BMP-2/Smads信号通路促进骨代谢失衡大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

目的 本研究旨在探讨BMP-2/Smads信号通路对骨代谢失衡大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)成骨分化的影响.方法 切除雌性SD大鼠双侧卵巢,建立大鼠骨代谢失衡模型,即骨质疏松(osteoporosis,OP)模型.通过成骨诱导鉴定rBMSCs的成骨分化.采用脂肪诱导和流式细胞术(FCM)检测脂肪分化和rBMSC表...     

糖皮质激素影响间充质干细胞成骨分化的实验研究

目的探讨Notch信号通路在糖皮质激素影响间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)成骨分化过程中的作用。方法培养MSCs,给予糖皮质激素(glucocorticoids, GCs)处理,计算凋亡率,分析细胞凋亡情况;通过real-time PCR方法,检测细胞内Notch信号通路靶基因Hes1和成骨相关基因(ALP,Col1agen1)mRNA的表达;通过Western blot方法检测Notch信号通路靶基因Hes1和成骨相关基因蛋白的表达;应用茜素红染色,检测细胞内成骨钙化作用。结果 GCs处理后,凋亡细胞增加[(80±5.789)vs对照组(60±7.132),P0.05];MSCs成骨分化相关基因ALP、Collagen1mRNA和蛋白表达明显减低,与对照组相比,P0.05;茜素红染色显示GCs组染色强度与对照组相比显著降低(P0.05)。同时,Notch信号通路靶基因Hes1表达明显降低(与对照组相比,P0.05),Notch信号通路表达明显受到抑制。激活Notch信号通路,细胞凋亡百分率降低为72±2.169(与GCs组相比,P0.05);成骨分化基因ALP、Collagen1mRNA和蛋白表达都较GCs组有所提高(P0.05);茜素红染色显示GCs+JAG1组染色强度与GCs组相比明显提高(P0.05)。结论 GCs通过抑制Notch信号通路的表达,进而抑制MSCs的成骨分化。     

促肾上腺皮质激素对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的:观察促肾上腺皮质激素(ACTH)对小鼠骨髓间充质干细胞(D1细胞系)成骨分化的影响。方法:将D1细胞分成6组,对照组、对照组+低浓度ACTH组、对照组+高浓度ACTH组、成骨组、成骨组+低浓度ACTH组、成骨组+高浓度ACTH组;各组孵育细胞6 d后通过茜素红染色法评价成骨分化;分别孵育细胞1、3、6 d后,采用...     

脂联素通过调节BMP信号通路促进骨髓干细胞成骨分化

目的 研究脂联素（adiponectin, ApN）对骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）成骨分化的作用,并探讨其可能的机制。方法 体外培养BMSCs,构建ApN过表达质粒及干扰质粒,转染至BMSCs中。将BMSCs随机分为5组：对照组、过表达组、过表达空载组、干扰组和干扰空载组。茜素红染色观察各组细胞钙化沉积。碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）染色观察各组细胞成骨分化能力。qRT-PCR检测ApN受体、骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein, BMP）信号通路及成骨相关基因表达情况。结果 与对照组相比,过表达组BMSCs中钙化沉积和ALP阳性表达增多,AdipoR1、AdipoR2、BMP2、RUNX2、Smad1和Smad5 mRNA表达量显著升高（P<0.05）;干扰组BMSCs中钙化沉积和ALP阳性表达减少,AdipoR1、AdipoR2、BMP2、RUNX2、Smad1和Smad5 mRNA表达量显著降低（P<0.05）。结论 ApN可能通过上调BMP信号通路促进BMSCs成骨分化。     

orexin-1受体抑制剂通过Wnt通路促进骨髓间充质干 细胞的成骨分化

目的研究Wnt/β-catenin信号通路对orexin-1受体抑制剂介导大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响。方法(1)分离提取SD大鼠股骨、胫骨的BMSCs,用流式细胞仪进行细胞表型鉴定;(2)实验分组:对照组、10-5mol/L、10-6mol/L质量浓度的orexin-1受体抑制剂溶液,于成骨诱导第5天免疫印迹法和实时荧光定量PCR法观察Wnt/β-catenin信号通路关键靶点蛋白Dickkopf-1、Gsk3β、β-catenin以及基因Gsk3β、β-catenin mRNA表达,以观察Wnt信号通路对orexin-1受体抑制剂诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。结果 10~(-5)mol/L、10~(-6)mol/L的orexin-1受体抑制剂处理BMSCs5天后,Dickkopf-1、β-catenin和GSK3β蛋白表达升高,β-catenin和GSK3βmRNA表达升高。结论 orexin-1受体抑制剂促进大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞方向分化的作用可能与调控Wnt/β-catenin信号通路有关。     

LncRNA DANCR调控骨髓间充质干细胞成骨分化在骨质疏松症中的研究进展

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种中老年人易患的骨代谢性疾病,以骨密度减低和骨微结构破坏为特征,可导致骨脆性增加和骨折风险增大。随着OP分子机制研究的深入,针对相关细胞调控通路的治疗靶点被陆续发现,通过这些靶点可研发出新的靶向治疗方案。lncRNA分化拮抗非蛋白编码RNA(differentiation antagonizing non-protein coding RNA,DANCR)能够通过竞争结合、作为转录辅助因子等方式作用于Wnt/β-catenin、MAPK及NF-κB等信号通路调控BMSC成骨分化,影响OP的发生与进展。DANCR具有作为OP临床诊断标志物的潜力,并有希望作为药物干预的靶点参与OP的精准医疗。     

Y-27632 对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的探讨Rho A/ROCK通路特异性阻断剂Y-27632对小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖及成骨分化的影响。方法自小鼠股骨、胫骨骨髓腔分离培养小鼠骨髓单个核细胞,流式细胞仪细胞表面标记检测及细胞成骨、成脂、成软骨三系分化鉴定小鼠骨髓单个核细胞。将第3代小鼠骨髓间充质干细胞随机分为2组,单纯成骨诱导液对照组、Y-27632干预组。分别于细胞培养后1d、2d、3d、4d收集细胞,噻唑蓝(Methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide,MTT)比色法观察BMSCs增殖能力;成骨诱导后7 d、14 d收集细胞,可见光比色法检测碱性磷酸酶(ALP)变化;成骨诱导后24h收集细胞,western blot法检测Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1(Rho associated coiled-coil-containing protein kinases1,ROCK1)的表达。结果流式细胞术细胞表面标志检测及成骨、成脂、成软骨三系分化鉴定均证实我们所获细胞为BMSCs。与对照组相比,Y-27632能促进BMSCs增殖,差异具有统计学意义(P0.05);Y-27632能降低ALP表达,差异具有统计学意义(P0.05);Y-27632能明显阻断ROCK1的表达,差异具有统计学意义(P0.05)。结论 Y-27632阻断Rho A/ROCK信号通路可以促进BMSCs增殖,抑制BMSCs成骨分化。     

左、右归丸对去卵巢大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的 基于AMPK/mTOR信号通路探讨左、右归丸对去卵巢大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及作用机制.方法 将60只雌性大鼠随机分为六组,其中一组为空白对照(KB组);一组模拟手术过程,灌胃蒸馏水(SHAM组);其余四组进行卵巢切除术,分别灌胃蒸馏水(OVX组)、补佳乐(BJL组)、右归丸(YGW组)和左归丸(ZGW...     

MicroRNA调控骨髓间充质干细胞成骨分化研究进展

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是最常见的骨骼疾病,是一种以骨量低、骨组织微结构损坏,导致骨脆性增加,易发生骨折的全身性骨病[1]。随着人口老龄化,OP已经成为全世界关注的健康问题。有报道称在2006—2007年间全世界有2亿妇女受骨质疏松症影响,每年造成890多万例骨折,每3 s即发生1次骨质疏松性骨折[2]。然而目前对OP的发病机制认识仍然有限。     

低频振动对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化及相关基因表达的影响

目的 观察低频振动对小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）成骨分化的影响。方法 取3周龄C57BL/6小鼠,分离及培养其BMSCs。将细胞分为两组,对照组及低频振动组,两组均诱导BMSCs进行成骨分化,低频振动组在诱导过程中实施低频振动干预（15 Hz,垂直加速度0.3 g）,对照组不进行干预,分别于第7天、第14天收获细胞,将第7天的细胞进行碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）染色,将第14天的细胞进行茜素红染色;并利用Real-time PCR检测相关基因表达。结果 低频振动组细胞第7天的ALP活性明显高于对照组,且在14 d形成的钙结节多于对照组;所检测基因中,低频振动组细胞Ⅰ型胶原蛋白、骨桥蛋白、骨钙素、骨保护素基因的表达均高于对照组,而破骨细胞分化因子（receptor activator of NF-κB ligand, RANKL）较对照组低。结论 低频振动可以促进BMSCs的成骨分化,并调节成骨细胞分泌的细胞因子,影响破骨细胞的生成。     

补肾中药对骨髓间充质干细胞成骨分化的作用研究

骨髓间充质干细胞作为骨损伤后,骨修复、重建的种子细胞,越来越成为骨组织工程学中的研究热点。骨修复、重建的关键核心是如何能够提高骨髓间充质干细胞的高效增殖和成骨定向分化。以"肾藏精,主骨,生髓"的中医理论为依据,同时实验和临床也证实,补肾中药可以有效地促进骨髓间充质干细胞增殖、以及定向成骨分化。为骨损伤之后的修复和重建提供新的治疗途径。笔者就近年补肾中药促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究作一综述。     

水蛭素通过上调VEGF/Notch1信号通路促进人骨髓间充质干细胞成骨分化

摘要：目的 观察水蛭素对人骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC）成骨分化的影响。方法 BMSCs细胞分为正常培养的对照组、成骨诱导的诱导组以及加入不同浓度（1、10、20 ATU/mL）处理的水蛭素组。MTT检测细胞增值并筛选水蛭素最适作用浓度。流式细胞仪检测细胞凋亡。RT-PCR和Western blot分别检测成骨基因Runx2、Osterix、COL1A1的mRNA和蛋白表达。BCIP/NBT染色法检测细胞中的碱性磷酸酶水平。茜素红染色检测矿化结节。检测VEGF、Notch1、Jagged1和CBF1的mRNA和蛋白表达。结果 骨髓间充质干细胞经成骨诱导细胞增殖显著增加,中高浓度的水蛭素可以不同程度促进成骨诱导的BMSCs细胞增殖（P＜0.05）,并筛选出20 ATU/mL作为水蛭素的使用浓度。水蛭素抑制成骨诱导的BMSCs细胞凋亡,上调Runx2、Osterix、COL1A1的mRNA和蛋白表达,增加碱性磷酸酶水平,促进细胞中矿化结节的生成,并提升BMSCs细胞中VEGF、Notch1、Jagged1和CBF1的表达（P＜0.05）。结论 水蛭素可能通过上调VEGF/Notch1信号通路促进人骨髓间充质干细胞成骨分化。     

Notch信号通路在骨髓间充质干细胞及骨代谢疾病中的功能研究进展

骨髓间充质干细胞是存在于骨髓基质中的一种多能干细胞,具有多向分化的潜能,其天然再生能力对骨骼的生长代谢和骨转换起着至关重要的作用。Notch信号通路是一条在进化中高度保守的信号转导通路,与骨髓间充质干细胞的增殖、分化与凋亡密切相关,影响人体骨骼发育,也是多种骨代谢疾病的重要调节通路。以往对Notch信号通路的研究主要集中在神经干细胞,对骨髓间充质干细胞的研究较少。本文通过查阅文献,阐述不同的影响因素介导Notch信号通路对骨髓间充质干细胞分化的调节,并总结了Notch信号通路在骨代谢疾病如Alagille综合征、Adams Oliver综合征、脊椎肋骨发育不良、HajduCheney综合征、骨折愈合中的研究近况。     

Distinct roles of bone morphogenetic proteins in osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells.

Efficacious bone regeneration could revolutionize the clinical management of many bone and musculoskeletal disorders. Bone morphogenetic proteins (BMPs) can regulate the differentiation of mesenchymal stem cells into cartilage, bone, tendon/ligament, and fat lineages. Early data documented the osteogenic potential of rhBMP2 and rhBMP7/OP-1. However, prior to this work that summarized several of our recent studies, no comprehensive analysis had been undertaken to characterize relative osteogenic activity of all BMPs. Using recombinant adenoviruses expressing 14 BMPs, we have demonstrated that, besides BMP2 and BMP7, BMP6 and BMP9 exhibit the highest osteogenic activity both in vitro and in vivo. We further demonstrated that several BMPs may exert synergistic effect on osteogenic differentiation, and that osteogenic BMPs produce a distinct set of molecular fingerprints during osteogenic differentiation. The reported work should expand our current understanding of BMP functions during osteogenic differentiation. It is conceivable that osteogenic BMPs (i.e., BMP2, 4, 6, 7, and 9) may be used to formulate synergistic pairs among themselves and/or with other less osteogenic BMPs for efficacious bone regeneration in clinical settings.     

不同机械牵张强度对骨髓间充质干细胞成骨分化及lncRNA H19的影响

目的 探究不同机械牵张强度对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)成骨分化以及lncRNA H19表达的影响。方法 提取C57BL/6小鼠原代BMSCs,进行培养和鉴定。用Flexcell 5000细胞应力加载系统进行机械牵张,方案为频率0.5 Hz,连续牵张7 d,牵张强度为4 %和6 %,单次牵张时间分别为0、2、4、6、8 h。干预结束后采用RT-PCR验证lncRNA H19和成骨标志物OCN mRNA相对表达量,通过Western Blot检测Runx2蛋白相对表达量、ALP染色检测成骨分化能力。结果 4 %和6 %的机械牵张干预均能促进BMSCs的成骨分化及lncRNA H19表达,其在4 %牵张强度下牵张6 h内持续升高,8 h出现下降;在6 %牵张强度下牵张4 h内持续升高,6 h出现下降,但都仍高于0 h。结论 在固定牵张强度刺激下,一定时间范围内,牵张时间的增加能促进BMSCs成骨分化,长时间的牵张不利于成骨分化。本研究确定的促成骨分化及lncRNA H19表达的最佳牵张方案为6 %牵张强度,4 h/d,连续牵张7 d,频率0.5 Hz。     

3D细胞培养和类器官在骨髓源性间充质干细胞成骨分化中的研究进展

类器官（organoids）来源于自体的组织及干细胞,是通过体外3D培养后形成的细胞团块,这种团块具有原始组织及器官的三维结构,并保留了相对应的功能和遗传特征。由于其具有模拟特定机体器官的发育和疾病发生发展的潜能,这一模型在多种药物的筛选和分子机制研究中拥有更多的优势。近年来,已有实验表明骨髓源性间充质干细胞（BMSCs）通过3D培养及成骨分化可以形成骨的类器官,并可以植入机体发挥特定的作用。这种骨类器官模型的构建,不仅可以为骨质疏松等相关疾病研究提供更多方法,还在骨组织移植及修复等组织工程学中发挥重要作用。本文就BMSCs成骨分化的类器官相关3D模型研究进展作一综述,为BMSCs成骨分化的类器官的基础和临床研究提供更多理论依据和思路。     

淫羊藿苷对衰老骨髓间充质干细胞成骨的影响

目的 探究淫羊藿苷（icarrin,Ica）对D-半乳糖(D-gal)诱导的衰老骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨的影响及机制。方法 通过全骨髓贴壁法提取BMSCs,采用流式细胞术及成骨、成脂诱导分化鉴定细胞。通过CCK8法检测D-gal及Ica处理BMSCs的最适浓度,用D-gal诱导BMSCs衰老,药物干预48 h;6SA-β-半乳糖苷酶染色检测细胞衰老情况;碱性磷酸酶试剂检上清液ALP水平;RT-PCR和Western Blot分别检测BMSCs中衰老相关P16、P53、P21及成骨相关Foxo3a、β-catenin的蛋白表达。结果 BMSCs表面标志物CD44和CD90表达大于95%;CD34、CD45表达小于5%,且能被定向诱导分化出钙结节及脂滴,鉴定细胞为BMSCs。CCK8检测出30 mg/mL为D-gal的最适浓度,10-8、10-10 mol/L为Ica最适浓度。Ica能减少衰老BMSCs中P16、P53、P21 mRNA的表达;降低Foxo3a mRNA和蛋白表达,增加β-catenin mRNA和蛋白的表达,差异具有统计学意义（P＜0.05）。结论 D-gal能够诱导构建出衰老BMSCs模型;Ica增加了衰老BMSCs上清液中的ALP含量、降低了衰老BMSCs中 P53的表达水平,可能通过调节成骨相关信号通路Foxo3a/β-catenin表达,起到对衰老BMSCs成骨分化能力的改善作用。     

miR-187-5p 对骨髓间充质干细胞成骨分化能力的调控作用

目的利用小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化模型,探讨miR-187-5p在成骨分化中的表达趋势及调控作用。方法通过切除雌性小鼠双侧卵巢构建小鼠骨质疏松模型;应用qRT-PCR技术检测组织和细胞中miR-187-5p的表达;应用基因转染技术观察过表达或敲减miR-187-5p对BMSCs向成骨分化的影响;应用茜素红和碱性磷酸酶染色检测BMSCs中矿化结节的数量和矿化区域的染色面积。结果 qRT-PCR结果显示miR-187-5p在骨质疏松模型小鼠的骨组织及BMSCs中均表达下降。过表达miR-187-5p可提高ALP、Collagen-1、Runx2、BMP4、OCN和OPN等成骨分化相关基因mRNA的表达,促进BMSCs向成骨分化;而敲减miR-187-5p降低ALP等成骨分化相关基因mRNA的表达,抑制BMSCs向成骨分化。在体实验同样证实,过表达miR-187-5p可以显著促进骨质疏松小鼠BMSCs向成骨分化,改善小鼠的骨质疏松表型。结论过表达miR-187-5p促进BMSCs向成骨分化,敲减miR-187-5p抑制BMSCs向成骨分化。