穿心莲内酯通过抑制TNF-α活化的NF-KB信号途径保护和促进成骨分化

目的探索穿心莲内酯是否能够抵抗TNF-α激活的NF-κB信号通路活化,从而保护和促进骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)的成骨分化作用。方法碱性磷酸酶染色和茜素红染色观察穿心莲内酯对BMSCs在有或无TNF-α环境下对成骨分化的保护和促进作用。通过real time PCR分析穿心莲内酯对BMSCs在有或无TNF-α环境下Runx2、Opn和Col1的调节作用。通过免疫荧光染色分析穿心莲内酯对TNF-α激活下NF-κB信号通路活化的影响,从而确定穿心莲内酯保护TNF-α对BMSCs细胞成骨分化影响的机制。结果与对照组相比,穿心莲内酯通过促进BMSCs中Runx2、Opn和Col1的表达,从而促进BMSCs成骨分化。同时,穿心莲内酯能够抑制TNF-α对NF-κB信号途径的激活作用,并能保护TNF-α对BMSCs成骨分化的抑制作用。结论穿心莲内酯通过抑制TNF-α激活的NF-κB信号途径保护和促进BMSCs成骨分化。     

骨髓间充质干细胞成脂成骨平衡调控研究进展

骨质疏松症（OP）是一种全身性的骨代谢疾病,主要表现为骨量减少、骨质脆性增加、骨骼微结构退化。随着对骨质疏松症发病机制的深入研究,骨髓间充质干细胞（BMSCs）分化失衡（成骨分化减少,成脂分化增多）是引发骨质疏松症的关键。我们总结了BMSCs成脂成骨分化相关的信号通路,充分理解这些信号通路,有利于更好的阐明骨质疏松症的发病机制,为临床医生有效地治疗骨质疏松症提供帮助。     

微重力对成骨细胞分化影响的研究进展

本研究回顾了微重力对成骨细胞分化的影响,综述微重力环境下信号通路和表观遗传对成骨细胞分化的调控作用,并重点介绍了MAPK/ERK、Wnt/β-catenin、BMP/Smad信号通路以及非编码RNA的作用机制。最后,总结当前针对微重力环境下骨量流失的治疗措施,为后期通过促进成骨分化来治疗太空微重力下骨丢失提供理论依据。     

鞣花酸通过Wnt/β-catenin信号途径调节成骨代谢

目的探索鞣花酸是否能够通过Wnt/β-catenin信号通路调节BMSCs成骨代谢。方法 CCK-8实验观察鞣花酸对BMSCs增殖的影响。碱性磷酸酶染色和油红O染色检测鞣花酸对BMSCs成骨分化和成脂分化的调节作用。通过Western blot和real time PCR分析鞣花酸对BMSCs中RUNX2、ALP、Col1、PPARγ、Adipoq和β-catenin的调节作用。结果与对照组相比,鞣花酸可以在一定程度上抑制BMSCs的增殖;通过促进BMSCs中RUNX2、ALP和Col1的表达,促进BMSCs的成骨分化;通过抑制BMSCs中PPARγ和Adipoq的表达,抑制BMSCs的成脂分化。鞣花酸可以上调BMSCs中的β-catenin,发挥促进Wnt通路的作用。结论鞣花酸能够通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进成骨代谢。     

微重力对干细胞增殖分化影响的研究进展

微重力环境会影响干细胞的生长、增殖和分化。既往的部分研究表明,微重力环境下培养的间充质干细胞的生长速度较正常重力条件下培养更快,其原因可能是细胞团体积的增大。但是有研究指出微重力能够通过影响细胞周期抑制间充质干细胞增殖。在分化方面,微重力能够抑制间充质干细胞的成骨分化,促进其成脂肪分化,但是对其成软骨分化影响仍存争议。有研究者对微重力培养的间充质干细胞进行基因测序提示其成骨分化相关基因表达降低,同时伴有成脂肪分化的基因表达增高。微重力可能通过整合素/丝裂原活化蛋白激酶和PPAR-这两条信号通路抑制干细胞成骨分化作用,而微重力如何影响成软骨分化以及成脂分化的机制仍缺乏相关研究。同时,微重力能够有效地维持间充质干细胞的多能性和自我更新能力。微重力对于间充质干细胞的影响为组织工程的进一步发展提供了探索依据。     

模拟微重力环境下核因子κB信号通路调节MC3T3-E1细胞成骨分化的实验研究

本文旨在研究微重力环境对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响,并进一步探讨微重力环境下核因子κB(NF-κB)信号通路对成骨细胞零重力的响应机制。将MC3T3-E1细胞分别进行正常培养(CON)和模拟微重力培养(SMG),培养期满后观察成骨性相关分子表达变化以及NF-κB信号通路变化情况。结果显示,在微重力条件下,碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)、一型胶原(CoL-Ⅰ)的基因和蛋白水平表达下调;与此同时,NF-κB信号抑制子α(IκB-α)下调,p65表达显著上调,且二者磷酸化水平升高,细胞培养液中IL-6含量增多。研究表明,微重力环境下NF-κB信号通路可激活并调控成骨细胞分化。     

下调骨细胞TGF-β/Smad4信号可抑制小鼠BMSCs成骨及破骨分化

目的检测骨细胞TGF-β/Smad4信号通路对骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨和破骨分化的作用,并初步探讨其相关机制。方法用条件性基因敲减Cre/loxp技术特异性敲减骨细胞Smad4,获得下调骨细胞TGF-β/Smad4信号通路的小鼠;体外分离骨细胞并与野生型小鼠骨髓间充质细胞(BMSCs)共培养;碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红(alizarin red)染色检测早期成骨分化和晚期钙盐沉积,酸性磷酸酶(TRAP)染色检测破骨细胞;real-time PCR检测成骨分化特异标志物Runx2、Osterix(OSX)、ALP、osteocalcin和破骨分化特异标志物RANKL和OPG的mRNA表达水平。Western blot检测成骨分化特异标志物Runx2和osteocalcin和破骨分化特异标志物RANK蛋白表达水平。结果下调骨细胞TGF-β/Smad4信号能够抑制BMSCs成骨转录因子Runx2、Osterix(P0.01)、成骨分化特异标志物ALP和osteocalcin(P0.01)以及破骨分化特异标志物RANK(P0.01)的表达;增加破骨分化抑制物OPG的表达(P0.05);而RANKL的表达无明显变化;最终下调了RANKL/OPG的比值(P0.05)。结论终末分化的骨细胞调控骨的代谢,下调其TGF-β/Smad4信号可抑制BMSCs成骨和破骨细胞的分化。     

经典Wnt信号通路对细胞成骨分化的调控作用

Wnt信号通路是参与体内多种器官发育和组织新陈代谢的保守性通路,可分为经典和非经典Wnt信号通路.其中,经典Wnt信号通路通过调节下游的成骨相关转录因子调控细胞成骨分化、骨基质形成和矿化,且在细胞分化的不同阶段发挥不同的调控作用.此外,经典Wnt信号通路还调控牙周组织干细胞成骨分化,该作用受外界微环境的影响.加深对经典Wnt信号通路的认识有助于治疗相关的骨疾病.     

不同信号通路对牙周膜干细胞成骨分化的影响

背景：牙周膜干细胞作为牙源性间充质干细胞的一种,具有成骨分化潜能,可应用于牙周组织再生修复,而牙周膜干细胞的成骨分化涉及多种信号通路的调控。目的：综述目前已研究因子介导的与牙周膜干细胞成骨分化相关的信号通路及其对成骨分化的影响。方法：在PubMed和中国知网数据库,设置检索时间为2010-2022年,总结了2010年以来与牙周膜干细胞成骨分化相关的8个信号通路的研究进展,最终纳入60篇文献进行分析讨论。结果与结论：(1)牙周膜干细胞作为牙源性间充质干细胞,具有良好的增殖、自我更新及多向分化潜能的特点;作为牙周组织再生修复的种子细胞,牙周膜干细胞应用于牙周炎的治疗具有广阔的前景。(2)目前已有大量研究证实各类因子与牙周膜干细胞成骨分化之间的潜在关系是通过介导各信号通路产生,虽然各信号通路在促进牙周膜干细胞成骨分化方面均有一定作用,但研究最多的是MAPK信号通路和Wnt信号通路。(3)MAPK信号通路包括4条途径,广泛存在于细胞中,对于调节细胞的增殖及分化发挥着重要作用;经典的Wnt/β-连环蛋白通路是控制骨稳态的最重要信号通路之一,已有大量研究证实其与牙周膜干细胞成骨分化存在相关性。(4...     

调控骨髓间充质干细胞成骨分化的Wnt/β-catenin信号通路及相关因素

背景:骨髓间充质干细胞诱导成骨而抑制成脂分化是骨质疏松症防治的关键,也是骨组织修复工程种子细胞的来源,Wnt信号通路对骨形成起着重要作用.目的:综述Wnt/β-catenin信号通路调控骨髓间充质干细胞成骨分化的相关因素及分子机制.方法:应用计算机检索CNKI、PubMed及万方医学数据库建库至2020年2月发表的相关...     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Hedgehog信号分子的表达

背景：Hedgehog信号通路是一个在胚胎阶段调控多种组织器官发育的重要信号通路,在成骨发育方面具有重要的作用。但Hedgehog信号分子在大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞过程中的作用尚未清楚。 目的：体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化,检测Hedgehog信号分子在成骨诱导分化过程中的变化。 方法：从大鼠骨髓中分离得到骨髓间充质干细胞,进行地塞米松成骨诱导,通过免疫组化方法鉴定成骨的情况,Western Blot方法检测 Hedgehog信号分子SHH和IHH在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达。 结果与结论：成功分离得到骨髓间充质干细胞,地塞米松诱导培养7,14,21 d 后,Ⅰ型胶原的表达量逐渐增加;在诱导成骨分化过程中,SHH蛋白表达升高,诱导组的表达明显高于未诱导组的表达(P < 0.05),而IHH蛋白的表达降低,诱导组的表达明显低于未诱导组的表达(P < 0.05)。结果提示,Hedgehog信号分子参与地塞米松诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的过程,且SHH和IHH在间充质干细胞诱导成骨过程中的作用有差异。     

Autocrine fibroblast growth factor 2 increases the multipotentiality of human adipose-derived mesenchymal stem cells

Multipotent mesenchymal stem cells (MSCs), first identified in the bone marrow, have subsequently been found in many other tissues, including fat, cartilage, muscle, and bone. Adipose tissue has been identified as an alternative to bone marrow as a source for the isolation of MSCs, as it is neither limited in volume nor as invasive in the harvesting. This study compares the multipotentiality of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) with that of adipose-derived mesenchymal stem cells (AMSCs) from 12 age- and sex-matched donors. Phenotypically, the cells are very similar, with only three surface markers, CD106, CD146, and HLA-ABC, differentially expressed in the BMSCs. Although colony-forming units-fibroblastic numbers in BMSCs were higher than in AMSCs, the expression of multiple stem cell-related genes, like that of fibroblast growth factor 2 (FGF2), the Wnt pathway effectors FRAT1 and frizzled 1, and other self-renewal markers, was greater in AMSCs. Furthermore, AMSCs displayed enhanced osteogenic and adipogenic potential, whereas BMSCs formed chondrocytes more readily than AMSCs. However, by removing the effects of proliferation from the experiment, AMSCs no longer out-performed BMSCs in their ability to undergo osteogenic and adipogenic differentiation. Inhibition of the FGF2/fibroblast growth factor receptor 1 signaling pathway demonstrated that FGF2 is required for the proliferation of both AMSCs and BMSCs, yet blocking FGF2 signaling had no direct effect on osteogenic differentiation. Disclosure of potential conflicts of interest is found at the end of this article.     

血管内皮细胞对联合培养体系中骨髓间充质干细胞侏儒症相关转录因子表达及成骨分化的影响**☆

背景：血管内皮细胞能够促进骨髓间充质干细胞向成骨方向转变,为干细胞的成骨分化提供营养支持。 目的：观察人脐静脉血管内皮细胞在联合培养体系中对人骨髓间充质干细胞形态、生长、细胞分化及其侏儒相关转录因子基因表达的影响。 方法：在联合培养装置中,取第3代人骨髓间充质干细胞与第3代人脐静脉血管内皮细胞联合培养(实验组),设立单纯骨髓间充质干细胞培养组(对照组),于培养第4,6,10天观察骨髓间充质干细胞形态变化,细胞碱性磷酸酶活性及侏儒相关转录因子基因表达情况。 结果与结论：与对照组比较,实验组中细胞形态呈多样化,后期部分细胞之间出现了连接及融合,成骨分化明显。对照组各个时间点细胞碱性磷酸酶活性无明显变化,实验组各时间点碱性磷酸酶活性高于对照组(P < 0.05),且实验组第6,8天细胞侏儒相关转录因子基因表达量为对照组4倍左右(P < 0.01)。表明在联合培养体系中,静脉内皮细胞能促进骨髓间充质干细胞侏儒相关转录因子基因的表达,并诱导其向成骨细胞方向分化。      

雌激素剂量依赖性促进小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：绝经后骨质疏松的发病与雌激素水平的下降关系密切。 目的：观察不同浓度雌激素对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的影响,及其与微小RNA-26a的关系。 方法：取小鼠股骨与胫骨骨髓,全骨髓贴壁法获得并纯化骨髓间充质干细胞,分别以0,10-10,10-9,10-8,10-7,10-6 mol/L的雌二醇对其成骨诱导过程进行干预。 结果与结论：雌二醇对骨髓间充质干细胞的增殖能力影响不明显,但可明显提高其成骨能力;同时雌二醇可促进骨髓间充质干细胞成骨基因RUNX2,OCN mRNA及RUNX2,SP7蛋白的表达,以10-9 mol/L雌二醇的作用最明显,但10-9 mol/L雌二醇促进微小RNA-26a mRNA表达的能力最弱。说明雌二醇可剂量依赖性促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,微小RNA-26a可能在此过程中发挥作用。关键词：微小RNA-26a;雌激素;骨髓间充质干细胞;成骨分化;小鼠 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.19.003     

The effects of platelet-rich plasma on the osteogenic induction of bone marrow mesenchymal stem cells

Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) are multipotent stem cells. Finding methods to improve the osteogenic potential of these cells is a key factor in bone tissue engineering. Platelet-rich plasma (PRP) contains powerful growth factors that produce changes in a variety of cell types. The purpose of this study was to explore the effects of PRP on the osteogenic differentiation of BMSCs in vitro. Rabbit BMSCs were harvested and cultured in vitro in control media or in media enhanced with PRP. BMSCs began to attach 12–24 hours after seeding. A MTT assay demonstrated that PRP-induced BMSCs grew rapidly compared with the control group. The PRP group also showed strongly positive staining of alkaline phosphatase and mineralized nodules whereas the control group showed negative staining. However, the alkaline phosphatase activity and the mRNA level of the osteogenic markers (osteocalcin and osteopontin) remained higher in the PRP group. These results confirmed that PRP could enhance the proliferation of BMSCs and effectively promote the osteogenic differentiation of BMSCs in vitro.     

基因芯片分析成骨生长肽对OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞的作用

背景：合成成骨生长肽在体外可刺激骨髓间充质干细胞增殖和向成骨细胞分化,体内可增加骨密度改善骨质疏松,但具体作用机制尚未明确。 目的：应用小鼠全基因组芯片筛查合成成骨生长肽作用下OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞的差异表达基因,探索成骨生长肽作用下可能影响到的基因与信号传导通路。 方法：应用上海伯豪生物技术有限公司提供的小鼠全基因组Oligo芯片,筛选成骨生长肽干预组与空白对照组OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞差异表达基因,实时定量PCR分析验证部分与增殖分化相关的差异表达基因,并结合聚类分析及通路分析来探索成骨生长肽的作用机制。 结果与结论：芯片结果显示,成骨生长肽作用后使346条基因表达下调,121条基因表达上调。PCR验证结果与芯片结果相符。经BioCarta通路分析,涉及6条通路蛋白;经KEGG通路分析,涉及12条通路。成骨生长肽对OPG-/-小鼠骨髓间充质干细胞的作用涉及多条信号传导通路,其中MAPK信号传导通路可能对其促增殖起着至关重要作用。