骨髓基质干细胞与骨基质明胶复合培养体内异位成骨的实验研究

目的：探讨骨髓基质干细胞(MSC)与骨基质明胶复合培养体内异位成骨的可行性。方法：将SD大鼠来源的MSC与同种异体的骨基质明胶复合培养后植入SD大鼠背部竖脊肌肌膜内，分别于术后不同的时间点处死大鼠，标本进行碱性磷酸酶(ALP)活性测定及组织形态学观察：结果：实验组标本自术后第3周ALP活性起就表现出阳性，第4周MSC与骨基质明胶复合体内大量成骨。结论：MSC与骨基质明胶复合培养体内异位成骨完全可行的。     

浓集自体骨髓基质干细胞复合物成骨的实验研究

目的:研究自体浓集骨髓基质干细胞(MSCs)复合物的成骨作用,以寻求治疗股骨头缺血性坏死的新方法。方法:中国白兔24只,随机分成3组。小牛脱钙松质骨(DBCB)作为载体,将一定量的骨形态发生蛋白(BMPs)与不同浓度含有骨髓基质干细胞(MSCs)的单核细胞悬液复合,制成MSCs/BMP/DBCB复合物(MⅠ:1×106,MⅡ:1×105和MⅢ:1×104),分别回植在骶棘肌内。术后2、4、8、12周取材,对标本做放射影像学、大体观察、显微镜组织学观察。结果:MⅠ组新骨生成量多于其它组。结论:复合物具有治疗股骨头缺血性坏死的潜能,但有待进一步研究。     

肥胖小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:骨髓间充质干细胞分化受到多种因素的影响,肥胖小鼠骨髓间充质干细胞具有更佳的成骨分化能力。目的:探究正常饮食小鼠与高脂饮食诱导的肥胖小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的差异。方法:将4-6周龄Balb/c小鼠随机分为正常饮食组和高脂饮食组,饲养20周后,通过全骨髓培养法得到骨髓间充质干细胞,成骨诱导7 d后进行碱性磷酸酶染色以及qRT-PCR检测成骨相关基因的表达,成骨诱导14 d后进行茜素红染色。高脂饲养20周后,Micro-CT分析股骨骨量的变化,小鼠股骨切片进行苏木精-伊红染色。结果与结论:(1)与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食饲养20周后小鼠体质量显著增加;(2)与正常饮食组小鼠骨髓间充质干细胞相比,高脂饮食组小鼠骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶阳性表达和钙结节数目显著增加,成骨相关基因碱性磷酸酶、骨桥蛋白和RUNT相关转录因子2表达水平升高;(3)Micro-CT重建和骨形态参数量化结果显示,与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食组小鼠骨量显著增加,其中骨密度、骨体积分数、骨面积与骨体积比值、骨小梁厚度和骨小梁数目均显著增加,而骨小梁分离度显著减小,苏木精-伊红染色显示高脂饮食组小鼠股骨内含...     

骨髓基质干细胞体外诱导成软骨的研究进展

骨髓基质干细胞具有强大的体外扩增能力和多向分化潜能,在不同诱导因素诱导下可以分化为软骨细胞,已成为软骨组织工程理想种子细胞的研究热点。近十几年对于如何诱导骨髓基质干细胞成软骨已有不少研究,如诱导因子诱导、基因修饰诱导及与软骨细胞共培养诱导等,都可以将骨髓基质干细胞成功诱导为软骨细胞。就骨髓基质干细胞体外定向诱导成软骨的方法进行综述对其研究进展作一回顾.     

骨髓基质干细胞复合煅烧骨的皮下成骨

背景：研究证明骨髓基质干细胞与煅烧骨支架材料结合后可形成组织工程化骨,但在动物体内的生物相容性及皮下诱导成骨的能力国内报道较少。 目的：观察骨髓基质细胞复合异种煅烧骨植入BALB/c裸鼠背部皮下的成骨性能及煅烧骨材料作为组织工程骨支架材料的可行性。 方法：选用经脱脂及脱蛋白处理后高温煅烧形成的骨支架材料与梯度密度离心法分离培养至第3代的羊骨髓基质干细胞构建细胞-煅烧骨复合物植入BALB/c裸鼠背部皮下,选同期对侧背部皮下植入单纯煅烧骨为对照组。 结果与结论：煅烧后的松质骨块为白垩色,表面呈蜂窝状多孔结构,保留了天然松质骨的多孔状空间结构。骨小梁结构完整,孔隙相互连通。骨髓基质干细胞接种到煅烧骨后24 h可见大量细胞黏附于支架上,7 d后细胞分泌大量细胞外基质,细胞与基质分界不清,细胞能在材料上良好地黏附、增殖与生长,细胞活性未受到支架材料的影响。植入4周后,两组均可见煅烧骨边缘出现少量残片,细胞-煅烧骨复合物组煅烧骨孔隙周边可发现骨细胞,对照组煅烧骨表面可见纤维结缔组织包绕。植入后8周,两组均可见到煅烧骨部分降解为片状类骨质,周围有成纤维细胞包绕,排列紧密,形态多样,细胞-煅烧骨复合物组煅烧骨孔隙内可见煅烧骨表面有排列成行的成骨细胞,孔隙间有散在淋巴细胞浸润。对照组标本可见孔隙内有大量结缔组织长入,未见明显成骨迹象。结果说明,经高温煅烧后的松质骨材料,具有良好的生物相容性和生物安全性,可作为骨髓基质干细胞的良好载体,复合后植入体内能够诱导新生骨组织形成,可作为骨缺损组织工程修复的支架材料。     

激活骨髓基质细胞Notch信号体外促进小鼠成骨作用

目的 探究体外激活骨髓基质细胞(BMSC)缺刻基因(Notch)信号对成骨分化的影响。方法 使用Cre重组腺病毒(Ad-Cre)以及对照腺病毒(Ad-GFP),分别感染Notch1-NICD^flox/flox小鼠BMSC,分为Ad-Cre组和Ad-GFP组。Western blot法检测Notch1-NICD蛋白表达水平;碱性磷酸酶(ALP)染色及生化定量检测早期成骨分化水平,茜素红S染色及矿化定量检测晚期钙盐沉积水平;实时荧光定量PCR检测Notch靶基因发状分裂增强子1(Hes1)、含YRPW基序的bHLH转录因子Hes相关家族1(Hey1)、 Hey2、 HeyL、成骨标志基因ALP、 Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨转化因子(Osx)、骨钙素(Ocn)以及促血管生成因子血管内皮生长因子(VEGF)、缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的表达。结果 Ad-Cre成功激活Notch1-NICD^flox/flox小鼠BMSC中的Notch信号;Ad-Cre组的ALP活性相较Ad-GFP组明显升高,晚期钙盐沉积水平明显升高;ALP、 RU...     

放射抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨潜能并导致骨损伤

目的 观察放射对小鼠骨髓间充质干细胞(BMMSCs)体外成骨潜能及体内骨组织的影响.方法 分离、培养正常的及接受4Gy放射后28d的小鼠BMMSCs,用碱性磷酸酶(ALP)和Von Kossa染色法鉴定BMMSCs体外成骨分化潜能的改变,并通过骨组织形态学和骨密度(BMD)检测放射后小鼠体内骨组织的相关变化.结果 4Gy照射28d后小鼠BMMSCs的成骨潜能明显降低,同时体内骨组织结构破坏,小鼠骨密度降低.结论 放射损伤后小鼠BMMSCs的成骨潜能显著降低,可能在干细胞水平参与了放射后骨损伤的发生.     

骨髓间充质干细胞诱导成骨的研究进展

骨髓间充质干细胞因其具有自我复制和多向分化潜能而成为目前骨组织工程领域研究的重点之一。对这方面近几年的研究成果从诱导因子的作用及调控机制、物理条件、新的研究方法等方面做了简要论述。     

骨髓基质干细胞体外定向诱导后表面MHC抗原的表达

背景：同种异体骨髓基质干细胞移植治疗骨骼疾病是研究热点,寻找有效的方法防止移植后免疫排斥反应的发生,是当前迫切需要解决的问题。 目的：探讨骨髓基质干细胞在体外诱导为成骨细胞后表面MHC抗原的表达。 方法：抽取兔骨髓组织,在体外分离、培养获得骨髓基质干细胞,加入含骨形态发生蛋白2重组蛋白的IMDM诱导培养基诱导后,流式细胞仪分析骨髓源性成骨细胞MHC抗原的表达。 结果与结论：骨髓源性成骨细胞表面MHCⅡ类抗原不表达、MHCⅠ类抗原表达。骨髓基质干细胞体外分化为成骨细胞后,未见免疫排斥反应,可用于同种异体或异种骨髓基质干细胞移植治疗骨缺损。 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     

Transwell小室环境下兔成骨样细胞与骨髓基质干细胞的共培养及成骨分化

背景：以往在体外采用地塞米松、生长因子或用成骨样细胞与骨髓间充质干细胞按1∶1混合培养诱导成骨均存在种种局限。 目的：观察在Transwell小室环境下成骨样细胞与骨髓基质干细胞体外共培养及成骨样细胞定向诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的可行性。 方法：取第3代乳兔成骨样细胞与第3代兔骨髓基质干细胞接种共培养于Transwell小室内,成骨样细胞接种于培养板底层,骨髓基质干细胞接种于Transwell膜内膜上作为实验组。以骨髓基质干细胞单独接种于Transwell小室内,下层为基础培养液作为对照组。 结果与结论：实验组共培养骨髓基质干细胞明显向成骨细胞分化,细胞碱性磷酸酶活性显著高于对照组(P < 0.05)。实验组骨髓基质干细胞茜素红染色强阳性,可见呈红色结节,经PT-PCR扩增后,可见成骨启动基因核心结合因子α1的表达;对照组未见矿化结节。说明应用Transwell小室可实现成骨样细胞与骨髓基质干细胞体外共培养,并能定向诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化。关键词：成骨样细胞;Transwell小室;骨髓基质干细胞;共培养;成骨分化;兔 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.19.004     

新生乳鼠视网膜细胞诱导骨髓间质干细胞向视网膜神经样细胞分化

目的：探讨体外培养的新生乳鼠视网膜细胞对骨髓间质干细胞的诱导分化作用。方法： 取成年Wistar大鼠股骨全骨髓细胞体外培养，经多次传代后获得高纯度的骨髓间质干细胞。以新生乳鼠视网膜细胞作诱导条件，采用分层共培养的方法诱导骨髓间质干细胞。倒置相差显微镜观察骨髓间质干细胞与新生乳鼠视网膜细胞共培养后形态的改变；免疫组织化学法检测诱导后的细胞巢蛋白(nestin)、神经丝蛋白(NF)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、微丝微管相关蛋白-2(Map-2)、Thy 1.1、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)等特异性标记物的表达；RT-PCR进一步分析诱导后细胞表达nestin、NF、NSE、Thy 1.1及Ran等mRNA的情况。结果：新生乳鼠视网膜细胞作诱导剂，诱导48 h后可见部分细胞长出突起并向视网膜神经元特性样的细胞分化，最长可维持10 d。结论： 骨髓间质干细胞在体外培养的新生乳鼠视网膜细胞的诱导作用下可以向视网膜神经元样细胞分化。     

骨髓基质细胞促进神经干细胞增殖分化

目的：探讨骨髓基质细胞（BMSCs）对神经干细胞（NSCs）增殖分化的影响。 方法:在体外比较NSCs在单独培养和在BMSCs条件培养液中培养下的分化和增殖情况。 结果:应用BMSCs条件培养液培养NSCs，分化的神经元比例较显著高于NSCs单独培养（41.1%±3.2% vs 23.3%±16.5%，P<0.05），而分化的星形胶质细胞所占比例显著降低（33.8%±4.9% vs 65.0%±10.4%，P<0.01），同时增殖细胞所占比例也显著增高（74.7％±4.7％ vs 51.4％±12.3％，P<0.01）。 结论:BMSCs对NSCs有促进其增殖和向神经元分化的作用。NSCs与BMSCs联合移植可能会增强NSCs移植的抗脑损伤作用。     

微重力对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种多能成体于细胞,是组织工程重要的种子细胞来源之一.微重力对BMSCs成骨分化具有抑制作用,可使骨量减少和骨微结构改变,从而导致骨质疏松症.这一过程受到多条信号通路的调控,如MAPK信号通路、Notch信号通路和Wnt/β-catenin信号通路等,它们协同调节微重力下BMSCs向成骨细胞方向的分化.研究微重力对BMSCs成骨分化的影响,可以阐明骨质流失机理,为相关疾病的治疗提供新的靶点,促进我国太空宇航事业的发展.     

Differentiation of bone marrow stromal stem cells into cardiomyocyte-like cells in different mammalian species

We describe the possibility of obtaining cardiomyocyte-like cell cultures from rat, guinea pig, and human bone marrow stromal stem cells. The content of troponin I-positive cells attains 35-45% of the total number of cells in the cultures and persists at this level for up to 4 months under differentiation conditions. Spontaneous contractions of cardiomyocyte-like cells were observed after the formation of cell monolayer under differentiation conditions.     

Osteogenic differentiation and angiogenesis with cocultured adipose-derived stromal cells and bone marrow stromal cells

The purpose of this study was to determine the influence of cocultured adipose-derived stromal cells (ASCs) in enhancing the osteogenic differentiation and angiogenesis of bone marrow stromal cells (BMSCs) as well as the underlying mechanism and the optimal ratio. Two in vitro coculture models, segregated cocultures using transwell and mixed cocultures, were employed to assess the indirect and direct effects of coculture respectively. Coculture was carried out for 14 days using 1 × 10⁵ BMSCs and ASCs of variable number. BMSCs, ASCs, or both were seeded in PLGA scaffold and implanted in the subcutaneous tissue of 25 nude mice for in vivo analysis of angiogenesis. To evaluate the orthotopic bone formation, critical size calvarial defects were created on 20 mice, and implanted with hydroxyapatite/β-tricalcium phosphate granules plus BMSCs, ASCs, or both. From both transwell and mixed coculture model, 1 × 10⁵ BMSCs cocultured with 0.5 × 10⁵ ASCs showed significantly greater osteogenic differentiation and mineralization than BMSCs alone. The mixed ASC/BMSC coculture at or above a ratio of 0.5/1 showed increased secretion of vascular endothelial growth factor (VEGF), and induced effective tube formation from human umbilical vein endothelial cells, which were comparable to ASCs. Cytokine profiling assay and gene expression study showed elevated levels of angiogenic factors VEGF and CXCL1, osteogenic factor Wnt5a as well as transforming growth factor (TGF)-βR1 and SMAD3 from BMSCs when cocultured with ASCs. After 5 weeks of implantation, polylactic-co-glycolic acid (PLGA)-ASCs-BMSCs had a number of vascular structures comparable to PLGA-ASCs and significantly greater than PLGA-BMSCs. Calvarial defects treated with ceramic/BMSCs/ASCs had greater area of repair and better reconstitution of osseous structure than the defects treated with ceramic/ASCs or ceramic/BMSCs after 10 weeks. In conclusion, ASCs added to BMSCs promoted osteogenesis and angiogenesis at the optimal ASC/BMSC ratio of 0.5/1.     

骨髓基质细胞分泌蛋白的蛋白质质谱分析

目的通过Shotgun蛋白质组学分析,初步检测骨髓基质细胞(BMSCs)条件液中可能含有的蛋白质。方法将BMSCs条件液混匀后经超滤浓缩分为大于5kD和小于5kD两部分,并培养神经干细胞(NSCs),观察其后代中神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的比例,鉴定出能调节NSCs分化的部分,并进行Shotgun蛋白质组学分析。结果BMSCs条件液分子量大于5kD的部分可以调节NSCs向神经元和少突胶质细胞方向分化,这部分条件液先经过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)发现大部分蛋白集中在14kD以上,将蛋白条带酶解以后,经Shotgun分析共鉴定到456种蛋白质,其中154个相似蛋白质,17个假想蛋白质,56个未知蛋白质,剩余的229个蛋白质中大多为细胞骨架蛋白、分泌蛋白、信号转导蛋白、酶类和转运蛋白等。结论BMSCs分泌的多种蛋白质对NSCs的分化起调节作用,明确了BMSCs条件液中可能含有的成分。     

灯盏花素注射液对骨髓间充质干细胞的诱导分化

目的探索灯盏花素注射液体外诱导大鼠骨髓间充质细胞(BMSCs)分化为神经元和胶质细胞的可行性。方法贴壁法分离纯化SD大鼠骨髓间充质细胞。第4代细胞行表型鉴定后,用灯盏花素注射液诱导,每6h倒置相差显微镜观察形态变化,免疫细胞化学染色鉴定诱导后细胞的神经元特异性稀醇化酶(NSE)、神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达情况,四甲基偶氮唑盐(MTT)检测不同浓度灯盏花素注射液诱导后细胞的活力,流式细胞术及RT-PCR检测诱导前后细胞中NSE、GFAP mRNA的表达变化。结果BMSCs表型鉴定为CD44+、CD54+、CD34-,诱导18h后BMSCs胞体开始收缩,有突起伸出,24h后突起增多形成网络结构。免疫细胞化学染色,NSE阳性表达率为(48.7±3.4)%,GFAP阳性表达为(56.8±4.2)%,流式细胞仪检测诱导24h后的细胞NSE及GFAP蛋白表达量均较未诱导组升高,RT-PCR检测诱导后细胞表达NSE、GFAP mRNA,未诱导的细胞则不表达。结论灯盏花素注射液可诱导大鼠骨髓间充质细胞在体外分化为神经元和神经胶质细胞。     

骨髓间质细胞中组织定向干细胞的鉴定

目的:验证骨髓中存在组织定向干细胞(TCSCs),为心血管组织工程提供理想的种子细胞来源。方法:采用SDF-1α梯度趋化从骨髓中分离CXCR4阳性细胞,免疫细胞化学法检测CXCR4与PDGFR-β表达,流式细胞仪检测PDGFR-β阳性细胞,从而确定平滑肌祖细胞(SMPCs)的比例;从骨髓分离培养内皮祖细胞(EPCs),免疫细胞化学和流式细胞仪检测FLK-1、CD34、CXCR4与vWF的表达情况。结果:SDF-1α趋化分离出的细胞几乎都为CXCR4阳性,其中4·67%的细胞呈PDGFR-β阳性;EPCs形态圆形或近三角形贴壁生长,原代细胞CXCR4、VEGFR-2、CD34明显阳性,传代细胞vWF阳性。结论:在骨髓基质细胞中存在SMPCs和EPCs等TCSCs。