骨髓干细胞应用于牙槽骨修复的展望

干细胞是一种尚未充分分化,具有再生各种组织器官和人体潜在功能的细胞。骨髓间充质干细胞(MSC)是骨髓中的非造血干细胞,其在不同的诱导条件下能分化成成熟的间质细胞,如成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞、肌腱细胞、网状细胞等。为了探讨骨髓间充质干细胞对骨修复的意义,本文对近年来国内外学者对于骨髓间充质干细胞应用于动物体内或体外成骨情况的研究现状作一综述。     

TNF-α抑制miR-21影响小鼠骨髓基质干细胞成骨分化

目的：探讨肿瘤坏死因子?α（ TNF?α）是否能通过微小RNA（ miR）?21影响小鼠骨髓基质干细胞（ mBMSCs）的成骨分化。方法：利用实时定量 RT?PCR检测 TNF?α对 miR?21的影响。在实时定量 RT?PCR、Western blot 等技术验证 TNF?α对mBMSCs成骨能力的影响后,通过转染技术在含有TNF?α的成骨环境下上调miR?21的表达,进而观察转染后mBMSCs的成骨能力。结果：TNF?α抑制mBMSCs成骨分化,转染miR?21至含有TNF?α的成骨环境下的mBMSCs能部分恢复其成骨分化能力。结论：miR?21介导的成骨分化是TNF?α抑制mBMSCs成骨的途径之一。     

BCOR基因敲除促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究

目的研究BCL6共抑制因子-BCOR对骨髓间充质干细胞成骨定向分化能力的影响。方法利用慢病毒载体的BCORshRNA基因敲除BCOR,进行丧失性功能研究。通过检测ALP活性、茜素红染色、钙离子定量分析、成骨分化相关基因的表达,观察骨髓间充质干细胞体外成骨分化能力。结果BCOR在牙源性间充质干细胞和骨髓间充质干细胞的表达无明显差异。基因敲除BCOR促进了骨髓间充质干细胞ALP活性、体外矿化能力及成骨分化相关基因骨涎蛋白、骨钙素的表达。结论BCOR基因表达降低能促进骨髓间充质干细胞成骨分化,证实BCOR是骨髓间充质干细胞成骨分化的抑制基因。     

miR-133a-3p靶向BMP9调控人颌骨骨髓间充质干细胞增殖、分化和凋亡的研究

目的:探讨miR-133a-3p靶向骨形态发生蛋白9(BMP9)对人颌骨骨髓间充质干细胞(hOBMSCs)增殖、分化和凋亡的影响.方法:体外成骨诱导培养hOBMSCs,RT-qPCR和Western blot检测hOBMSCs成骨分化过程中miR-133a-3p和BMP9的表达.MTT法、流式细胞术检测miR-133a...     

miR－21调控TGF－β1诱导的大鼠BMSCs向肌成纤维细胞分化的机制研究

目的：在细胞水平探索miR－21在调控TGF－β1诱导的大鼠骨髓间充质干细胞向肌成纤维细胞分化中的作用。方法：全髓培养法培养原代大鼠骨髓间充质干细胞,培养至第三代时用TGF－β1分组诱导培养,检测TGF－β1对大鼠BMSCs促纤维化的作用及该过程中不同浓度梯度TGF－β1诱导以及不同时间段miR－21的表达变化;通过转染miR－21 mimics（高表达）不同时间点检测其对α－SMA表达的影响。结果：TGF－β1能促进大鼠骨髓间充质干细胞向成纤维,肌成纤维细胞分化;大鼠骨髓间充质干细胞向成纤维,肌成纤维细胞分化后miR－21表达上调;上调miR－21能促进大鼠BMSCs的纤维化作用。结论：miR－21 mimics能够促进大鼠BMSCs的纤维化作用。     

iRoot BP Plus对骨髓间充质干细胞成牙/成骨分化及自噬的影响

目的：研究iRoot BP Plus对骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs）成牙/成骨分化的影响,初步探讨其与自噬的关系。方法：全骨髓贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,制作iRoot BP Plus浸提液及条件培养基,western blot筛选最佳作用浓度,碱性磷酸酶染色、qRT-PCR和western blot观察细胞成牙/成骨相关指标的变化,western blot检测自噬相关指标的变化。结果：0.2 mg/ml为iRoot BP Plus条件培养基的最佳作用浓度。用该浓度iRoot BP Plus条件培养基处理细胞后,细胞成牙/成骨相关指标上调。同时,自噬相关蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值升高,p62表达下调。结论：iRoot BP Plus可促进骨髓间充质干细胞成牙/成骨分化,其机制可能与激活细胞自噬水平有关。     

人骨髓间充质干细胞的分离培养及向成骨细胞定向分化的实验研究

目的:建立人骨髓间充质干细胞(hMSCS)体外分离、培养体系,并将其向成骨细胞定向诱导分化。方法: 采用梯度离心法从人骨髓血中提取骨髓MSC,经体外培养扩增,观察其生物学特性。结果:在体外培养条件下,骨 髓MSC具有较强的增殖能力,并能被诱导向成骨细胞分化。结论:建立了骨髓MSC体外分离、培养的体系,探讨 了骨髓MSC的生物学特性,为进一步研究MSC作为骨组织工程的种子细胞打下了基础。     

组蛋白甲基化促进AP2a基因表达及骨髓间充质干细胞成骨分化

目的研究转录因子AP2a的组蛋白甲基化状态对骨髓间充质干细胞成骨分化功能的影响。方法利用染色质免疫沉淀技术检测AP2a启动子甲基化状态。利用慢病毒载体的AP2ashRNA基因敲除AP2a进行丧失性功能研究。通过ALP活性、茜素红染色及钙离子定量分析研究骨髓间充质干细胞体外成骨分化能力。结果与牙源性间充质干细胞相比,AP2a在骨髓间充质干细胞中表达明显升高,AP2a启动子区域H3K4me3和H3K36me2明显增强。基因敲除AP2a能抑制骨髓间充质干细胞ALP活性及体外矿化能力。结论AP2a启动子区域H3K4me3和H3K36me2升高可以促进AP2a的表达和骨髓间充质干细胞成骨分化能力。     

LIM矿化蛋白1在牙髓干细胞和骨髓间充质干细胞中的研究进展

LIM矿化蛋白1(LMP-1)是一种胞内信号转导分子,体内外研究表明它在成骨细胞分化过程中起到促进骨形成的重要作用。目前认为LMP-1是通过刺激某些诱导骨形成的因子如骨形态发生蛋白(BMP)的合成及分泌发挥作用,从而提高骨形态发生蛋白及其他成骨因子的成骨活性。该文围绕LMP-1的作用及在牙髓干细胞和骨髓间充质干细胞矿化方面的研究现状作一综述。     

外源性TGF-β1诱导大鼠骨髓间充质干细胞向肌成纤维细胞分化的实验研究

目的　探讨大鼠骨髓间充质干细胞BMSCs(bone marrow mesenchymal stem cells)的分离、培养、扩增方法及外源性转化生长因子TGF-β1(Transforming growth factor-1)诱导BMSCs向肌成纤维细胞定向分化的可能性,为放射性诱导的颌骨纤维化提供体外理论依据。方法　取大鼠股骨的骨髓,全髓培养法分离培养骨髓间充干细胞;培养至第三代时分别用+/-TGF-β1的2组诱导培养基定向分化诱导;诱导2周后显微镜下观察细胞形态变化,Real-time PCR检测细胞的基因表达情况;细胞爬片行免疫组化鉴定α-SMA及胶原纤维的表达。结果　大鼠股骨骨髓组织中可分离出骨髓间充质干细胞,体外生长形态类似成纤维细胞,呈梭型、纺锤型,定向诱导后TGF-β1组细胞可表现出肌成纤维细胞的特性（α-SMA+）,同时伴有COLⅠ、COLⅢ、α-SMA基因的高表达。结论　从大鼠股骨骨髓组织中可分离出骨髓间充质干细胞,TGF-β1能定向诱导BMSCs向肌成纤维细胞方向分化,为放射诱导的颌骨纤维萎缩机制提供了体外理论依据。     

低强度周期性应力对骨骼肌细胞增殖分化调控的机制

目的：探明低强度周期性应力调控骨骼肌细胞增殖分化的分子机制.方法：采用Flexercell Strain Unit系统对C2C12成肌细胞加载5％牵张应力,观察细胞增殖和分化情况,检测成肌细胞分化标志基因myogenin等的表达情况,荧光报告系统检测NFkappa B的活性,microRNA特异性荧光定量PCR检测miR146a在增殖和分化条件下表达差异.结果：在5％周期性牵张应力作用下,成肌细胞分化受到抑制;无论增殖条件还是分化条件下,低强度拉伸均可以导致miR146a升高,但在分化条件下更为明显（P＜0.05）;分化条件下组成性的NFkappa B的活性低于其在增殖条件下的活性（P＜0.05）.结论：低强度应力抑制骨骼肌细胞分化,可能是通过miR146a的升高从而抑制NFkappaB的活性引起的.     

miR-335对牙囊干细胞成骨分化能力的影响

目的 体外研究大鼠牙囊干细胞成骨分化能力,以及miR 335对牙囊干细胞成骨分化能力的影响。 方法 双向差速法体外分离培养大鼠牙囊干细胞,进行成骨诱导。用茜素红染色检测成骨分化的能力,进而用qRT-PCR检测miR-335的表达,并且在瞬时转染miR-335 mimics和inhibitor后成骨诱导,用PCR和Western Blot的方法检测成骨能力的改变。 结果 双向差速法培养的牙囊干细胞具有成骨样细胞分化能力。成骨诱导的牙囊干细胞中miR-335表达降低,转染mimics后成骨能力降低,转染inhibitor后成骨能力升高。 结论 在体外条件miR-335可以抑制牙囊干细胞成骨分化。     

BMP受体在大鼠骨髓间充质细胞成骨中的作用

目的:研究骨形成蛋白受体(BMP-R)在大鼠骨髓间充质细胞(BMSCs)成骨中的作用机制。方法:分离大鼠BMSCs,将原代细胞分为4组,分别应用普通培养基(CM)、成骨诱导培养基(OM)、骨形成蛋白-2(BMP-2)和OM+BMP-2诱导培养基培养。应用碱性磷酸酶(ALPase)活性和钙结节染色(Von Kossa法)检测成骨分化程度,RT-PCR检测骨形成蛋白受体(BMP-R)的表达情况。采用SPSS16.0软件包对数据进行单因素方差分析。结果:OM可诱导BMSCs成骨分化,表现出高碱性磷酸酶活性和基质矿化能力。BMP-2可提高OM诱导BMSCs成骨分化的能力;OM在早期即可诱导BMP-RⅠA和BMP-RⅡ的表达,而BMP-2诱导BMP-R较迟。结论:BMP-2可提高OM诱导BM-SCs分化成骨的能力,BMP-R在BMSCs分化成骨中起重要作用。     

Evaluation of MicroRNA‐146a and Its Targets in Gingival Tissues of Patients With Chronic Periodontitis

Background: MicroRNAs (miRNAs) are a group of small non‐coding RNAs that play an important role in the regulation of gene expression. miRNA‐146a (miR‐146a), a member of the miR‐146 family, is involved in the control of inflammation. Periodontitis is a set of chronic inflammatory disorders of the tissues surrounding the teeth that lead to the breakdown of alveolar bone and tooth loss. In this study, expression levels of miR‐146a and its targets, including tumor necrosis factor (TNF)‐α, interleukin (IL)‐1β, and IL‐6, are evaluated in human patients with chronic periodontitis (CP). Methods: The study population consisted of 10 healthy controls and 20 individuals with CP. For each participant, clinical parameters including probing depth and clinical attachment level were measured, and a gingival tissue sample was collected. Levels of miR‐146a, TNF‐α, IL‐1β, and IL‐6 were quantified using real‐time polymerase chain reaction. Results: Levels of miR‐146a were significantly higher in patients with CP (P <0.001). There was a positive correlation between levels of miR‐146a and clinical parameters (P <0.05). Elevated miR‐146a was accompanied by a significant reduction in TNF‐α and IL‐6 (P <0.001). Conclusions: Patients with CP had higher levels of miR‐146a than healthy individuals, accompanied by reduced levels of TNF‐α and IL‐6. A positive relationship between miR‐146a levels and clinical parameters suggests a pathophysiologic role of miR‐146a in CP.     

骨髓间充质干细胞与支架材料nHA/PA66复合培养的生物活性研究

目的：研究骨髓间充质干细胞与支架材料-纳米羟基磷灰石/聚酰胺66（nHA/PA66）复合培养时生物学特性。方法：体外培养兔骨髓间充质干细胞（MSCs）,并分为A、B、C、D四组。A组为对照;B组和D组进行骨向诱导;同时,C组和D组细胞与nHA/PA66复合培养。应用MTT实验、碱性磷酸酶（ALP）染色和生物化学分析、扫描电镜,分别对各组细胞的增殖速度、ALP活性及细胞在支架上的黏附情况进行检测。结果：MTT结果显示,A组细胞增殖曲线与C组相似,而B组和D组相似;A组和C组细胞增殖略高于B组和D组。结果表明,骨向诱导可使细胞增殖轻微下降,而与支架材料复合培养对MSCs增殖无影响。ALP染色及ALP活性生化分析进一步表明,MSCs与支架材料复合培养对其骨向分化能力无影响。SEM观察则表明,C组细胞和D组细胞与支架材料均粘附良好。结论：nHA/PA66适于MSCs的黏附、增殖及骨向分化,是一种极具价值的骨组织工程支架材料。     

BMP9联合NGF对C3H10T1/2间充质干细胞骨向分化能力影响的实验研究

目的:探讨骨形态发生蛋白9(BMP9)与神经生长因子(NGF)联合处理对间充质干细胞(MSCs)骨向分化的影响.方法:以重组腺病毒法将BMP9导入C3H10T1/2细胞,构建MSCs骨向分化实验模型,设定分组为绿色荧光(GFP)对照组、NGF单独处理组、BMP9单独处理组以及BMP9+ NGF联合处理组,分别在处理3h、12 h、24 h、48 h、3d、7d后检测早期成骨分化标志物Ⅰ型胶原、Runt相关转录因子2(RUNX2)和碱性磷酸酶(ALP)在细胞中的表达.检测方法采用ALP染色、实时定量RT-PCR检测mRNA转录水平以及Western blot检测蛋白表达.结果:BMP9+ NGF组较各单独处理组ALP活性显著增加,Ⅰ型胶原、RUNX2的mRNA水平在BMP9+ NGF组的表达明显高于其他各单独处理组,且各组在3h即出现显著差异;RUNX2蛋白在各实验组均表达,BMP9+ NGF组表达最高.结论:BMP9联合NGF在成骨诱导间充质干细胞分化早期,协同促进其骨向分化.     

Combination of Controlled Release Platelet‐Rich Plasma Alginate Beads and Bone Morphogenetic Protein‐2 Genetically Modified Mesenchymal Stem Cells for Bone Regeneration

Background: Platelet‐rich plasma (PRP) consists of platelet‐derived growth factor and transforming growth factor‐β that increase proliferation of mesenchymal stem cells (MSCs), whereas bone morphogenetic protein‐2 (BMP2) promotes osteogenic differentiation of MSCs. However, the high degradation rate of fibrin leads to the dissociation of cytokines even before the process of bone regeneration begins. To the best of the authors’ knowledge, this is the first study to examine the combined effect of sustained release of PRP from alginate beads on BMP2‐modified MSC osteogenic differentiation in vitro and sustained release of PRP alone on a fracture defect model ex vivo as well as its effect on calvarial suture closure. Methods: After optimizing the alginate concentration for microspheres, the combined osteogenic and mineralization effect of PRP and BMP2 on MSCs was studied. Self‐setting alginate hydrogel carrying PRP was tested on a femur defect model ex vivo. The effect of PRP at day 15 on the closure of the embryonic mouse calvaria sutures ex vivo was also studied. Results: Increase of PRP concentration promoted proliferation of MSCs, and 2.5% to 10% of PRP gradually increased alkaline phosphatase (ALP) activity in the cells in a dose‐dependent manner. Sustained release of PRP and BMP2 demonstrated significantly higher ALP and mineralization activity (P <0.05). Radiographs of alginate hydrogel with PRP‐treated bone demonstrated nearly complete healing of the fracture, and histologic sections of the embryonic calvaria revealed that PRP leads to suture fusion. Conclusion: Sustained release of PRP along with BMP2‐modified MSCs can significantly promote bone regeneration.     

Transforming growth factor beta(1) and bone morphogenetic protein 2 induce the differentiation of odontoblasts in vitro]

OBJECTIVE: To investigate the effects of transforming growth factor beta(1) (TGF-beta(1)) and bone morphogenetic protein 2 (BMP2) combined with heparin on odontoblast differentiation. METHODS: Trypsin-isolated dental papillae from day 17 mandibular first molar were cultured in semisolid-agar medium for 6d. Recombinant human TGF-beta(1) and BMP2 combined with heparin were added to the medium. RESULTS: TGF-beta(1) and BMP2 combined with heparin induced differentiation of odontoblasts and promoted matrix secretion. Odontoblast differentiation never occurred when TGF-beta(1) or BMP2 were added alone to the medium, whereas an increase in extracellular matrix production was observed. CONCLUSION: These results demonstrate that both TGF-beta(1) and BMP2 stimulate the cytological and functional differentiation of preodontoblasts, and that heparin might play important role as a substrate.     

miR-146a在人牙髓细胞中的表达及其作用研究

目的 检测miR-146a在正常及脂多糖（LPS）刺激的人牙髓细胞（hDPC）中的表达,探讨miR-146a对hDPC分泌炎性因子的影响及其机制.方法 （1）实时荧光定量聚合酶链反应（PCR）方法测定正常及LPS刺激的hDPC miR-146a的表达水平.（2） Lipofectamine 2000脂质体分别转染化学合成的miR-146a类似物（miR-146a mimics）、miR-146a抑制剂（miR-146a inhibitor）及其相应无关序列小RNA对照,转染24 h后1μg/ml LPS刺激hDPC,4h后实时荧光定量PCR检测白细胞介素6（IL-6）、IL-8 mRNA的表达,酶联免疫吸附试验（ELISA）检测细胞上清IL-6、IL-8的分泌;Western blot 法检测miR-146a下游靶标白细胞介素1受体相关激酶1（IRAK1）及肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）的蛋白表达水平.两组比较采用独立样本t检验,多组比较采用方差分析.结果 （1）经LPS刺激的hDPC miR-146a表达水平高于正常hDPC（12 h：t=8.488,P=0.014;24 h：t=39.661,P＜0.001）.（2）转染miR-146a mimics的hDPC在1μg/mlLPS刺激下产生炎性因子IL-6、IL-8的水平低于阴性对照,差异有统计学意义（IL-6 PCR：P＜0.001,IL-6 ELISA：P＜0.001;IL-8 PCR：P＜0.001,IL-8ELISA：P=0.011）;过表达miR-146a后IRAK1及TRAF6蛋白水平明显下调（IRAK1：P=0.002; TRAF6：P＜ 0.001）.结论 miR-146a在LPS刺激的hDPC中表达上调,转染miR-146a可下调其靶基因IRAK1及TRAF6表达并降低IL-6、IL-8分泌,推测miR-146a参与牙hDPC的炎症反应调控.