微重力对骨组织细胞功能的影响

目的 综述关于微重力引起航天员骨质疏松的研究进展. 资料来源与选择 国内外该领域相关文献. 资料引用 公开发表的相关文献48篇. 资料综合 详细介绍了微重力对骨髓间充质干细胞成骨向分化的影响和微重力对成骨细胞的影响;总结了微重力对骨细胞及破骨细胞影响的最新进展. 结论 微重力不但影响骨组织细胞的形态、增殖、凋亡,也影响其分化和功能等方面,导致骨形成减少,骨吸收增加,引起骨丢失.     

重力对成体干细胞分化的影响

目的概述重力对成体干细胞分化影响的研究进展.资料来源与选择国内外本领域正式发表的研究论文和综述.资料引用引用文献20篇.资料综合重力对骨髓间质于细胞、造血干细胞和骨骼肌干细胞分化的影响.结论重力参与成体干细胞的分化,进一步丰富了干细胞分化调控理论,为干细胞定向诱导开辟一条新途径.     

人骨髓间充质干细胞定向成骨诱导中碱性磷酸酶对其成骨能力的影响

目的 探讨定向诱导人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)分化为成骨细胞过程中,碱性磷酸酶(ALP)对hBMSCs成骨能力的影响. 方法抽取骨髓,梯度离心法分离单个核细胞,在DMEM条件培养基诱导hBMSCs定向分化为成骨细胞;相差显微镜观察成骨细胞形态,MTT法检测成骨细胞增殖,测定成骨细胞ALP分泌量及成骨细胞胞内ALP含量,RT-PCR检测成骨细胞ALP mRNA的表达. 结果梯度密度离心和黏附贴壁法联合使用可得到均一的hBMSCs;体外定向诱导过程中,成骨细胞ALP含量和ALP mRNA的表达在定向诱导10 d左右开始显著升高,成骨细胞的增殖能力明显增强.随着传代次数的增加,成骨细胞的增殖能力和碱性磷酸酶分泌量以及ALP mRNA的表达呈下降趋势,与BM-Purple染色结果一致. 结论 hBMSCs经定向诱导后可以分化为成骨细胞,ALP含量的变化能够显著影响hBMSCs诱导成骨的能力.     

模拟微重力条件下成骨生长肽促进MC3T3-E1成骨样细胞的增殖与分化

目的研究回转模拟微重力(simulated microgravity,SMG)条件下成骨生长肽(OGP10-14)对MC3T3-E1成骨样细胞增殖与分化的影响。方法利用回转器模拟失重,MTT法检测OGP10-14对回转24 h,48h,72 h MC3T3-E1细胞增殖的效应,并观察培养液中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨桥素(osteopontin,OPN)活性变化。结果回转模拟微重力条件下,10-8mol/L OGP10-14能够显著促进成骨细胞系MC3T3-E1的增殖(P<0.01)并促进成骨细胞系MC3T3-E1的ALP和OPN活性。结论回转模拟微重力条件下,OGP10-14对成骨细胞系MC3T3-E1的增殖与分化具有促进作用。     

1 G和模拟微重力下前列腺癌细胞PC-3对小鼠成骨样细胞MC3T3-E1增殖和活性的影响

目的　探讨1 G和模拟微重力条件下前列腺癌细胞分泌物对成骨细胞增殖和活性的影响,以期今后用于对抗微重力导致的骨质丢失以及常人的骨质疏松。　方法　1 G条件下,将小鼠成骨样细胞MC3T3 E1与人前列腺癌细胞PC 3分别接种在混合培养板的外室和内室中培养48 h, 用MTT法检测MC3T3 E1的增殖、用PNPP法检测MC3T3 E1 的碱性磷酸酶(ALP)活性。回转器模拟微重力条件下,将培养过PC 3的培养液加入到培养24 h的MC3T3 E1培养瓶中,培养瓶固定于回转器,转速20 r/min 下继续培养48 h 后,用MTT 法检测MC3T3 E1 的增殖、用PNPP 法检测MC3T3 E1的ALP活性。　结果　1 G条件下,与PC 3混合培养后,MC3T3 E1的增殖和ALP活性均较对照组有显著增加(P<0 05)。回转模拟微重力条件下MC3T3 E1 的增殖和ALP活性比静止对照组有显著下降(P<0 05),与微重力可导致骨质丢失的现象相一致。回转培养、加PC 3 培养液的MC3T3 E1的增殖和ALP活性比回转对照组有增加趋势,但不具统计学意义(P>0 05)。　结论　前列腺癌细胞确实分泌了某种因子可刺激成骨细胞的增殖和活性,模拟微重力条件的实验结果没有1 G条件的显著,这可能是实验方法不同所导致,有待进一步深入研究。     

NO供体对大鼠成骨细胞增殖分化及BMP-2表达的影响

目的:研究NO对大鼠成骨细胞的增殖分化、碱性磷酸酶(ALP)活性及对BMP-2表达的影响。方法:体外分离培养新生SD大鼠颅骨成骨细胞,加入不同浓度的NO供体(NOC-18),不同时间段采用噻唑蓝(MTT)比色法检测成骨细胞增殖,测定细胞ALP活性;应用免疫细胞化学法检测BMP-2的表达。结果:3个浓度组NO对成骨细胞均有显著的增殖作用,3组成骨细胞BMP-2表达均增加,其中以NOC-18 10μmol组对成骨细胞增殖的作用最强。结论:NO对大鼠成骨细胞增殖和分化有双重调节作用,适量低浓度的NO能够刺激成骨细胞增殖分化,增强细胞的骨形成作用,提高成骨细胞ALP活性;高浓度NO对成骨细胞的增殖分化作用弱,NO对成骨细胞的作用与调节和细胞BMP-2的表达有关。     

骨髓脂肪在骨质代谢中的作用及其相关机制

随着人的年龄增长,骨髓组织会发生一系列骨生物学和病理生理学的代谢变化,间充质干细胞的成骨/成脂化过程构成骨质代谢的主要部分,骨髓组织为间充质干细胞和造血干细胞的分化成熟提供独特的生长环境。骨髓脂肪细胞异常增多是导致骨质疏松等疾病的重要因素之一,诸多细胞因子、激素分子通过复杂的信号通路网络作用于这个过程。就骨髓脂肪在骨质代谢中发挥的作用及其可能的发生机制予以综述。     

红松球果提取物对模拟失重诱导成骨细胞功能下降的防护作用

目的从天然产物中寻找到对模拟失重诱导成骨细胞功能下降具有防护作用的提取物,为治疗失重性骨丢失提供潜在药物。方法从120多种天然产物中筛选出11种进行研究,筛选出对成骨细胞增殖活性具有较强效果的天然产物;在模拟失重下,将筛选出的天然产物作用于成骨细胞,并通过其对成骨细胞功能的影响评价其在防护骨丢失上的作用。结果红松球果提取物(extract of pine cone polyphenol,EPCP)显示出最强的成骨细胞增殖活性。模拟失重下,不同剂量的松树球果提取物对成骨细胞周期、细胞凋亡和碱性磷酸酶活性分别显示出了不同的防护作用。其中高剂量组可以显著提高模拟失重下成骨细胞碱性磷酸酶的活性,促进细胞周期运转并且抑制细胞凋亡。结论通过对天然产物促成骨细胞增殖活性进行筛选,所获得的EPCP对失重诱导的成骨细胞功能下降具有良好的防护作用。     

电离辐射对原代成骨细胞M-CSF表达的影响

目的 研究辐射对于原代成骨细胞巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）表达的影响,进而研究辐射导致骨损伤的分子机理。 方法 采用原代骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞,经0、2、4 Gy 137Cs γ射线照射后,采用实时定量PCR以及Western blot方法检测辐射对M-CSF mRNA和蛋白表达水平的影响。 结果 2 Gy和4 Gy γ射线照射均能引起成骨细胞M-CSF mRNA（t=-17.329, P < 0.01;t=-3.841, P < 0.05）和蛋白表达水平上调。4 Gy照射后则会导致成骨前体细胞M-CSF mRNA表达水平上调（t=-4.478, P < 0.05）,但与对照组比较,两者的蛋白表达水平未见显著差异。 结论 2 Gy和4 Gy γ射线照射后,成骨细胞M-CSF表达水平上调能增强核因子κB受体活化因子配体对破骨细胞分化、成熟的促进作用,有助于增强破骨细胞的骨吸收能力。     

AdEasy1/Cbfα1诱导间充质干细胞向成骨细胞分化的实验研究

目的观察核心结合因子α1(Cbfα1)对兔骨髓间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞分化的诱导作用.方法体外分离培养兔骨髓MSCs,用AdEasy1/Cbfα1转染MSCs,在转染后3 d、1、2、3和4周时,组织化学和免疫组化等方法检测成骨标志碱性磷酸酶和骨钙素的表达.结果AdEasy1/ Cbfα1转染后的兔骨髓MSCs表现出与成骨细胞相似的形态,并且表达碱性磷酸酶和骨钙素.结论Cbfα1可诱导兔骨髓MSCs向成骨细胞分化.     

骨形成蛋白-2和地塞米松对骨髓基质细胞的联合生物学效应

探讨重组人骨形成蛋白－2（rhBMP-2）的地塞米松（Dex）单独和联合作用对骨髓基质细胞（BMSC）增殖和分化的影响。利用四唑盐比色法（MTT）、细胞总蛋白考马斯亮蓝测定法及碱性磷酸酶（ALP）检测试剂盒分别测定不同浓度的rhBMP-2和Dex单独和联合作用后BMSC的增殖和分化情况。结果显示,rhBMP-2对BMSC的增殖和ALP的表达均有促进作用,Dex促进ALP的表达,但高浓度的Dex对BMSC有增殖抑制,rhBMP-2和Dex联合作用后BMSC的增殖和ALP活性较单独作用有更明显的作用。提示 rhBMP-2和Dex联合作用对于促进BMSC的增殖和向成骨细胞分化有协同作用。     

Physiopathological basis of bone turnover.

Bone remodeling involves the continuous removal of bone (bone resorption) followed by synthesis of new bone matrix and subsequent mineralization (bone formation). The principal cells that mediate the boneforming processes of the skeleton are osteoblast cells. They are responsible for the production of the matrix constituents and the differentiation of osteoblasts from stromal cell precursors is stimulated by several hormonal and non-hormonal molecules. On the other hand, the osteoclasts are giant multinucleated cells responsible of bone resorption. They are formed in the bone marrow and mature cells are stimulated by PTH and locally acting agents such as transforming growth factor alpha (TGFalpha), tumor necrosis factor (TNF) interleukin 1 (IL-1) and interleukin 6 (IL-6). The first events during bone remodeling is osteoclast activation, followed by osteoclast formation, polarization constitution of the ruffled border, resorption and ultimately apoptosis. Osteoclast apoptosis is followed by a series of sequential changes in cells in the osteoblast lineage, including osteoblast chemotaxis, proliferation and differentiation, which in turn is followed by formation of mineralized bone and cessation of osteoblast activity. The final phase of the formation process is cessation of osteoblast activity. The resorption lacunae are usually repaired either completely or almost completely. Understanding the sequence of cellular events may be important to better know the mechanisms responsible for bone loss that occurs in age and in several pathological conditions.     

失重对成骨细胞基因表达和细胞功能影响的研究进展

骨骼可以适应包括重力在内的各种机械刺激，并对骨形成与骨吸收之间的平衡进行调整。失重状态下的骨质减少主要归因于骨形成的减少，这与成骨细胞功能下降有关，表现为细胞增殖粘附能力下降，与分化成熟相关的物质(碱性磷酸酶，骨钙素和I型胶原)的mRNA及蛋白合成均减少，多种生长因子的分泌量以及细胞对其反应性下降。成骨细胞功能下降的机制尚不明确，有假说认为失重时细胞形态的改变导致了基因表达与功能的变化。     

微重力导致航天员骨质疏松的研究进展

目的 概述近年来有关微重力导致航天员骨质疏松的研究进展。资料来源与选择 国内外相关文献46篇。资料综合 详细论述了微重力对骨组织计量学、生化和骨发育的影响，地面模拟微重力的人体卧床实验和动物尾部悬吊实验，微重力诱导骨质减少的可能机制以及对抗措施等方面的问题。结论 空间飞行中微重力状态下，骨形成减少，导致主要是1G环境下的负荷骨的骨质减少。由于空间实验的数量有限和局限性，所以还不能对微重力影响骨的确切效应下最后的结论。     

血管内皮祖细胞对骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞脂肪化的影响

 目的 探讨血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cell,EPC)对骨质疏松(OP)大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)自主脂肪化的影响。方法 选6周龄雌性 SD 大鼠,建立OP模型。体外分离、培养大鼠EPC、BMSC。分别取第3、6代BMSC及原代EPC,建立EPC/BMSC 间接共培养体系。实验分组:假手术组BMSC(BMSC sham)、OP组BMSC(BMSC ovx)、OP BMSC /EPC共培养组(BMSC ovx/EPC);MTT法检测细胞增殖情况;油红 O染色检测成脂分化情况,real- time PCR检测成脂分化标志物PPARγ2的mRNA表达水平。结果 BMSC ovx/EPC 组BMSC的增殖能力显著高于BMSC ovx组;BMSC ovx/EPC组自主脂肪细胞分化水平明显低于BMSC ovx组。结论 EPC可通过间接接触提高骨质疏松大鼠BMSC的增殖能力,并能有效抑制OP大鼠BMSC的自主脂肪化。     

微重力和甲基化对细胞微管系统的调控

目的 综述近几年来微重力和甲基化对细胞微管系统的调节. 资料来源与选择国内外该领域的研究论文及综述. 资料引用文献资料引用25篇. 资料综合微重力及模拟微重力、甲基化对细胞微管及其相关蛋白的影响. 结论 微重力、甲基化对细胞微管及其相关蛋白的功能均有重要影响,但二者之间的关系还有待于进一步探讨.     

辐射对体外培养的小鼠成骨细胞核因子κB 受体活化因子配体/骨保护素mRNA表达的影响

目的 通过对成骨细胞的RANKL和OPG的基因表达分析揭示辐射对成骨细胞功能的影响.方法 在体外诱导骨髓基质细胞生成成骨细胞,碱性磷酸酶(ALP)染色对其特性进行确定,用RT-PCR方法分析了0～4 Gy照射的早期成骨细胞和成熟成骨细胞的RANKL和OPG的表达.结果 骨髓基质细胞在体外被诱导成的成骨细胞,在0～4 Gy剂量照射下,早期成骨细胞中RANKL的mRNA表达在1 Gy照射时,与0 Gy时相比表达最高,达到2.83倍,但各剂量组明显高于成熟成骨细胞的表达(t=8.34～103.57,P＜0.05).早期成骨细胞各剂量组的RANKL/OPG比值,在1 Gy照射最高达0.225±0.018,但明显高于晚期成骨细胞(t=2.84～20.99,P＜0.05).结论 辐射能够增强早期成骨细胞对破骨细胞功能的调节作用,加重骨组织的损伤.

Abstract：

Objective To study the influence of irradiation on the osteoblast function by the gene expression changes of RANKL and OPG.Methods Bone marrow stromal cells were induced to develop into early and mature osteoblasts in vitro.The characterization of osteoblasts was indentified by ALP staining.The RANKL and OPG mRNA levels in early and mature osteoblasts, which exposed to 0 -4 Gy radiation were determined by RT-PCR.Results Bone marrow stromal cells had been induced to early and mature osteoblasts by osteoblast differentiation medium in vitro.In early stage of osteoblast, RANKL mRNA expression levels treated with 1Gy irradiation was 2.83-fold higher than those other irradiation dosage groups.The RANKL mRNA expression levels of each group in early stage of osteoblasts were significantly higher than those in the mature counterpart ( t = 8.34 - 103.57, P ＜ 0.05 ).The ratio of RANKL/OPG mRNA was obviously greater in early osteoblast compared with the mature cells ( t = 2.84 - 20.99, P ＜0.05 ), and it was the highest in 1Gy irradiation treated early osteoblast.Conclusions Radiation exposure of the early osteoblasts promotes osteoclasts function and results in the bone loss.     

17β-雌二醇对大鼠骨髓基质干细胞成骨分化初期细胞骨架的影响

目的研究17β-雌二醇（17β-estriol,17β-E2）促进体外培养的大鼠骨髓幕质干细胞（bone mesenchymal stem cells,BMSCs）骨向分化过程中细胞骨架的变化。方法采用全骨髓培养法体外培养大鼠BMSCs,分为阴性对照组、阳性对照组（成骨细胞诱导液）和雌激素处理组（成骨细胞诱导液＋10^-6。mol／L。17β-E2）,使用碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AI,P）试剂盒检测BMSCs的ALP活性,激光扫描共聚焦显微镜观察各组BMSCs成骨分化初期的细胞骨架。结果BMSCs细胞ALP活性随时间的增加而增强,雌激素处理组表达ALP活性明显高于阴性对照组和阳性对照组（P〈0．01）;细胞骨架荧光强度定量分析显示,雌激素处理组（26．56％±9．87％）较阳性对照组（18．31％±5．76％）和阴性对照组（8．12％土4．42％）明显增强（P〈0．05）。结论17β—E2可能通过早期调节细胞骨架微丝聚合改变细胞形态,从而促进骨髓基质干细胞向成骨分化。