非病毒载体介导pBMP-2转染MC3T3-E1细胞的体外成骨分化研究

目的 :探讨非病毒载体Gen Escort TM II介导质粒骨形态发生蛋白2(p BMP-2)转染对MC3T3-E1细胞增殖和体外成骨分化的影响。方法:以非病毒载体Gen Escort TM II介导报告基因质粒增强型绿色荧光蛋白(p EGFP)转染MC3T3-E1细胞,优化转染条件,荧光显微镜和流式细胞仪评价转染效率。p BMP-2转染MC3T3-E1细胞后,MTT法检测细胞增殖情况,染色法检测碱性磷酸酶(ALP)和茜素红S(ARS)的表达,Real-time PCR分析成骨细胞标志基因ALP、骨涎蛋白(BSP)、Runt相关转录因子2(Runx2)、骨钙素(OCN)和骨桥蛋白(OPN)的表达。结果 :Gen Escort TM II介导p EGFP转染MC3T3-E1细胞后,转染效率达35.02±4.42,MTT结果示基因转染对细胞增殖无影响(P>0.05)。p BMP-2转染组的ALP、ARS表达较p EGFP转染组和未转染组显著,同时Real-time PCR检测结果示,转染后6 d,p EGFP转染组和未转染组相比,p BMP-2转染组的成骨基因ALP、BSP、Runx2、OCN、OPN的表达量差异有显著性意义(P<0.05)。结论:非病毒载体Gen Escort TM II介导BMP-2转染MC3T3-E1细胞可诱导其向成骨方向分化。     

MicroRNA-103-3p对小鼠前成骨细胞MC3T3-E1成骨分化早期的影响

目的:探讨miR-103-3p对小鼠前成骨细胞MC3T3-E1成骨分化早期的影响。方法:以小鼠前成骨细胞MC3T3-E1为实验对象,对MC3T3-E1细胞进行成骨诱导,分别在0、3、5、7 d应用实时荧光定量PCR（real-time PCR）检测细胞中Runx2、Osx、ALP、miR-103-3p表达水平,Western免疫印迹（Western blotting）检测Runx2、Osx蛋白表达并进行碱性磷酸酶（ALP）染色。通过脂质体lipofectamine2000瞬时转染miR-103-3p模拟物 （miR-103-3p mimics）及模拟物阴性对照进入MC3T3-E1细胞内,Real-time PCR检测2组细胞miR-103-3p的表达水平,CCK-8试剂盒检测细胞增殖。分别对2组细胞进行成骨诱导,在成骨诱导后0、3、7 d,分别使用Real-time PCR和Western免疫印迹检测2组细胞Runx2、Osx等成骨相关基因mRNA和蛋白的表达变化,并对2组细胞进行ALP染色。实验数据采用SPSS19.0软件包进行统计学分析。结果:MC3T3-E1经成骨诱导0、3、5、7 d后,细胞内Runx2、Osx、ALP转录水平持续显著升高;Runx2、Osx蛋白表达升高。ALP染色逐渐加深。在成骨诱导3、5、7 d的MC3T3-E1细胞中,miR-103-3p水平较诱导前受到持续显著抑制(P<0.05)。瞬时转染miR-103-3p mimics后,MC3T3-E1细胞中的miR-103-3p表达水平较对照组显著上调(P<0.05),细胞增殖受到抑制,Runx2、ALP转录水平显著抑制（P<0.05）,Runx2蛋白表达显著抑制。对转染后的细胞进行成骨诱导3、7 d后,miR-103-3p转染组细胞Runx2、Osx、ALP在转录水平的表达较对照组显著降低,Runx2、Osx在蛋白水平的表达较对照组显著降低,且miR-103-3p转染组细胞ALP活性较对照组显著降低。结论:miR-103-3p可能对小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的成骨分化早期起抑制作用。     

Foxc2稳定转染对C3H10T1/2细胞成骨性能的影响

目的:探讨Foxc2基因过表达对体外培养的小鼠胚胎成纤维细胞系C3H10T1/2细胞生物学行为及分化能力的影响.方法:通过慢病毒转染构建Foxc2过表达C3H1OT1/2细胞系,采用实时定量PCR和Western免疫印迹法检测转染后Foxc2蛋白的表达.应用CCK-8试剂盒检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞周期及凋亡,实时定量PCR和Western免疫印迹法检测过表达Foxc2对成骨、成脂相关基因(Runx2、OPN、OCN、PPARγ)表达的影响,分别通过碱性磷酸酶(ALP)染色和油红染色检测细胞成骨和成脂分化能力.采用SPSS 17.0软件包对数据进行t检验.结果:成功构建Foxc2稳定过表达的C3H10T1/2细胞系,发现Foxc2过表达阻滞细胞于G1期,抑制细胞增殖.在成骨诱导过程中,过表达Foxc2可以显著上调Runx2、OPN、OCN等成骨相关基因的表达.ALP染色显示,Foxc2稳定过表达细胞较对照组细胞染色深.在成脂诱导过程中,过表达Foxc2显著下调PPARγ基因的表达;油红染色显示,成脂分化进程被部分抑制.结论:Foxc2过表达抑制细胞增殖,促进细胞分化.其机制是上调Runx2、OPN、OCN成骨相关基因的表达,下调PPARγ的表达,促进C3H10T1/2细胞的成骨分化,抑制其成脂分化.     

同源盒蛋白(Msx1)过度表达抑制成骨细胞碱性磷酸酶表达的实验研究

目的:观察同源盒蛋白(Msx1)过度表达在成骨细胞MC3T3-E1分化培养过程中对碱性磷酸酶的调节作用,以探讨Msx1蛋白对细胞成骨分化过程的调控机制。方法:将成骨细胞MC3T3-E1分为5组:未转染病毒组作为对照组1(A组);空白腺病毒载体组作为对照组2(B组);未分化组作为空白对照组(C组);分化前1 d转染携带同源盒基因Msx1的腺病毒载体组(D组);分化后1 d转染Msx1腺病毒载体组(E组)。在成骨分化培养基中培养4 d后,检测成骨细胞MC3T3-E1在成骨分化培养过程中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的活性。结果:A、B两组成骨细胞MC3T3-E1在成骨分化培养基培养4 d后,ALP活性呈强阳性;C组中未分化成骨细胞MC3T3-E1无ALP活性,D、E两组的成骨细胞MC3T3-E1在成骨分化培养4 d后的ALP活性明显较A、B组减低,而且D、E两组间ALP活性无区别。结论:过度表达同源盒蛋白(Msx1)能抑制成骨细胞MC3T3-E1的ALP表达,在其成骨分化的过程中起一定的抑制作用。     

MC3T3-E1 Subclone 14体外诱导成骨模型的建立及Ano5基因表达的研究

目的 建立MC3T3-E1 Subclone 14体外诱导成骨模型,探讨Ano5基因表达与成骨细胞形成的关系,了解其对成骨分化的影响.方法 MC3T3-E1 Subclone 14细胞贴壁培养,加入条件培养基,分别培养至0d、3d、7d、14d、21d.倒置显微镜下观察细胞形态,通过碱性磷酸酶活力测定和茜素红染色,鉴定成骨细胞.利用REALTIME-PCR检测Ocn、Colα1、Opg/Rankl、Osterix和Runx2等成骨相关因子的基因表达水平,同时检测Ano5基因在成骨细胞形成过程中的表达趋势.结果 体外诱导MC3T3-E1 Subclone 14倒置光学显微镜下观察细胞形态呈梭形.成骨细胞碱性磷酸酶活力逐渐增高.成骨诱导培养至14d和21d,茜素红染色可见细胞表面出现矿化结节.成骨相关因子基因表达均逐渐增高,至21d达到高峰.Ano5基因从诱导分化的第3d开始表达,随后表达量逐渐增高,至14d达到高峰,21d表达量下降.结论 在MC3T3-E1 Subclone 14体外诱导分化为成骨细胞过程中,Ano5基因表达量逐渐升高,至14d达到高峰,21d开始表达量具有下降趋势.     

Runx2、Osterix转录因子过表达驱动内皮细胞成骨分化的机制探讨

目的:探讨Runx2和Osterix (OSX)过表达对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)成骨分化的调控作用.方法:通过慢病毒载体,将Runx2和Osterix基因分别转染入HUVECs.通过碱性磷酸酶(ALP)染色、半定量活性检测,探讨过表达Runx2和Osterix对HUVECs成骨分化的影响.通过RT-PCR、蛋白免疫印迹、免疫荧光染色检测成骨相关标志物Runx2、OSX、ALP、骨涎蛋白(BSP)、骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)在HUVECs中的表达.采用GraphPad Prism 6.01软件包对数据进行统计学分析.结果:Runx2过表达有利于HUVECs的成骨分化,而Osterix过表达则无此作用.HUVECs转染Runx2过表达慢病毒后,成骨相关基因Runx2、OSX、ALP、BSP、OPN及OCN的转录水平上调,同时Runx2、OSX、OPN及OCN的蛋白表达水平亦有所上调.结论:Runx2过表达可促进HUVECs的成骨分化.     

P38MAPK信号通路抑制剂SB203580对高糖状态下成骨细胞MC3T3-E1增殖和分化的影响

目的:探讨P38MAPK信号通路抑制剂SB203580对高糖状态下成骨细胞MC3T3-E1增殖和分化的影响。方法:将培养的MC3T3-E1细胞按培养基内含葡萄糖浓度分为5.5 mmol/L正常对照组,25.5 mmol/L高糖组和25.5 mmol/L+SB203580组,观察细胞增殖、碱性磷酸酶(ALP)、矿化结节(AR-S)、成骨相关基因Runx2和OCN mRNA的表达。结果:高糖培养后,MC3T3-E1细胞增殖明显受到抑制(P<0.05)。高糖组的ALP活性光密度值在各个时间点均低于对照组(P<0.05),OCN mRNA,Runx2 mRNA表达随着葡萄糖浓度升高而明显下降,给予SB203580处理后,细胞增殖仍呈下降趋势,OCN、Runx2 mRNA、ALP活性较未加入抑制剂组升高。结论:SB203580可抑制P38MAPK在高糖状态对MC3T3-E1的作用。     

“壳-芯”结构电纺纤维膜对MC3T3-E1细胞体外早期成骨分化的影响

［摘要］　目的　研究载有骨形态发生蛋白(BMP-2)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)“壳芯结构”静电纺丝纤维膜(PP-B)对MC3T3-E1细胞体外早期成骨分化的影响。方法　通过同轴静电纺丝的方法制备PLGA/PCL-BMP-2纤维膜(PP-B),以不含BMP-2的PLGA/PCL电纺纤维膜(PP)为对照组。通过透射电子显微镜观察PP-B膜的“壳-芯”结构;用ELISA法检测BMP-2的体外释放行为;收集PP-B膜的浸出液培养细胞,用碱性磷酸酶(ALP)活性检测法检测其释放的BMP-2对MC3T3-E1细胞的影响;将MC3T3-E1细胞接种到纤维膜上,通过CCK-8法检测1d、3d、5d、7d的增殖情况;以碱性磷酸酶(ALP)活性为早期骨向分化指标,检测其7d的活性;用实时荧光定量逆转录PCR检测细胞接种7d时成骨指标Bmp2、Alp、Col1、Msx2、Runx2的表达。结果　透射电镜结果表明,同轴静电纺丝法制备的PP-B静电纺丝可形成连续均一的“壳-芯”结构;ELISA结果显示,PP-B膜可以实现BMP-2的持续释放;ALP活性检测结果证实本实验条件下制备的负载BMP-2的同轴静电纺丝支架能保持生长因子的部分活性。CCK-8结果显示PP-B膜和PP膜上的MC3T3-E1细胞在1、3、5、7d都持续增殖;ALP活性检测及染色结果显示PP-B膜上的MC3T3-E1细胞的ALP活性高于PP膜(P<0.05);实时荧光定量逆转录PCR结果显示接种在PP-B膜上的MC3T3-E1细胞的相关成骨基因Bmp2、Alp、Col1、Msx2、Runx2的表达高于PP膜(P<0.05)。结论　本实验制备的PP-B膜能促进MC3T3-E1细胞在体外的早期成骨分化。     

不同浓度无机磷对MC3 T3-E1细胞系成骨及破骨相关基因表达的影响

目的：探讨不同浓度的无机磷液对体外培养MC3T3-E1细胞的成骨和破骨相关基因mRNA表达的影响。方法：体外常规培养MC3T3-E1细胞。根据所用培养液外加无机磷浓度的不同,将实验细胞分为4组：0 mM组（对照组）、1 mM组、3 mM组和5 mM组。每组设3个复孔,培养48 h后收取细胞标本,通过Real-time PCR检测MC3T3-E1细胞成骨和破骨相关基因mRNA的表达。结果：与对照组相比,成骨相关基因ALP、BSP、OC及OSXmR-NA的表达在1 mM组和3 mM组增加,而在5 mM组则减少,差异具有统计学意义（ P＜0.05）;成骨抑制基因SOST及破骨相关基因CTSK、TRAPmRNA的表达,在1 mM 组、3 mM 组和5 mM 组都增加,差异具有统计学意义（ P ＜0.05）。结论：高浓度（5 mM）的无机磷环境对MC3T3-E1细胞的成骨相关基因表达起显著抑制作用,对破骨相关基因表达起显著增强作用,提示高浓度无机磷抑制MC3T3-E1细胞的成骨活性。     

钛表面形貌和亲水性表面对成骨细胞增殖、分化的影响

目的:通过体外实验研究普通喷砂酸蚀纯钛表面和亲水性喷砂酸蚀纯钛表面对成骨细胞增殖、分化等生物学行为的影响。方法:纯钛片表面分别采用光滑处理(smooth pretreated Ti,PT)、大颗粒喷砂酸蚀表面处理(sand-blasted,large-grit,acid-etched,SLA)及亲水性化学活化大颗粒喷砂酸蚀表面处理(chemically-modified SLA,modSLA/SLActive),在表面接种MC3T3-E1成骨细胞,采用MTT、碱性磷酸酶半定量测试以及茜素红染色检测其对成骨细胞增殖、分化的影响,并采用实时荧光定量PCR检测成骨细胞在不同材料表面骨功能基因表达的差异。应用SAS 9.0软件包对数据进行统计学分析。结果:与光滑钛表面相比,普通喷砂酸蚀钛表面能通过促进ALP、钙基质的分泌和成骨功能基因(Runx2、OSX、OCN和OPN)的表达而显著抑制成骨细胞增殖并促进其分化。在表面粗糙度的基础上增加亲水性,可使这一效应更加明显。结论:表面粗糙度和亲水性是影响成骨细胞生物学行为的重要因素,粗糙钛表面能显著抑制成骨细胞增殖,促进其分化,亲水性的粗糙钛表面促进成骨细胞分化的作用更加显著。     

miR-199a调控IGF1表达对机械刺激下成骨细胞分化的影响

目的： 探讨微小RNA（miR）-199a在机械牵张力刺激下MC3T3-E1细胞中的表达变化及其对牵张力刺激MC3T3-E1细胞成骨分化的作用机制。方法： 对体外培养的MC3T3-E1细胞加载12%牵张力0、3、6、12和24 h后,利用碱性磷酸酶（ALP）活性检测试剂盒检测ALP活性,实时荧光定量PCR检测骨钙素（OCN）、成骨细胞特异性转录因子Osterix（OSX）、Runt相关转录因子2（Runx2） mRNA和miR-199a的表达。将MC3T3-E1细胞分为对照组、牵张力组、牵张力+miR-NC组和牵张力+miR-199a组,加载12%牵张力和转染miR-199a模拟物后,观察miR-199a和OCN、OSX、Runx2 mRNA及蛋白表达以及ALP活性。茜素红S（ARS）染色观察钙结节形成能力。采用双荧光素酶报告基因实验检测miR-199a与胰岛素样生长因子1（IGF1）的靶向关系,实时荧光定量PCR法和免疫印迹法检测miR-199a模拟物对IGF1 mRNA和蛋白表达的影响。采用SPSS 24.0软件包对数据进行统计学分析。结果： 与0 h时间点相比,以机械牵张力刺激3、6、12和24 h后,MC3T3-E1细胞ALP活性和OCN、OSX、Runx2 mRNA表达水平均显著升高,而miR-199a表达水平显著降低（P<0.05）,12 h时变化最为显著。与对照组相比,牵张力组细胞中miR-199a表达水平显著降低,而细胞ALP活性、OCN、OSX、Runx2 mRNA及蛋白表达水平、钙结节形成水平均显著升高（P<0.05）;与牵张力组相比,牵张力+miR-NC组细胞中上述各指标差异均无统计学意义（P>0.05）;与牵张力+miR-NC组相比,牵张力+miR-199a组细胞中miR-199a表达水平显著升高,而细胞ALP活性、OCN、OSX、Runx2 mRNA及蛋白表达水平、钙结节形成水平均显著降低（P<0.05）。miR-199a可与IGF1靶向结合,miR-199a模拟物可使MC3T3-E1细胞中IGF1 mRNA和蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。结论： miR-199a可抑制机械牵张力刺激诱导的MC3T3-E1细胞成骨分化,其作用机制可能与靶向调控IGF1表达有关。     

FGF-9参与调控小鼠上颌突间充质细胞体外成骨分化的研究

目的:研究成纤维细胞生长因子9(FGF-9)对体外培养的小鼠上颌突间充质细胞成骨分化的调控作用。方法 :体外培养E12.5(胚胎第12.5天)的小鼠上颌突间充质细胞,取第1代细胞进行成骨诱导,实验组加入FGF-9人重组蛋白,诱导培养1周后通过q PCR、免疫荧光和茜素红染色检测其成骨能力。结果:体外培养的E12.5小鼠上颌突间充质细胞表达FGF9和FGFR3。成骨诱导可促进上颌突间充质细胞表达成骨标记物ALP、Runx2和OCN;加入FGF-9人重组蛋白可降低成骨标记物ALP、Runx2和OCN的表达,减少钙结节形成。结论:体外培养时,FGF9参与负调控上颌突间充质细胞的成骨分化。     

高度浓缩生长因子对MC3T3-E1成骨细胞生物学性能的影响

目的：观察高度浓缩生长因子（concentrated growth factor,CGF）对成骨细胞生物学性能的影响。方法：将MC3T3-E1细胞在CGF环境下进行培养,并设立空白对照组。扫描电镜观察成骨细胞在CGF表面的附着;培养1、4、7 d后,检测细胞增殖情况以及碱性磷酸酶（ALP）活性;茜素红染色观察矿化结节和成骨相关基因Runx2的表达。CGF浸出液培养细胞24 h后,以鬼笔环肽染色观察细胞骨架的形态变化。采用 SPSS 21.0软件包对数据进行统计学分析。结果：CCK-8比色显示,培养1、4、7 d,在相同时间点,实验组与对照组相比,CGF细胞增殖活性显著增强（P< 0.05）。ALP活性检测显示,培养1 d后,实验组与对照组无显著差异（P>0.05）;培养4、7 d后,实验组与对照组相比,ALP活性具有显著差异（P<0.05)。茜素红染色显示,CGF组钙化结节数量增多且面积较大。鬼笔环肽染色和DAPI染色可见,CGF组中细胞数量增多,细胞铺展面增大,肌动蛋白形态更为清晰。CGF可促进Runx2 mRNA表达（P<0.05）。结论：CGF可促进MC3T3-E1细胞的增殖、分化以及Runx2的表达。     

牙龈卟啉单胞菌脂多糖对成骨细胞EphA2表达的调控

目的：研究小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1在成骨分化过程中,牙龈卟啉单胞菌脂多糖（Pg-LPS）对EphA2表达的影响。方法：使用终浓度1mg/L的Pg-LPS与MC3T3-E1共培养,分别在第3、7、14天3个时间点,采用RT-PCR和Western-Blot技术测定EphA2的表达和成骨相关基因的表达,并通过PNPP法测定碱性磷酸酶活性。结果：RT-PCR结果提示,在第3天和第7天,实验组比对照组EphA2基因表达分别增高4.5倍和1.3倍,两组之间存在显著差异（P〈0.05）。同时成骨标志物ALP和Sp7基因表达降低,与对照组相比差异有显著性,但Runx2和ColⅠ基因的表达则无明显差异。但是在第14天,实验组和对照组之间EphA2和成骨相关基因表达均无显著性差异。Western-Blot结果提示,在第7天实验组比对照组EphA2蛋白表达增加。结论：Pg-LPS对前成骨细胞系MC3T3-E1细胞,在成骨分化的早期和中期能够促进EphA2的表达,但是在成骨分化晚期对EphA2的表达则无明显作用。     

miR-497-5p在前成骨细胞MC3T3-E1分化和矿化中的作用及机制探讨

目的：研究微小RNA(miR)-497-5p在前成骨细胞MC3T3-E1分化和矿化中的作用，并探讨其相关机制。方法：取第3代MC3T3-E1细胞，分别转染miR-497-5p过表达质粒miR-497-5p mimics、低表达质粒miR-497-5p inhibitor和阴性对照质粒miR-497-5p NC，设为miR-497-5p mimics组、miR-497-5p inhibitor组和miR-497-5p NC组。取不做处理的细胞作为空白组。成骨诱导后14天，检测碱性磷酸酶（ALP）活性；免疫印迹法检测成骨分化相关蛋白骨钙素（OCN）、I型胶原（COL-I）蛋白表达量；茜素红染色法观察矿化情况；免疫印迹法检测Smad泛素化调节因子2(Smurf2)蛋白表达量；双荧光素酶实验验证miR-497-5p与Smurf2的靶向关系。采用SPSS 25.0软件包进行统计学分析。结果：与空白组、miR-497-5p NC组相比，miR-497-5p mimics组ALP活性显著增强，OCN、COL-I蛋白表达量及矿化结节面积构成比显著升高，Smurf2蛋白表达量显著降低（P<0.05...     

人牙周膜干细胞成骨相诱导后相关基因的表达变化

目的:对人牙周膜干细胞进行筛选纯化,骨向诱导后观察其成骨能力,并对成骨相分化过程中相关基因的表达变化进行检测。方法:用组织块联合磁珠分选法分离纯化人牙周膜干细胞,初步探讨其成骨性能,碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色观察其成骨情况,实时定量PCR检测其相关成骨基因的表达变化。利用SPSS12.0软件包对数据进行统计学分析。结果:组织块联合磁珠分选法能成功培养出高纯度的人牙周膜干细胞。体外培养中,PDLSCs具备成脂和成骨的双相分化能力。在成骨诱导过程中,FOXO1和RUNX2的表达先升高再降低,ALP和OCN的基因表达水平持续增高。结论:成骨相关基因 ALP、RUNX2、FOXO1和OCN均参与其向成骨样组织分化的过程,其表达变化具有时间规律性,与成骨过程类似。