细胞信号通路调控间充质干细胞成骨分化机制的研究进展

间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)自被发现以来，因其多向分化潜能而备受医学工作者关注。MSCs的成骨分化以及多种信号通路及其激活的下游网络参与了骨缺损和骨丢失的再生修复过程。本文通过系统分析MSCs成骨分化的分子机制，综述几种重要信号通路在MSCs成骨分化的调控因素，为MSCs在骨组织修复工程中提供理论基础。     

Wnt信号在成骨分化中的调节机制

Wnt信号通路分为经典通路与非经典通路,Wnt信号经典通路其在成骨细胞的分化、增殖与合成骨基质方面起到关键的作用。近来发现非经典信号通路在骨形成也占有一个重要的角色,通过抑制骨髓基质干细胞成脂分化而增加成骨分化。此外,Wnt信号抑制因子也参与成骨分化的调节。     

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。     

骨髓间充质干细胞成骨分化相关通路的研究进展

骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种多能成体干细胞,是组织工程重要的种子细胞来源之一。BMSCs是成骨细胞的起源,体外条件下,BMSCs可以诱导分化为成骨细胞等多种细胞,这一过程受到多条信号通路的调控,其中比较重要的有骨形成蛋白（BMPs）／Smad通路、丝裂原激活蛋白激酶通路、Wnt通路和钙离子通路等。这些信号通路对BMSCs成骨分化具有重要的调节作用,最终维持了骨代谢平衡。BMSCs成骨分化对骨重建具有重要的影响,研究BMSCs成骨分化相关通路可以揭示其分子调控机制,为相关疾病的治疗提供新的靶点。     

低氧对间充质干细胞迁移及成骨分化的影响

间充质干细胞(MSCs)由于具有来源广泛、自我更新及多向分化能力,是骨组织工程上的重要种子细胞.MSCs在体内的生理环境及植入后都是一个低氧状态,低氧是影响MSCs迁移、成骨分化的一个重要因素.大部分研究认为低氧通过调控相关趋化因子及细胞因子等促进MSCs向低氧处迁移,涉及的相关因子包括整合素家族、基质金属蛋白酶、Rho-GTPase家族、SDF-1α/CXCR4信号、OPN/CD44信号等.低氧诱导因子-1α(HIF-1α)信号可促进骨形成、骨修复,然而,低氧对MSCs成骨分化的影响尚存在较大争议,低氧环境下BMP-Smads、WNT/β-catenin、Notch、Hedgehog等成骨相关通路的变化是影响MSCs成骨分化的因素之一.本文就低氧对MSCs迁移及成骨分化的影响及机制做一综述.     

R-spondin1在促进人骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

目的:研究Wnt信号通路激活剂R-spondin1在人骨髓间充质干细胞(hBMSC)成骨分化中的作用.方法:用0、5、10、20 μg/L R-spondin1处理hBMSC,利用荧光素酶实验检测R-spondin1对hBMSC中Wnt信号通路的作用,Western blot检测R-spondin1对Wnt信号通路下游靶基因β-catenin蛋白表达的影响;在成骨分化培养基中添加20 μg/L R-spondin1诱导hBMSC成骨分化,检测R-spondin1对早期成骨分化指标ALP活性及成骨分化晚期钙沉积、成骨分化标志物OSX、OCN和成骨分化关键转录因子RUNX2表达的影响.结果:R-spondin1增强hBMSC中Wnt信号通路,R-spondin1增强ALP活性和钙沉积,促进OSX、OCN及RUNX2的表达.结论:R-spondin1增强hBMSC中Wnt信号通路的作用,促进hBMSC成骨分化.     

微环境下Wnt/β-catenin通路参与牙周膜干细胞骨向分化机制的研究进展

牙周膜干细胞作为牙周组织中的干细胞,具有分化成骨的能力,在牙槽骨修复过程中具有巨大的潜力.Wnt/β-catenin通路在身体发育中起重要作用.目前,已发现多种微环境可通过Wnt/β-catenin通路调节牙周膜干细胞的成骨分化.该文综述Wnt/β-catenin通路在不同微环境中调控牙周膜干细胞成骨分化的过程,为牙周疾病的基础研究和临床防治提供参考.     

Wnt3a协同BMP9调控间充质干细胞成骨分化及机制研究

目的：探讨经典Wnt信号通路与骨形态发生蛋白9（Bone morphogenetic protein 9,BMP9）诱导间充质干细胞（Mes－enchymal stem cells,MSCs）成骨的相互影响及分子机制。方法：以小鼠骨髓来源MSCs C3H10T1/2为目的细胞,用Wnt3a上调经典Wnt信号通路,联合BMP9作用于细胞,通过碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性测定、钙盐沉积实验、real time PCR、免疫细胞化学染色等方法观测BMP9与经典Wnt信号通路联合后对MSCs成骨分化的影响。结果：Wnt3a明显促进了BMP9诱导的ALP活性的增加[F=264.962,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=7.19,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=16.36,P=0.000],同时也明显增加了成骨标志物骨钙蛋白（Osteocalcin,OC）[F=3 920.102,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=39.10,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=62.56,P=0.000]和骨桥蛋白（Osteopontin,OPN）[F=1 935.824,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=40.88,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=56.42,P=0.000]的表达以及Runx2的mR－NA的表达[F=3 635.980,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-BMP9=79.37,P=0.000;t（BMP9+Wnt3a）-Wnt3a=86.96,P=0.000],并且还促进了钙盐沉积。结论：Wnt3a与BMP9相互协同诱导MSCs的骨向分化,其中成骨转录因子Runx2可能作为二者的交汇点起了重要作用。     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控机制研究进展

骨髓间充质干细胞起源于中胚层,是一种具有多向分化潜能的细胞,其分化成骨的功能对于骨代谢具有重要作用。因此,机体对其有一套严密而精确的信号通路传导来调控其向成骨细胞分化,就目前研究情况来看,主要有Notch信号通路、Wnt信号通路、转化生长因子-β/骨形态发生蛋白(TGF-β/BMPs)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、Hedgehog信号通路等。研究以上通路,对于明确干细胞分化成骨机制有着重要理论指导意义,现就以上信号通路的相关研究进行综述。     

微纳米分级形貌促进成骨细胞分化的分子机制研究进展

种植材料表面形貌因素能够通过调控种植体周围细胞的成骨向分化,影响种植体周围的骨形成.目前研究表明,相较于单一的微米级或者纳米级形貌而言,微纳米分级形貌具有更强的促进细胞成骨向分化的能力,从而促进种植体周围的骨整合.微纳米分级形貌既能够通过调控诸多生物化学信号通路如Wnt/β-catenin、Hedgehog-Gli1、...     

中医药防治阿尔茨海默病与Wnt/β-catenin信号通路作用研究述评

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,以记忆力减退和认知障碍为主要表现。经典Wnt信号通路是重要的信号转导通路之一,调节多种靶基因的转录、翻译,参与中枢神经系统发育的过程。Wnt/β-catenin信号通路参与多种神经系统发育过程的调节,包括突触发生及功能形态变化,神经细胞的增值分化等。Wnt/β-catenin信号通路在AD发生机制中起到非常重要的作用。近年来研究发现,中医药对Wnt/β-catenin信号通路具有调节作用,中医药具有多成分、多靶点的优势,多种中药及复方、单体具有保护神经血管单元的作用,主要是通过调节Wnt/β-catenin信号通路中的关键信号分子Wnt3a、Axin2、GSK-3β、Wnt7b、β-catenin、TCF4、Fiz9等蛋白的表达发挥作用。这对探讨AD的发病机制及中医药防治的作用机制提供理论基础。     

microRNA调控间充质干细胞成骨分化的研究进展

间充质干细胞是一类体内广泛存在的多能干细胞,具有多向分化潜能,为多种组织器官提供保护及损伤修复。近年来,间充质干细胞向成骨细胞诱导分化用于治疗骨代谢等相关性疾病已成为热点。microRNA（miRNA）作为生物体内重要的小分子非编码RNA,通过转录后调控影响基因表达,参与各种生命过程。研究显示,多种不同的miRNA在间充质干细胞向成骨分化过程中起着核心调节作用。本文结合相关文献,对miRNA调控间充质干细胞成骨分化的作用及机制归纳总结,以帮助全面了解靶向miRNA治疗骨代谢性相关疾病的潜能。     

Wnt信号通路在骨髓间充质干细胞神经分化中的综述

背景：骨髓间充质干细胞（BMSCs）具有多分化潜能,在特定的体内外环境下,具有向多种类型细胞分化的能力,可以分化为骨、软骨、神经、肌腱、脂肪、心脏、肝脏、上皮等多种细胞[1,2]。近年研究BMSCs可以跨胚层向神经细胞分化,在脊髓损伤修复等再生医学领域具有广阔应用前景。目前对Wnt信号在BMSCs神经分化中的调控机制少有研究。探讨BMSCs神经分化的Wnt信号调控机制,为细胞靶向治疗脊髓损伤等神经系统疾病提供理论依据。 目的：wnt信号通路在骨髓间充质干细胞增殖和神经分化中作用的综述。 方法：检索时间：中文文献：1990/2010,英文文献：1990/2010。中文检索词“骨髓间充质干细胞,神经分化,Wnt信号通路”,英文检索词“bone marrow mesenchymal stem cells,neural differentiation,Wnt signaling pathway”,检索数据库：重庆维普资讯,中国期刊网,CNKI博硕士论文数据库。检索文献类型：研究原著,基础研究,综述等。检索文献量：中文文献15篇,英文文献42篇。 结果与结论:本文概述了Wnt信号通路的组成及BMSCs在增殖和神经分化中的作用,探讨Wnt信号转导通路在BMSCs神经分化调控机制,深入了解BMSCs的本质,优化神经诱导方法,更有利于促使BMSCs沿着神经元方向分化并促进其发育为成熟的功能性神经元。这将推动BMSCs在细胞靶向治疗中的应用走上一个新台阶。     

组蛋白去甲基化酶在间充质干细胞成骨和成软骨分化中的作用综述

间充质干细胞(MSCs)的增殖和多向分化潜能使其广泛用于骨、软骨修复新疗法的开发,虽然已初步探明MSCs成骨、成软骨分化的基因表达谱,但启动MSCs分化的关键因子仍不明确,限制了其在骨、软骨组织工程中的应用.组蛋白去甲基化酶(KDMs)介导的表观遗传机制是调控MSCs谱系分化的关键环节.含Tower结构域的赖氨酸特异性...     

Wnt／β-catenin信号途径促进肌源性干细胞向神经细胞分化

目的探讨Wnt／β—catenin信号途径在肌源性干细胞（musclederivedstemcells,MDSCs）分化过程中的调控作用。方法对照组单纯体外培养MDSCs;实验组采用丙戊酸（valproicacid,VA）诱导培养MDSCs分化为类神经细胞;抑制剂组在实验组的基础上采用Dickkopf-l（DKK-1）和sFRP抑制Wnt／β—catenin信号途径。免疫细胞化学检测各组MDSCs的分化情况。RT—PCR检测MDSCs中Wnt3amRNA表达的变化,Westernblot检测MDSCs中GSK-3β、β—catenin蛋白含量的变化。结果实验组和抑制剂组MDSCs经VA诱导后出现神经细胞分化现象,抑制剂组分化水平明显低于实验组,对照组未见分化。与对照组相比,实验组和抑制剂组Wnt3amRNA和β—catenin表达水平增加,实验组明显高于抑制剂组。实验组和抑制剂组GSK-3B表达水平低于对照组。结论MDSCs向类神经细胞分化过程中Wnt／i3-catenin信号通路被激活,Wnt／β-catenin信号通路阻断能够部分抑制MDSCs向类神经细胞分化。     

β-catenin对胚胎干细胞自我更新与多能性调控的研究进展

胚胎干细胞来源于胚胎发育过程中的囊胚内细胞团,是再生医学研究中的“种子细胞”,具有自我更新能力和多能性。这种特性受到多种信号通路的调控,其中Wnt/β-catenin信号通路在此调控过程中发挥着十分重要的作用。β-catenin是一种多功能蛋白,是Wnt/β-catenin信号通路中的开关分子,其参与的调控网络在时间和空间上调控胚胎干细胞自我更新和向三胚层分化的能力。因此,明确β-catenin对胚胎干细胞自我更新与多能性的调控机制,能够为胚胎干细胞的研究和应用提供有益的借鉴。     

Sdccag3通过Wnt通路对高脂血症大鼠种植体骨结合的影响

目的 探讨Sdccag3在高脂环境中通过Wnt信号通路影响骨髓间充质干细胞(BMSCs)成脂成骨分化以及高脂血症大鼠种植体周围骨结合的能力。 方法 构建高脂血症大鼠模型以及高脂环境培养BMSCs并进行成骨诱导,慢病毒载体过表达/沉默结肠癌抗原3(Sdccag3)的表达,采用RT-PCR、Western blotting、Micro-CT以及硬组织切片HE染色、油红O染色、免疫荧光染色等方法检测高脂环境中Sdccag3对大鼠骨代谢以及BMSCs分化平衡的影响。 结果 高脂成骨诱导BMSCs后过表达Sdccag3,下调成脂分化指标脂肪酸结合蛋白4(FABP4)、过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(PPAR-γ),并上调Wnt信号通路标志基因低密度脂蛋白受体相关蛋白 5(LRP5)、LRP6、β-catenin及Wnt5a、Wnt5b,上调成骨分化指标碱性磷酸酶(ALP)、 Runt相关的转录因子2(Runx2);在高脂血症大鼠种植体周围骨组织中,过表达Sdccag3可上调Wnt信号通路标志基因并抑制周围脂形成,沉默LRP5会下调Sdccag3、成骨分化指标,上调成脂分化指标,与沉默Sdccag3表达一致。 结论 高脂血症促进种植体周围脂肪形成并抑制Sdccag3表达;过表达Sdccag3抑制BMSCs成脂分化并降低高脂血症大鼠种植体周围的成脂,促进成骨,促进Wnt信号通路标志基因表达。     

补骨脂素对绝经后骨质疏松患者骨髓间充质干细胞Notch信号通路的影响

目的:观察补骨脂素对绝经后骨质疏松患者骨髓间充质干细胞Notch信号通路的影响。方法:无菌条件下抽取绝经后骨质疏松患者和体检健康女性的骨髓间充质干细胞,分离培养并进行传代。鉴定并确定培养细胞。比较绝经后骨质疏松患者骨髓间充质干细胞以及健康人群骨髓间充质干细胞的生物特征,根据实时定量聚合酶链式反应比较Notch信号通路关键因子的表达水平,对干细胞进行成骨诱导和成脂诱导,在补骨脂作用下根据RT-PCR检测Notch信号通路关键分子的表达情况。结果:与正常健康女性比较,绝经后骨质疏松患者的骨髓间充质干细胞内Notch信号通路减弱,差异有统计学意义(P0.05)。给予补骨脂后能够逆转干细胞内已降低的Notch信号通路活性,其中Hes1表达水平升高3倍左右。在成骨分化和成脂分化过程中补骨脂能够促进成骨分化,同时抑制成脂分化和Notch信号通路活化。结论:Notch信号通路能够影响绝经后骨质疏松症的发生发展,可能是补骨脂治疗绝经后骨质疏松症的新机制。     

Wnt/β-catenin信号通路与肾脏疾病

wnt信号通路的异常调节已经在许多疾病中被研究,包括肾脏疾病。wnt信号通路传导主要分为两类：经典wnt信号通路、非经典wnt信号通路。其中对经典wnt信号通路,即wnt/β-catenin的研究最为深入。wnt/β-catenin信号通路在肾脏的产生、损伤修复及其他肾脏疾病中有着重要的作用。但是wnt/β-catenin如何影响相关肾脏疾病的机制仍不是非常明确。本文简单总结了近来wnt/β-catenin信号通路与肾脏疾病的相关进展。