向分化潜能,能够分化为成骨细胞和脂肪细胞,两者相互竞争,此消彼长。糖皮质激素在正常范围内可促进BMSCs向成骨或成脂方向分化,而在这一过程中,多种调控因子可与其联合作用,促进或抑制BMSCs的成骨分化。本文就糖皮质激素对BMSCs的双向调节机制作一综述,阐述各因素与糖皮质激素的联合协同作用,从成骨最大化的角度探讨激素性骨质疏松的防治方法。     

大鼠骨髓基质细胞体外成脂、成骨分化的研究

目的　观察体外定向诱导大鼠骨髓基质细胞分化为脂肪细胞和成骨细胞。方法　全骨髓法分离大鼠骨髓基质细胞 ,传 3代后分别在成脂、成骨诱导条件下继续培养 ,油红O染色、碱性磷酸酶染色和VonKossa染色判定其分化结果。结果　传 3代大鼠骨髓基质细胞成脂诱导 2 1d后 ,分化为脂肪细胞的阳性率为 (83. 6± 2 . 8) % ,成骨诱导 12d后碱性磷酸酶染色阳性率达 (87. 6± 2. 8) % ,连续诱导35d可见矿化结节形成。结论　随着诱导条件的不同 ,大鼠骨髓基质细胞在体外可定向分化为脂肪细胞或成骨细胞。     

雌激素对正常及骨质疏松症大鼠骨髓基质细胞增殖分化的影响

目的研究正常SD大鼠与骨质疏松症SD大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)增殖分化的差异,以及雌激素对正常SD大鼠及骨质疏松症SD大鼠的BMSCs增殖分化的影响。方法以雌性SD大鼠构建骨质疏松症模型,并通过生化和病理分析,确定骨质疏松症模型的建立。取骨质疏松症SD大鼠及正常SD大鼠的BMSCs进行研究,检测两者增殖分化的差异及其对雌激素的反应。结果原代培养时,细胞集落样生长,集落大小不等,细胞形态长梭形。MTT法检测增殖发现第3代假手术组(Sham组)的BMSCs增殖缓慢,其碱性磷酸酶(ALP)合成量显著低于卵巢切除术组(OVX组),对雌激素的反应亦不如OVX组明显。结论两组细胞都具有成骨细胞特性;同是第3代BMSCs,OVX组比Sham组生长活跃,合成ALP的量也远多于Sham组,对雌激素的反应亦更为明显。     

大鼠组织提取液对体外培养骨髓基质细胞的影响

目的研究大鼠脑组织成份和其它组织提取液对体外培养骨髓基质细胞(bonemarrowstromalcells,BMSC)的影响。方法提取大鼠全脑、灰质、白质、垂体、肌肉、肝脏等组织液,进行原代骨髓基质细胞培养,观察并测定其ALP染色阳性率。以空白培养液作对照,观察大鼠各组织提取液对骨髓基质细胞增殖,分化,矿化的作用。结果(1)各组织提取液对原代骨髓基质细胞培养后,其ALP染色阳性率以灰质和全脑组最高,其次是白质和肌肉组。(2)除肝脏组外其余各组织提取液对BMSC均有不同程度的增殖刺激作用,以灰质最强,其它依次为肌肉、白质、全脑与血清组,肝脏组则显示对BMSC增殖有抑制作用。(3)肝脏组对BMSC具有分化抑制作用,其它各组均显示分化刺激作用,增加程度依次为灰质、全脑、白质、肌肉与血清。(4)灰质组的矿化结节形成率最高,其它依次为全脑、白质、肌肉与血清。结论大鼠脑组织中的灰质提取液能显著刺激原代骨髓基质细胞增殖,且向成骨细胞诱导分化,并且在二代以后的BMSC培养中,表现出最强的刺激增殖、向成骨细胞分化和体外矿化的能力。     

骨质疏松大鼠骨髓基质细胞膜片的体外构建研究

目的探讨骨质疏松大鼠骨髓基质细胞膜片的构建及基本生物学特性。方法建立大鼠绝经后骨质疏松症(PMOP)模型,分离培养骨质疏松大鼠骨髓基质细胞(O-r BMSCs),并以O-rBMSCs为种子细胞构建细胞膜片。通过倒置显微镜、HE染色、扫描电镜及透射电镜对细胞膜片进行形态学检测;以免疫组织化学染色检测细胞外基质相关蛋白的表达情况。结果成功建立了大鼠PMOP模型,体外分离培养的O-rBMSCs具有多向分化潜能。显微镜下可见细胞复层生长,采用富含维生素C的培养基连续培养10 d左右即可获得白色膜样结构,该细胞膜片具有较好的弹性,HE染色及扫描电镜观察发现O-rBMSCs膜片由多层细胞及丰富的细胞外基质组成。透射电镜下可观察到细胞间连接。免疫组织化学染色示O-rBMSCs膜片高表达Ⅰ型胶原、纤维连接蛋白。结论 O-rBMSCs体外采用富含维生素C的培养基连续培养可构建细胞膜片,该细胞膜片富含细胞外基质,有望应用于骨质疏松机体的组织再生。     

骨髓间充质干细胞向雪旺细胞分化的体内外实验研究

目的研究骨髓间充质干细胞在体内、外条件下向周围神经雪旺细胞分化的可行性。方法利用SD大鼠间充质干细胞(取自股骨和胫骨)贴壁生长的特性，培养纯化，传代扩增。用复合诱导因子(Beta-mercaptoethanol，retinoic acid，forskolin，basic—FGF，PDGF，heregulin-β)在体外诱导间充质干细胞分化。用免疫细胞化学(P75，S-100，GFAP)鉴定体外的诱导结果。将PKH67标记的间充质干细胞移植人损伤的周围神经动物模型内，术后2周行组织切片免疫荧光染色，激光共聚焦定位移植细胞的去向。结果诱导后的间充质干细胞形态类似雪旺细胞，免疫荧光鉴定骨髓间充质干细胞具有雪旺细胞性质，表达雪旺细胞的表面标志(GFAP，S-100和P75)。周围神经组织切片免疫荧光染色后共聚焦定位的间充质干细胞表达雪旺细胞的表面标志(GFAP，S-100和P75)。结论骨髓间充质干细胞在体内、外都可以分化为具有雪旺细胞性质的细胞，表达GFAP，S-100和P75。骨髓间充质干细胞有可能替代雪旺细胞促进周围神经的再生。     

体外转染牛碱性成纤维细胞生长因子对骨髓基质干细胞增殖的影响

目的：观察牛碱性成纤维细胞生长因子（bbFGF）基因体外转染兔骨髓基质干细胞（BMSC）的生长特性。方法：用脂质体法把pHβ-bbFGF7质粒导入体外分离培养的BMSC，G418筛选出阳性克隆，建立TBMSC系，体外连续传代培养TBMSC，观察生长特性。结果：在无血清Dulbecco改良基础培养基（DMEM)培养下，空白对照（BMSC）、阴性对照（BMSC／pHβ0)，第1、2天细胞分裂指数为5‰，第3天后细胞生长停滞。处理组细胞倍增时间为26．0h，分裂指数为40‰，差异有非常显著性（P＜0．01）。结论：将pHβ-bbGFF质粒体外转染兔骨髓基质干细胞可明显促进骨髓基质干细胞增殖，为组织工程化软骨的研究提供了依据。     

成骨生长肽对大鼠骨髓基质细胞增殖和成骨分化的作用

目的：观察成骨生长肽诱导体外培养的大鼠骨髓基质细胞增殖及向成骨分化的作用。方法：取6周龄SD大鼠，贴壁法分离培养骨髓基质细胞，在不同浓度成骨生长肽的诱导下，观察细胞形态变化，绘制骨髓基质细胞生长曲线，碱性磷酸酶和钙结节组织化学染色。结果：成骨生长肽对骨髓基质细胞增殖和成骨分化的作用呈剂量依赖性：成骨生长肽浓度在10^-10及10^-11mol／L时促进骨髓基质细胞增殖，而在10^-8及10^-9mol／L时对骨髓基质细胞的增殖略有抑制作用；成骨生长肽浓度在10^-10及10^-11mol／L时骨髓基质细胞碱性磷酸酶染色基本呈阴性，与对照组相比差异无统计学意义，而在10^-8及10^-9mol／L浓度下可以显著提高骨髓基质细胞碱性磷酸酶染色的阳性率。结论：成骨生长肽可以明显促进大鼠骨髓基质细胞增殖及向成骨细胞分化，其促成骨活性具有显著的浓度依赖性。     

Electrophysiological study on differentiation of rat bone marrow stromal stem cells into neuron-like cells in vitro by edaravone

To explore the electrophysiological proper-ties of differentiation of rat bone marrow-derived stromal stem cells (rBMSCs) to neuron-like cells in vitro by edaravone, a new type of free radical scavenger. Methods: Stromal stem cells were separated from rat bone marrow with Ficoll-Paque reagent and expanded in different culture medium in vitro, rBMSCs were induced by edaravone containing serum-free L-DMEM. Morphologic observation and Western blot analysis including the ex-pression of Nav1.6, Kv1.2, Kv1.3, Cav1.2 were performed, and whole patch-clamp technique was used. Results: Cyton contraction and long processes were shown in differentiated stromal stem cells. Nav1.6, Kv1.2, Kv1.3 and Cav1.2 were expressed in both differentiated and undifferentiated cells. However, the expression of channel proteins in differentiated cells was up-regulated. Consistently, their resting potential and outward currents were also enhanced in the differentiated cells, which was especially significant in the outward rectifier potassium current. Conclusion: In vitro, neuron-like cells derived from rBMSCs, induced by edaravone, possess electrophysiologi-cal properties of neurons.