间充质干细胞成骨成脂分化在糖尿病骨质疏松中的作用

糖尿病性骨质疏松的发生源于糖尿病状态下骨代谢的改变.间充质干细胞作为成骨细胞、脂肪细胞等的来源细胞,其数量、功能活性以及成骨成脂之间的平衡是成骨质量的关键.近年来多项研究表明,糖尿病相关的细胞因子、生长因子、信号通路在间充质干细胞的分化过程中发挥着重要的调控作用,共同导致糖尿病性骨质疏松的发生.本文就间充质干细胞成骨成脂分化在糖尿病骨质疏松中的作用做一综述.     

microRNA在间充质干细胞成骨分化中的调节作用

间充质干细胞分化为成骨细胞的过程中受到基因表达的精确调控.近年来诸多研究表明microRNA(miRNA)在间充质干细胞的成骨分化过程中发挥着重要的调节作用.miRNA是一类小分子非编码RNA,主要通过与靶基因mRNA的碱基配对导致其降解或翻译阻遏,对基因进行转录后的调控.本文就不同miRNA分子对间充质干细胞成骨分化过程的双向调节功能及环境因素对其影响等方面做一综述.     

组蛋白去甲基化酶KDM6A促进骨髓间充质干细胞成骨分化研究

目的研究组蛋白去甲基化酶KDM6A对骨髓间充质干细胞成骨定向分化能力的影响。方法构建Flag-KDM6A慢病毒表达质粒。利用慢病毒转染构建稳定过表达KDM6A的骨髓间充质干细胞。碱性磷酸酶活性实验检测成骨分化早期指标-碱性磷酸酶活性。茜素红染色及钙离子定量分析检测干细胞体外矿化能力。实时：毫量RT-PCR检测成骨分化相关基因．骨桥蛋白和骨钙素的表达。结果过表达KDM6A促进骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性、骨髓间充质干细胞体外矿化能力以及骨桥蛋白和骨钙素的表达。结论组蛋白去甲基化酶KDM6A具有促进骨髓间充质干细胞成骨分化的潜能,可以作为一个候选的靶基因用于骨组织工程技术,促进骨组织再生。．     

环状非编码RNA在间充质干细胞成骨向分化中作用的研究进展

间充质干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞。随着对间充质干细胞研究的不断深入,对间充质干细胞的生物学特性、分化能力及临床应用有了进一步认识。环状RNA(circRNA)是在真核细胞中广泛存在且多样的内源性非编码RNA,形成共价、闭合、连续稳定的环状结构,能够发挥微小RNA分子海绵作用,调控基因转录和选择性剪接。多项研究已经证实circRNA在间充质干细胞成骨向分化过程中发挥了重要作用,是细胞分化的重要调控靶点,参与维持细胞分化特性,并且从不同的角度和不同水平研究了circRNA的调控机制。本文对目前circRNA在不同间充质干细胞成骨向分化过程中的相关研究进行综述。     

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。     

糖尿病兔骨髓间充质干细胞成骨分化能力探讨

目的 观察糖尿病兔骨髓间充质干细胞（bone arrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs）以成骨分化为主的生物学特性。方法 通过静脉注射水合四氧嘧啶,建立糖尿病模型,以注射等量生理盐水作为对照组。在无菌条件下,局麻后抽取兔髂骨骨髓,获取BMSCs。采用全骨髓贴壁培养法对细胞进行纯化及培养,分别对2组细胞行MTT检测、实时定量PCR检测、碱性磷酸酶（ALP）活性检测,以及ERK、AKT信号通路表达检测。采用SPSS 13.0软件包对数据进行单因素方差分析（ANOVA）和SNK post hoc分析。结果 与正常组比较,实验组糖尿病兔BMSCs细胞增殖活性、成骨基因表达、ALP活性及成血管基因表达均显著下降（P<0.05）。结论 糖尿病兔BMSCs的增殖活性、成骨分化能力及成血管基因表达能力均受到损害。     

RNA腺嘌呤6-甲基化修饰调控骨髓间充质干细胞成骨向分化的研究进展

RNA腺嘌呤6-甲基化修饰是真核生物信使RNA和非编码RNA上最为常见的一种表观遗传修饰,对于真核生物多项生命活动的调控起着至关重要的作用。近来的研究发现,RNA腺嘌呤6-甲基化修饰在骨髓间充质干细胞的分化,尤其是成骨向分化上,扮演着十分重要的角色。本文通过对RNA腺嘌呤6-甲基化修饰调控骨髓间充质干细胞成骨向分化的相关研究加以总结,以期为后续基础研究以及临床应用提供新的思路。     

HOXC6同型蛋白2对根尖牙乳头干细胞成骨/成牙分化功能的影响

目的 探讨同源盒基因C6同型蛋白2对牙源性间充质细胞成骨/成牙分化的影响.方法 成骨诱导培养基诱导人根尖牙乳头干细胞体外成骨/成牙分化;逆转录病毒转染构建过表达HOXC6-ISO2稳定转染牙乳头干细胞进行HOXC6-ISO2获得性功能研究;碱性磷酸酶活性实验检测成骨/成牙早期分化指标-碱性磷酸酶活性;茜素红染色及钙离子定量分析检测干细胞体外矿化能力;实时荧光定量反转录PCR检测成骨/成牙分化相关基因-Sp7转录因子、Runt相关转录因子2和骨钙素及同源盒基因C6下游基因胰岛素结合蛋白5的表达.结果 结果显示过表达同源盒基因C6同型蛋白2明显抑制牙乳头干细胞的碱性磷酸酶活性;茜素红染色及钙离子定量分析结果显示过表达同源盒基因C6同型蛋白2明显抑制牙乳头干细胞体外矿化能力;实时荧光定量反转录PCR显示过表达同源盒基因C6同型蛋白明显抑制骨钙素的表达,并且抑制下游基因胰岛素结合蛋白5的表达.结论 同源盒基因C6同型蛋白2通过抑制下游基因胰岛素结合蛋白5抑制牙乳头干细胞体外成骨/成牙分化的功能.     

小鼠上颌突和下颌突间充质细胞成骨分化的体外研究

目的：研究上、下颌突间充质细胞在体外的成骨能力。方法 ：体外培养胚胎13.5d（E13.5）的小鼠上、下颌突间充质细胞,观察其细胞形态。取第1代细胞进行成骨诱导培养7 d,通过免疫荧光、ALP染色、茜素红染色和qPCR检测其成骨能力。应用SPSS 18.0软件包对实验结果进行独立样本t检验。结果：E13.5的小鼠上、下颌突间充质细胞能在体外成功培养和传代。成骨诱导可促进上、下颌突间充质细胞表达成骨标志物,但下颌突间充质细胞成骨标志物OCN和OPN的表达、ALP染色和茜素红染色较上颌突间充质细胞弱。结论：上、下颌突间充质细胞在体外能成骨分化,下颌突间充质细胞较上颌突间充质细胞的成骨能力稍弱。     

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.     

小鼠上颌突间充质细胞体内成骨发育和体外诱导成骨分化的比较

目的:比较体外成骨诱导培养的小鼠胚胎10.5 d(E10.5)的上颌突间充质细胞与体内发育的上颌突间充质细胞的成骨分化差异.方法:体外培养E10.5和E17.5的小鼠上颌突间充质细胞,观察其细胞形态.取体外培养3d的E10.5原代细胞进行成骨诱导培养7d,然后应用免疫荧光、qPCR等方法比较其与体外培养3d的E17.5原代细胞的成骨分化差异.采用SPSS 20.0软件包对数据进行成组样本t检验.结果:E10.5和E17.5的小鼠上颌突细胞在体外呈贴壁生长,细胞呈多边形、椭圆形.E17.5的小鼠上颌突原代间充质细胞在体外培养时,增殖速度较E10.5的小鼠上颌突细胞快.E10.5的小鼠上颌突间充质细胞成骨诱导7d后,成骨标志物Runx2和OCN的蛋白表达与未成骨诱导的E17.5上颌突间充质细胞表达相似,成骨标志物Runx2、OCN和OPN的mRNA表达和未成骨诱导的E17.5上颌突细胞表达相似.成骨诱导培养14d的E10.5的小鼠上颌突细胞与成骨诱导7d的E17.5上颌突细胞形成的钙结节无显著差异.结论:E10.5的小鼠上颌突间充质细胞体外成骨诱导培养,能较好模拟上颌突细胞体内成骨发育过程,为研究颌骨发育提供了合适的细胞模型.     

过表达甲基转移酶样3修复炎症来源牙周膜干细胞的成骨能力

目的探讨N⁶-甲基腺嘌呤（m⁶A）修饰与甲基转移酶样3（METTL3）在牙周膜干细胞（PDLSC）成骨分化和成脂分化中的作用。 方法使用流式细胞术、细胞集落形成实验分别鉴定PDLSC的表面标志物和增殖能力。通过茜素红染色和油红O染色分别检测PDLSC的成骨和成脂分化潜能。在人牙周膜干细胞（hPDLSC）和炎症来源牙周膜干细胞（pPDLSC）中分别构建METTL3过表达和敲低模型,成骨诱导一定时间,通过实时定量反转录聚合酶链反应（RT-PCR）、蛋白免疫印迹（Western blot）、茜素红染色和油红O染色分别在mRNA水平、蛋白水平和宏观水平检测成骨和成脂的变化。两样本比较使用独立样本t检验,多组样本比较使用单因素方差分析。 结果（1）流式细胞术结果显示,hPDLSC和pPDLSC均阳性表达CD29（100.0%,98.0%）、CD105（100.0%,99.5%）和CD146（31.5%,17.8%）,阴性表达CD34（1.3%,0.4%）和CD45（1.4%,0.4%）。（2）细胞集落形成实验结果显示,hPDLSC和pPDLSC的集落形成数量分别为55±5和72±8,hPDLSC的细胞增殖能力较pPDLSC低（t = 3.16,P = 0.034）。（3）茜素红染色和油红O染色说明,两种细胞均具有成骨和成脂分化能力,hPDLSC具有更强的成骨分化能力（t = 27.77,P<0.001）,而pPDLSC具有更强的成脂分化能力（t = 5.02,P = 0.007）。（4）成骨诱导培养7 d后的慢病毒转染模型中,METTL3过表达组比过表达对照组的成骨关键基因Runx2的mRNA表达水平高,在hPDLSC和pPDLSC中的METTL3过表达组的表达量是3.63 ± 1.15和1.61 ± 0.38,分别是其过表达对照组的3.39倍（t = 3.777,P = 0.020）和1.71倍（t = 2.948,P = 0.042）;而在METTL3敲低组较敲低对照组低,在hPDLSC和pPDLSC中的METTL3敲低组的表达量是0.16 ± 0.03和0.26 ± 0.07,分别是其敲低对照组的0.15倍（t = 9.669,P<0.001）和0.26倍（t = 8.767,P<0.001）。同样地,Runx2的蛋白表达水平也发生相同改变。将转染后的细胞进行21 d的成骨诱导培养后进行茜素红染色,结果显示METTL3过表达组较过表达对照组染色深且钙化结节较大,定量分析结果显示在hPDLSC和pPDLSC中的METTL3过表达组是28.47% ± 3.82%和8.55% ± 0.43%,分别是其过表达对照组的1.78倍（t = 5.012,P = 0.007）和1.76倍（t = 7.293,P = 0.002）,而在METTL3敲低组较敲低对照组染色浅且钙化结节较小,定量分析结果显示在hPDLSC和pPDLSC中的METTL3敲低组是6.36% ± 2.00%和3.78% ± 0.56%,分别是其敲低对照组的0.35倍（t = 4.444,P = 0.011）和0.43倍（t = 5.337,P = 0.006）;将转染后的细胞进行21 d的成脂诱导培养,再进行油红O染色,结果显示脂滴的大小及数量在METTL3过表达组较过表达对照组少,定量分析结果显示在hPDLSC和pPDLSC中的METTL3过表达组是0.89% ± 0.11%和1.10% ± 1.15%,分别是其过表达对照组的0.24倍（t = 5.454,P = 0.006）和0.49倍（t = 2.935,P = 0.043）,而在METTL3敲低组则比敲低对照组的脂滴更大且多,定量分析结果显示在hPDLSC和pPDLSC中的METTL3敲低组是3.60% ± 1.08%和5.34% ± 1.31%,分别是其敲低对照组的1.94倍（t = 2.794,P = 0.049）和2.93倍（t = 4.131,P = 0.015）。 结论pPDLSC的METTL3表达水平低于hPDLSC;METTL3的过表达可促进hPDLSC和pPDLSC的成骨分化,并抑制两者的成脂分化。     

乳铁蛋白对人牙周膜细胞增殖迁移分化的影响

目的：观察乳铁蛋白（lactoferrin,LF）对体外培养的人牙周膜细胞（HPDLCs）增殖、迁移和成骨分化的影响。方法：原代培养并鉴定人牙周膜细胞,稳定传代后用 MTT 比色法、Transwell 法及划痕试验检测浓度分别为0、10、20μg／ml 的乳铁蛋白对牙周膜细胞增殖和迁移的影响;矿化条件下,0、10、20μg／ml 的乳铁蛋白作用牙周膜细胞后,茜素红染色法和实时荧光定量 PCR 检测矿化能力及成骨相关基因的表达。结果：10、20μg／ml 乳铁蛋白均能促进 HPDLCs 增殖、迁移（P ＜0．05）。10、20μg／ml 乳铁蛋白组矿化结节数量增多（P ＜0．05）,碱性磷酸酶（ALP）、骨钙蛋白（OCN）、骨桥蛋白（OPN）表达量均有升高（P ＜0．05）。结论：乳铁蛋白能够促进人牙周膜细胞增殖、迁移与成骨分化。     

p38信号通路参与调控上颌突间充质细胞的成骨分化

目的探索p38信号通路在上颌突间充质细胞体外成骨分化中的调控作用。方法取第1代E12.5 d的小鼠上颌突间充质细胞进行成骨诱导培养1周,实验组加入SB203580 （p38磷酸化抑制剂）。通过免疫荧光检测磷酸化p38的表达,通过Brdu标记和免疫荧光检测细胞的增殖能力,通过ALP染色和定量PCR检测成骨标志物的表达。采用SPSS18.0软件包对数据进行统计学分析。结果成骨诱导可促进上颌突间充质细胞中p38的磷酸化（p-p38）。抑制p38的磷酸化,可抑制上颌突间充质细胞增殖,降低成骨标志物ALP、Runx2、OCN和OPN的表达,使ALP染色减弱。结论p38信号通路参与调控体外培养的上颌突间充质细胞的成骨分化。     

Enhanced osteogenic differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells on titanium substrates by inhibiting Notch3

ObjectiveThe role of the Notch pathway has already been identified as a crucial regulator of bone development. However, the Notch signaling pathway has gone largely unexplored during osseointegration. This study aims to investigate the role of Notch signaling on osteogenic differentiation of rat derived bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) on sandblasted, large-grit, acid-etched (SLA) treated Ti disks.MethodsThe involved target genes in Notch pathways were identified by in vitro microarray and bioinformatics analyses with or without osteogenic induction. Adhesion, proliferation, and osteogenic related assay were subsequently conducted with target gene shRNA treatment.ResultsWe found that 11 genes in the Notch signaling pathway were differentially expressed after osteogenic induction on SLA-treated Ti disks, which included up-regulated genes (Notch2, Dll1, Dll3, Ncstn, Ncor2, and Hes5) and down-regulated genes (Notch3, Lfng, Mfng, Jag2 and Maml2). With Notch3 shRNA treatment, the adhesion and proliferation of BMSCs on SLA-treated Ti disks were inhibited. Moreover, the expression levels of alkaline phosphatase (ALP), osteocalcin (OCN), calcium deposition, BMP2 and Runx2 increased significantly compared with that observed in control groups, suggesting that the function of Notch3 was inhibitory in the osteogenic differentiation of BMSCs on SLA-treated titanium.ConclusionsInhibition Notch3 can enhance osteogenic differentiation of BMSCs on SLA-treated Ti disks, which potentially provides a gene target for improving osseointegration.     

雌激素对大鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

目的： 应用17 β-雌二醇（E₂）作用于大鼠骨髓间充质干细胞,研究不同浓度雌激素对细胞增殖、凋亡及成骨分化的影响。方法：原代培养大鼠骨髓间充质干细胞（rat bone mesenchymal stem cells,rBMSCs）,加入0、10^-9和10^-7 mol/L不同浓度E₂,CCK-8及Annexin V/PI双染法检测E₂对细胞增殖与凋亡的影响。分别于成骨诱导后第1、3、5、7、11、14和21天,采用碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性测定、ALP和钙结节染色,以及实时定量PCR等方法检测不同浓度E₂对细胞成骨向分化能力的影响。采用SPSS19.0软件包对数据进行统计学分析。结果：E₂对大鼠骨髓间充质干细胞增殖与凋亡未见明显影响,并能显著提高干细胞的成骨分化能力,浓度为10^-9 mol/L时促进作用最为明显。与对照组相比,加药组细胞ALP活性升高,钙结节形成增多,成骨相关基因（RUNX2、ALP、COL I、OCN）表达显著升高。结论：17 β-雌二醇能促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化,体外浓度为10^-9 mol/L时,作用最为显著。