骨形态发生蛋白2诱导C2C12和MC3T3-E1的成骨分化与自噬

背景：一系列研究表明自噬与分化有密切联系;骨形态发生蛋白2是诱导C2C12、MC3T3-E1成骨分化经典途径,是研究成骨分化过程的理想模型。 目的：观察自噬与骨形态发生蛋白2诱导细胞株C2C12、MC3T3-E1成骨分化的关系。 方法：Real-Time PCR检测MC3T3-E1与C2C12在骨形态发生蛋白2(100 μg/L)诱导培养3 d后成骨与自噬相关指标变化。碱性磷酸酶染色检测不同浓度3-甲基腺嘌呤(0,1,5,10 mmol/L)对骨形态发生蛋白2(100 μg/L)诱导培养7 d MC3T3-E1与C2C12成骨指标碱性磷酸酶变化,Western Blot检测C2C12和MC3T3-E1在骨形态发生蛋白2(100 μg/L)诱导不同时间点(0,12,24,48,72,96 h)LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表达水平。 结果与结论：在骨形态发生蛋白2诱导细胞株C2C12、MC3T3-E1成骨分化过程中,诱导自噬相关mRNA与蛋白水平均有增高趋势,且自噬相关蛋白LC3水平增高与时间相关。同时,抑制自噬成骨分化过程中碱性磷酸酶表达水平降低。因此,自噬与骨形态发生蛋白2诱导细胞株C2C12、MC3T3-E1成骨分化过程有密切关系。 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;组织工程全文链接：     

β-蜕皮甾酮促进小鼠前成骨细胞体外增殖及诱导成骨分化

文题释义：β-蜕皮甾酮：又称蜕皮激素、20-羟基蜕皮甾酮,分子式C₂₇H₄₄O₇,为黄棕色至白色粉末,味苦;主要存在于昆虫、蚕、露水草、牛膝、川牛膝等动植物体内,具有调节血糖血脂、促进胶原蛋白合成、抗疲劳、促进细胞生长和刺激真皮细胞分裂等作用,目前广泛应用于化妆品、医疗以及养殖业等领域。骨形态发生蛋白质2：是从脊椎动物骨骼基质中分离提纯的蛋白质,具有内肽酶活性、表皮生长因子模体,同源二聚体之间以二硫键相连,属于转化生长因子β家族,能诱导骨与软骨形成。骨桥蛋白：存在于矿化和活性沉积区,是一种含有Arg-Gly-Asp(RGD)结构的酸性糖蛋白,它与诱导成骨细胞成熟表型表达和矿化骨基质形成的活性蛋白密切相关。在成矿阶段,骨连接素、纤连蛋白与骨桥蛋白的表达高度相关。Ⅰ型胶原是钙盐沉积和细胞附着的支架,可促进细胞附着并刺激细胞分化。背景：β-蜕皮甾酮作为“植物类雌激素”不仅具有刺激蛋白质合成,促进碳水化合物和脂质代谢,缓解高血糖、高脂血症,以及保护内皮细胞免于凋亡并诱导其增殖的多种生物活性,而且有学者报道其在治疗骨质疏松症、骨折和其他骨骼炎症性疾病方面也有着重要的作用。 目的：观察β-蜕皮甾酮对小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1细胞)体外增殖的影响,以及在安全剂量下,β-蜕皮甾酮是否对该细胞具有诱导成骨分化的作用。方法：取第4代MC3T3-E1细胞在成骨诱导分化培养基中培养7,10,14,21,28 d后,检测细胞不同时间段成骨分化蛋白(碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白、骨桥蛋白以及钙化结节)的表达量,以鉴定该细胞是否具有成骨分化的能力;然后将MC3T3-E1细胞接种于含不同终浓度β-蜕皮甾酮(0.01,0.1,1,10,100 µmol/L)的诱导培养基中,分别于第1,2,3,4,5,6,7天利用CCK8法检测细胞的增殖活性;最后设置对照组(普通诱导培养基组)和实验组(普通诱导培养基+β-蜕皮甾酮),在相同条件下进行培养,并测定不同时间段各组细胞成骨标志蛋白的表达量。结果与结论：①MC3T3-E1细胞在成骨诱导培养基刺激下,第10天碱性磷酸酶染色以及Ⅰ型胶原蛋白荧光染色表达较高,同时碱性磷酸酶活性检测也验证了这一结果(P < 0.05);诱导培养第14天骨桥蛋白免疫细胞化学染色也有明显表达;茜红素染色显示成骨诱导后的细胞较对照组结节数量明显增加,第28天比第21天的钙结节形成数目更多、直径更大、颜色更深;②CCK 8法测得β-蜕皮甾酮对MC3T3-E1细胞作用5 d后增殖活性达到最佳,促增殖活性最佳剂量为0.01 µ mol/L、0.1 µmol/L,2种浓度之间差异无显著性意义(P > 0.05);③实验组细胞经β-蜕皮甾酮诱导培养第10天较对照组细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白表达更高;第14天实验组细胞内骨桥蛋白、骨钙素表达更高;第28天2组钙结节染色无明显差异;④结果说明,β-蜕皮甾酮能促进MC3T3-E1细胞体外增殖,且在安全剂量下能提高MC3T3-E1细胞向成骨细胞分化的能力。ORCID: 0000-0001-5641-6353(严才平) 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     

骨形态发生蛋白2诱导成骨分化与长链非编码RNA AK007000的影响

背景：长链非编码RNA调控一系列生理过程,被认为在发育、分化和代谢的基因调控中发挥重要的作用。MC3T3-E1、C2C12和C3H10T1/2细胞可向骨细胞、肌细胞等多个方向分化,用于肌肉骨骼等运动系统相关疾病的研究。 目的：观察长链非编码RNA在骨形态发生蛋白2诱导成骨分化中的作用。 方法：对MC3T3-E1、C2C12和C3H10T1/2细胞在骨形态发生蛋白2诱导下,成骨分化过程中的长链非编码RNA表达变化进行芯片分析,找到在3株细胞中同时变化的长链非编码RNA,siRNA干扰方法观察长链非编码RNA对骨形态发生蛋白2诱导成骨分化的影响,采用Real-Time PCR与碱性磷酸酶染色检测成骨相关指标。 结果与结论：骨形态发生蛋白2诱导MC3T3-E1、C2C12和C3H10T1/2成骨分化过程中,相应成骨指标增高,成肌指标肌细胞生成素降低。筛选出骨形态发生蛋白2诱导成骨分化过程中出发挥作用的长链非编码RNA AK007000。AK007000被干扰后成骨分化指标碱性磷酸酶、骨钙素、RUNX2、SP7表达下降,肌细胞生成素表达上升。因此,AK007000可能具有促进成骨抑制成肌作用。 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;组织工程全文链接：     

小分子肽对成骨前体细胞MC3T3-E1骨保护素和核转录因子κB受体活化因子配体表达的影响

背景：体内实验显示,小分子肽能明显增加去卵巢大鼠的骨钙含量,使其骨密度增加,能很好地预防骨质疏松。同时体外实验显示,小分子肽能促进小鼠成骨细胞和成骨前体细胞MC3T3-E1增殖、分化、矿化,并且可能是通过抑制核转录因子 p50和p65的表达来起作用。而小分子肽对骨保护素/核转录因子κB受体活化因子配体的影响尚不明确。 目的：观察小分子肽对MC3T3-E1在增殖、分化、矿化过程中骨保护素和RANKL表达的影响。 方法：以体积分数10%胎牛血清的DMEM培养液为空白对照组,50,100 mg/L质量浓度小分子肽作用小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1,分别于作用3,6,12,18,24,30 d后,收集细胞提取蛋白,Western Blot检测骨保护素和核转录因子κB受体活化因子配体蛋白的表达。 结果与结论：50,100 mg/L小分子肽作用MC3T3-E1后能明显促进作用骨保护素的表达(P < 0.01),而对核转录因子κB受体活化因子配体无明显影响。小分子肽作用后MC3T3-E1中骨保护素/核转录因子κB受体活化因子配体的比值要明显高于空白对照组(P < 0.01)。因此,认为小分子肽可以通过增加骨保护素的表达来影响骨保护素/核转录因子κB受体活化因子配体系统,间接地抑制破骨细胞的数量和功能。     

脂多糖干预卵巢切除小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化能力

背景：骨平衡被打破造成的绝经后骨质疏松往往是由炎症因子的升高造成的,在牙周组织中,炎症致病菌可产生破坏宿主组织的毒性因子,如脂多糖、菌毛、凝集素等。 目的：通过建立卵巢切除小鼠骨质疏松的模型,观察脂多糖刺激下骨髓间充质干细胞成骨分化能力的改变,初步探讨雌激素缺乏患者易患牙周炎的细胞分子生物学机制,为绝经后妇女牙周炎的防治提供实验基础。 方法：30只雌性昆明小鼠随机均分为卵巢切除组和对照组。取两组小鼠的骨髓间充质干细胞进行成骨诱导,同时加入不同质量浓度脂多糖(0,10,100 μg/L)刺激,检测碱性磷酸酶染色、茜素红染色以及碱性磷酸酶活性;RT-PCR之后检测成骨相关分子Runx2、Ocn、Alp的表达。 结果与结论：成骨诱导7 d后可表达碱性磷酸酶,21 d后茜素红染色阳性,可形成矿化结节。检测发现成骨相关分子Ocn、Runx2、Alp的mRNA在成骨诱导后均有表达;3种目的基因在100 μg/L脂多糖作用下表达显著下降(P < 0.05),卵巢切除小鼠骨髓间充质干细胞在脂多糖作用下3种基因表达较对照组下降显著(P < 0.05)。卵巢切除小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化能力下降;脂多糖使骨髓间充质干细胞的成骨分化能力下降,卵巢切除组小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力在脂多糖作用下明显减弱,这可能是雌激素缺乏导致牙周炎易感性增加的细胞分子学机制之一。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;组织工程全文链接：     

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。     

聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金复合材料与小鼠前成骨细胞的成骨分化

背景:课题组前期通过冷冻干燥方法制备的矿化胶原/Mg-Ca合金复合体结构松散,使用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥作为外层加强层对其进行改良可增强复合材料的结构稳定性。目的:探讨聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金复合材料对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。方法:分别制备聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金、聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原复合材料。将MC3T3-E1细胞分别接种于聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原/Mg-Ca合金(A组)、聚甲基丙烯酸甲酯/矿化胶原复合材料(B组)及Mg-Ca合金材料(C组)上,以单独培养的细胞为空白对照(D组),扫描电镜下观察材料表面的细胞黏附形态,通过CCK-8、碱性磷酸酶活性、酶联免疫吸附实验、RT-PCR与Western blot检测分析3种材料对MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化的影响。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,MC3T3-E1细胞在A组复合材料表面黏附数量最多,生长状态良好,细胞拉伸明显,伪足伸出较多,细胞相互连接成网状结构;(2)CCK-8实验显示,与D组相比,3种材料均可促进MC3T3-E1细胞的增殖(P <0.05),其中以A组复...     

Atf7ip是骨形态发生蛋白2促小鼠胚胎成体细胞成骨分化的负调节因子

背景：Atf7ip是否参与成骨分化的调控尚未明确,研究其对成骨分化的影响及具体机制具有重要意义。目的：探讨Atf7ip对骨形态发生蛋白2促小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1)成骨分化的影响。方法：将体外培养的MC3T3-E1细胞分为正常组、干扰组(NC-si RNA组、Atf7ip-si RNA组)、高表达组(CMV-VC组、CMV-Atf7ip组),转染处理24 h,然后使用200 ng/mL骨形态发生蛋白2分别处理0,12,24,48 h,qRT-PCR检测各组细胞中Atf7ip、碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原α1的mRNA表达水平,Western blot检测成骨分化标记分子Sp7、Runx2的蛋白表达以及Atf7ip结合分子SETDB1、组蛋白H3、H3K9me3甲基化的表达,并进行碱性磷酸酶活性分析。结果与结论：(1)随骨形态发生蛋白2处理时间增加,Atf7ip的蛋白及mRNA表达减少,而Sp7、Runx2的蛋白表达和骨钙素、碱性磷酸酶的mRNA表达显著增加(P <0.05);Atf7ip结合分子SETDB1的蛋白表达并无明显改变;(2)与NC-siRNA组比较,...     

不同浓度骨碎补总黄酮复合可注射骨修复材料对MC3T3-E1成骨细胞作用的实验研究

目的本实验旨在观察中药骨碎补提取物骨碎补总黄酮(AFDR)复合海藻酸基可注射骨修复材料对成骨细胞MC3T3-E1体外培养的影响。方法将成骨细胞株MC3T3-E1随机分为空白对照组、单纯使用海藻酸基可注射骨修复材料组、AFDR0.04mg/L、0.16mg/L、0.64mg/L、1.28mg/L、5.12mg/L 7组,体外复合海藻酸基可注射骨修复材料,以24h和48h为观察时间点,倒置显微镜观察MC3T3-E1细胞形态,台盼蓝拒染法检测MC3T3-E1存活率,MTT法观察细胞增殖效应,碱性磷酸酶(ALP)活性和骨钙素定量检测分别观察不同浓度骨碎补总黄酮促进MC3T3-E1分化作用,采用Von kossa钙化染色法观察其促MC3T3-E1细胞钙化作用。结果①倒置显微镜下观察复合海藻酸基可注射骨修复材料的MC3T3-E1细胞形态,细胞形态呈三角形、多边形、长梭形等,呈集落样生长,无接触抑制,有伪足伸出,胞液透亮,核圆形。AFDR各组不同程度促进成骨细胞的增殖、分化:7组能不同程度的促进成骨细胞的增殖、分化,与空白对照组比较,以0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组的成骨细胞增殖数量最多,1.28mg/L,5.12mg/L的AFDR对细胞增殖作用不明显;②MC3T3-E1平均存活率≥90%;③骨碎补总黄酮(AFDR)0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组在培养24小时和48小时,其OD值与空白对照组及组间均有显著性差异,可促进MC3T3-E1细胞增殖(P0.05和P0.01);④AFDR 0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组能使MC3T3-E1的ALP活性升高(P0.05);⑤AFDR 0.64mg/L剂量组能促进MC3T3-E1骨钙素合成(P0.05);⑥AFDR 0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组均可促进细胞钙化(P0.05)。结论 AFDR可显著促进在海藻酸基可注射骨修复材料上MC3T3-E1的增殖、分化和钙化,其作用具有时间依赖和剂量依赖关系。     

锌指蛋白3调节骨形态发生蛋白2诱导C3H10T1/2细胞的成骨分化

背景：骨形态发生蛋白2是参与骨骼生长发育和修复的重要因子,近年来的研究发现锌指蛋白3参与调节转化生长因子β信号的转导,该研究以此为基础开展研究。目的：探讨抑制锌指蛋白3对骨形态发生蛋白2诱导C3H10T1/2细胞成骨分化的影响。方法：以小鼠间充质干细胞系C3H10T1/2细胞为研究对象,设置绿色荧光蛋白、骨形态发生蛋白2、锌指蛋白3、骨形态发生蛋白2+锌指蛋白3重组腺病毒转染组,增强骨形态发生蛋白2表达,抑制锌指蛋白3表达。采用碱性磷酸酶染色检测碱性磷酸酶的表达;RT-qPCR检测骨形态发生蛋白2、锌指蛋白3及成骨、成血管标志物mRNA转录水平;免疫组织化学染色检测Ⅰ型胶原、血管内皮生长因子及内皮黏蛋白表达水平;茜素红染色及半定量分析检测钙盐沉积水平;裸鼠皮下成骨实验检测异位骨块形成情况。结果与结论：(1)骨形态发生蛋白2重组腺病毒能诱导C3H10T1/2细胞的成骨分化,与骨形态发生蛋白重组腺病毒组比较,骨形态发生蛋白2+锌指蛋白3重组腺病毒组成骨标志物碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、成骨细胞特异性转录因子、骨钙素、Runt相关转录因子2及成血管标志物神经轴突导向因子、血管内皮生长因子、血管性血...     

体外诱导人肾间质成纤维细胞成骨分化

 目的: 观察在体外培养条件下,使用成骨诱导培养液或不同浓度钙离子诱导人肾间质成纤维细胞发生成骨分化的效果,初步探讨肾脏Randall斑形成可能的细胞机制。方法: 体外培养人肾间质成纤维细胞,实验分为5组:成骨诱导组(加成骨诱导液)、CaⅠ组(加0.5 mmol/L Ca²⁺液)、CaⅡ组(加1.5 mmol/L Ca²⁺液)、Ca Ⅲ 组(加2.5 mmol/L Ca²⁺液)和对照组(加PBS)。各组细胞分别培养至第1、3、6、9天时,采用MTT法检测细胞活力;诱导至第9天时,用细胞钙茜素红染色液和钙钴法磷酸酶染色液对各组细胞进行染色,观察钙结节形成和碱性磷酸酶的表达情况。另外,分别采用real-time PCR和Western blot检测各组细胞不同时间点Runt相关转录因子2(Runx2)的 mRNA和蛋白表达水平。 结果: 在1.5 mmol/L 和2.5 mmol/L Ca²⁺浓度条件下细胞的活力明显受抑制。细胞染色结果证实成骨诱导液组和钙离子组均可以见到典型的红色钙结节和黑色块状的硫化钴沉淀物。成骨诱导组细胞Runx2的mRNA和蛋白相对表达量(0~9 d)逐渐升高(P<0.05);诱导至第9天时,3个钙离子组细胞Runx2的mRNA和蛋白表达呈浓度依赖性升高(P<0.05)。结论: 在体外培养环境下,人肾成纤维细胞可以在成骨诱导培养液的刺激作用下发生成骨分化;另外,在高钙离子环境,人肾成纤维细胞也发生了类似的成骨分化。肾乳头组织中的成纤维细胞在高钙离子等因素的作用下发生成骨分化,这可能是肾脏Randall斑形成的细胞学基础。     

丙戊酸促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：丙戊酸作为一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂,具有促进细胞成骨分化的能力,但相关机制尚不明确。目的：探讨丙戊酸对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的作用及机制。方法：从SD大鼠中分离提取骨髓间充质干细胞,流式细胞仪进行鉴定;CCK-8检测不同浓度丙戊酸对大鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响,以确定丙戊酸的使用浓度;然后加入丙戊酸和成骨培养基对大鼠骨髓间充质干细胞成骨诱导分化,在成骨诱导培养第7天进行碱性磷酸酶染色以及第21天进行茜素红染色;成骨诱导培养第3,7天进行q RT-PCR检测成骨相关基因及EZH2的表达;成骨诱导培养第5天进行Western blot检测Runt相关转录因子2、EZH2和H3K27me3相关蛋白的表达。结果与结论：（1）CCK-8细胞增殖实验显示,随着丙戊酸浓度的增加,骨髓间充质干细胞增殖受到显著抑制;（2）碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,丙戊酸能提高细胞碱性磷酸酶的表达,增强骨矿化能力;（3）q RT-PCR结果显示,丙戊酸可提高成骨相关基因的表达,降低EZH2基因的表达;（4）Westernblot结果显示,丙戊酸使Runt相关转录因子2蛋白表达增强,EZH2和H3...     

葛根素干预小鼠成骨细胞分化相关特征性蛋白mRNA的表达CSCD

背景:研究证实葛根素对小鼠卵巢以及与睾丸切除所致骨质疏松具有很好的防治作用,但关于葛根素对成骨细胞分化的影响却少有报道。目的:观察葛根素对成骨细胞碱性磷酸酶mRNA、骨涎蛋白mRNA、骨桥蛋白mRNA以及骨钙素mRNA表达的影响情况。方法:体外培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1细胞,随机分为3组。空白对照组仅更换培养基;葛根素组更换为含有葛根素1×10-6 mol/L培养基;雌二醇组更换为含有雌二醇1×10-7 mol/L培养基。RT-PCR法测定MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶、骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨钙素mRNA的表达结果与结论:葛根素和雌二醇能够延长碱性磷酸酶表达时间,在第12天达到高峰;葛根素和雌二醇在第10天和第12天能够增加骨涎蛋白mRNA的表达。葛根素和雌二醇在第5天和第12天能够减少骨桥蛋白的表达;葛根素和雌二醇在第10天和第12天能够增强骨钙素表达。结果表明葛根素能够通过影响成骨细胞分化相关特征性蛋白mRNA表达,促进成骨细胞的分化,可能是葛根素抗骨质疏松的重要的细胞分子机制之一。     

mTORC1 信号促进前成骨细胞MC3T3-E1 的分化成熟

目的:研究mTORC1 信号对前成骨细胞MC3T3-E1 向成骨细胞分化成熟的调控作用。方法:通过向MC3T3-E1 转染pcDNA3.1-Raptor,对mTORC1 信号相关蛋白Raptor 进行过表达。向MC3T3-E1 转染Raptor siRNA,对mTORC1 信号蛋白Raptor 进行基因沉默。通过Real-time PCR 方法测定Raptor 的基因表达,通过蛋白免疫印迹法测定Raptor 蛋白水平,并通过茜素红染色检测成骨矿化情况,以测定成骨分化程度。通过Real-time PCR 检测成骨分化指标的基因表达。结果:与对照组相比,Raptor 过表达组的Raptor mRNA 和蛋白水平明显增加;茜素红染色结果显示Raptor 过表达组染色更深,说明成骨矿化程度更高;荧光定量PCR 结果显示,Raptor 过表达组的成骨分化标记基因以及成骨转录因子的表达量均高于对照组。与对照组相比,Raptor siRNA 组的Raptor mRNA 和蛋白水平明显降低;茜素红染色结果显示Raptor siRNA 组染色更浅,说明成骨矿化程度更低;荧光定量PCR 结果显示,Raptor siRNA 组的成骨分化标记基因以及成骨转录因子的表达量均低于对照组。结论:mTORC1 信号促进前成骨细胞MC3T3-E1 向成骨细胞分化成熟。     

酪蛋白激酶2相互作用蛋白1调控骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的成骨能力北大核心

背景:目前对酪蛋白激酶2相互作用蛋白1(casein kinase 2-interaction protein-1,CKIP-1)分子机制的体外研究主要集中在基因敲除小鼠来源成骨细胞或骨髓间充质干细胞,鲜见报道骨质疏松模型大鼠来源骨髓间充质干细胞中CKIP-1表达的研究。目的:探讨下调CKIP-1基因前后骨质疏松状态骨髓间充质干细胞成骨分化能力的变化。方法:用维甲酸诱导雌性SD大鼠骨质疏松模型,采用全骨髓贴壁法体外培养骨质疏松组、正常组大鼠骨髓间充质干细胞。成骨诱导后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色及实时定量RT-PCR检测骨桥蛋白、Runx2 mRNA的相对表达,实时定量RT-PCR检测成骨诱导过程中2组细胞中CKIP-1的动态表达;通过基因转染沉默CKIP-1基因,成骨诱导后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色及实时定量RT-PCR检测骨桥蛋白、Runx2 mRNA的相对表达。结果与结论:①与正常组相比,骨质疏松组骨髓间充质干细胞茜素红染色钙结节定量、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白、Runx2的mRNA水平降低(P<0.05),骨质疏松组骨髓间充质干细胞中CKIP-1基因动态表达水平总体偏高;②与未下调CKIP-1的骨质疏松组骨髓间充质干细胞相比,下调CKIP-1基因表达后,骨质疏松组骨髓间充质干细胞茜素红染色钙结节定量、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白、Runx2的mRNA水平明显升高(P<0.05);③结果表明,维甲酸诱导的骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞成骨能力降低,下调CKIP-1基因可以部分提高其成骨分化能力。     

miR-210-3p通过自噬调控MC3T3-E1细胞成骨分化的机制研究

目的:探讨微小RNA-210-3p(microRNA-210-3p, miR-210-3p)通过自噬对小鼠成骨细胞系MC3T3-E1成骨分化的影响。方法:(1)采用脂质体转染法构建miR-210-3p过表达或沉默的MC3T3-E1细胞模型,设置阴性对照(negative control, NC) mimic组、miR-210-3p mimic组、NC inhibitor组和miR-210-3p inhibitor组,Western blot、RT-qPCR和免疫荧光法检测MC3T3-E1细胞成骨分化相关指标及自噬相关指标的变化,茜素红染色法观察矿化结节形成情况。(2)用雷帕霉素(rapamycin, RAPA)和3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine, 3-MA)分别构建自噬激活和抑制模型,设置control组、RAPA组和3-MA组,Western blot、RT-qPCR和免疫荧光法检测自噬激活或抑制后MC3T3-E1细胞成骨分化相关指标的变化,茜素红染色法观察矿化结节形成情况。(3)设置NC mimic组、NC mimic+RAPA组和miR-210-3p mimic+R...     

去卵巢骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的体外成骨诱导

背景：细胞学研究表明,骨髓间充质干细胞在绝经后骨质疏松症的发病过程中起有重要作用。 目的：观察去卵巢骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的体外成骨分化。 方法：将6月龄雌性SD大鼠双侧卵巢切除建立骨质疏松模型。实验分为4组：正常干细胞组、骨质疏松干细胞组、正常干细胞成骨诱导组、骨质疏松干细胞成骨诱导组。全骨髓贴壁法培养正常和骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞至第3代细胞用于实验。倒置相差显微镜观察细胞形态,流式细胞仪测定细胞周期、增殖指数。加成骨诱导液进行成骨诱导,检测各组骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性,茜素红染色法比较各组钙结节的形成。 结果与结论：正常干细胞成骨诱导组、骨质疏松干细胞成骨诱导组均具有成骨细胞的形态特征,但骨质疏松干细胞成骨诱导组形态变化相对缓慢。正常干细胞组细胞增殖指数高于骨质疏松干细胞组(P < 0.05);成骨诱导组碱性磷酸酶活性均明显高于相应的正常或骨质疏松干细胞组(P < 0.05);正常干细胞成骨诱导组明显高于骨质疏松干细胞成骨诱导组(P < 0.05)。成骨诱导组茜素红染色均呈阳性,相应的正常或骨质疏松干细胞组呈阴性;且正常干细胞成骨诱导组染色强于骨质疏松干细胞成骨诱导组。提示去卵巢骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的增殖能力和成骨分化能力明显降低,可能与去卵巢大鼠骨质疏松的发生相关。     

牵张应力介导细胞成骨分化及相关基因的表达

背景：ERK1/2信号通路和核因子κB信号通路是否参与了牵张应力作用下MC3T3-E1细胞成骨分化及相关基因表达的调控,尚不清楚。 目的：观察机械牵张应力对作用下ERK1/2和核因子κB通路对成骨细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、骨钙蛋白、白细胞介素6表达的影响,探讨ERK1/2与核因子κB信号通路对成骨细胞分化的调控作用。 方法：体外培养的MC3T3-E1细胞,以ERK1/2通路特异性抑制剂PD098059及核因子κB通路抑制剂PDTC分别处理30 min后加载12%的拉伸应变率24 h,以正常细胞及单纯加载12%牵张应力24 h为对照。采用ELISA及Real-time PCR方法检测细胞加载前后碱性磷酸酶活性、Ⅰ型胶原、骨钙蛋白及白细胞介素6 mRNA的表达。 结果与结论：在12%牵张应力作用下,MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、白细胞介素6的表达受ERK1/2信号通路的调控,而骨钙蛋白基因表达的变化不受ERK1/2通路的影响。核因子κB信号通路抑制剂PDTC可显著抑制机械牵应张力作用下MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶活性的降低,同时抑制白细胞介素6基因的表达,而Ⅰ型胶原、骨钙蛋白基因表达的变化不受核因子κB信号通路的影响。结果表明牵张应力可以通过ERK1/2和核因子κB通路影响MC3T3-E1细胞的成骨分化及相关基因表达。 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;组织工程全文链接：     

葛根素干预小鼠成骨细胞分化相关特征性蛋白mRNA的表达

背景:研究证实葛根素对小鼠卵巢以及与睾丸切除所致骨质疏松具有很好的防治作用,但关于葛根素对成骨细胞分化的影响却少有报道。目的:观察葛根素对成骨细胞碱性磷酸酶mRNA、骨涎蛋白mRNA、骨桥蛋白mRNA以及骨钙素mRNA表达的影响情况。方法:体外培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1细胞,随机分为3组。空白对照组仅更换培养基;葛根素组更换为含有葛根素1×10-6 mol/L培养基;雌二醇组更换为含有雌二醇1×10-7 mol/L培养基。RT-PCR法测定MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶、骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨钙素mRNA的表达结果与结论:葛根素和雌二醇能够延长碱性磷酸酶表达时间,在第12天达到高峰;葛根素和雌二醇在第10天和第12天能够增加骨涎蛋白mRNA的表达。葛根素和雌二醇在第5天和第12天能够减少骨桥蛋白的表达;葛根素和雌二醇在第10天和第12天能够增强骨钙素表达。结果表明葛根素能够通过影响成骨细胞分化相关特征性蛋白mRNA表达,促进成骨细胞的分化,可能是葛根素抗骨质疏松的重要的细胞分子机制之一。     

盐酸小檗碱通过PI3K/Akt信号通路促进小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的分化

目的:研究盐酸小檗碱对小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1分化与矿化的调控作用及其机制。方法:MC3T3-E1细胞给予不同浓度(0、1、5、10和20 mg/L)的盐酸小檗碱刺激3 d,CCK-8法检测细胞活性。不同浓度的盐酸小檗碱分别干预3 d和7 d,检测细胞碱性磷酸酶(ALP)活性。进一步将实验随机分为4组:对照组、盐酸小檗碱组、盐酸小檗碱+LY249002(PI3K/Akt通路抑制剂)组及LY249002组。干预2 d后,采用real-time PCR检测成骨细胞分化相关因子ALP、骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)及Runt相关转录因子2(Runx2)的mRNA表达情况,采用Western blot检测PI3K/Akt信号通路相关蛋白p-Akt的表达水平。将MC3TC-E1细胞用矿化培养基诱导21 d,茜素红染色检测其矿化情况。结果:与对照组相比,不同浓度的盐酸小檗碱对细胞活性的影响没有明显差异;不同浓度的盐酸小檗碱处理MC3T3-E1细胞后ALP活性有不同程度升高。Real-time PCR结果表明,盐酸小檗碱(5 mg/L)促进ALP、OCN、OPN及Runx2的mRNA表达(P 0. 01),而LY294002能抑制这些分化相关因子的表达。Western blot检测结果表明,盐酸小檗碱(5 mg/L)促进p-Akt蛋白的表达(P 0. 01),其作用被LY249002抑制。茜素红染色发现盐酸小檗碱组矿化明显,但LY294002能抑制盐酸小檗碱的促进作用。结论:盐酸小檗碱可以促进小鼠前成骨细胞的分化与矿化,其机制可能与其激活PI3K/Akt信号通路有关。