尿酸对人骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Wnt信号通路的影响

背景：尿酸作为一种内源性的抗氧化剂,其抗氧化、抗DNA 损害作用及发挥促成骨作用近年受到关注。目的：探讨不同浓度尿酸对人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中Wnt/β-catenin 信号通路相关基因表达的影响。方法：采用全骨髓贴壁法体外分离培养健康成年人骨髓间充质干细胞,培养至第3代时,用含不同浓度尿酸(0,140,280,560 μmol/L)的成骨诱导液进行成骨向诱导分化培养,检测细胞成骨分化过程中碱性磷酸酶活性、增殖能力以及Wnt信号通路中Wnt-3α,β-catenin mRNA的表达。结果与结论：各组细胞碱性磷酸酶染色为阳性,尿酸干预后各组细胞碱性磷酸酶活性和增殖能力增高,Wnt信号通路相关基因Wnt-3a、β-catenin的表达上调,且呈现浓度依赖性,各指标在实验组与对照组间比较以及实验组组间比较,差异均有显著性意义(P < 0.05)。结果显示尿酸可通过促进Wnt-3a/β-catenin信号通路进而促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞增殖和分化,具有浓度依赖性。 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     

miR-92b-3p促进人脐带间充质干细胞的成骨分化

目的探究miR-92b-3p在人脐带间充质干细胞(h UCMSCs)成骨分化过程中的作用及其作用机制。方法通过转染h UCMSCs过表达或抑制miR-92b-3p,qRT-PCR检测各组成骨相关基因OCN、RUNX2、OSTERIX mRNA表达以明确miR-92b-3p对h UCMSCs成骨分化的体外调控作用,用茜素红染色比较各处理组的骨化能力。通过生物信息学分析miR-92b-3p可能的靶基因,并通过双荧光素酶基因报告系统以及Western blot验证。结果 miR-92b-3p在h UCMSCs成骨过程中表达量较对照组明显升高(P0.05);过表达miR-92b-3p能促进h UCMSCs体外成骨分化及体内的异位成骨能力(P0.05);而抑制miR-92b-3p则能降低h UCMSCs体外成骨分化(P0.05)。过表达miR-92b-3p能显著降低DKK1的表达量(P0.05),抑制则能明显提高DKK1的表达(P0.05)。结论 miR-92b-3p可通过抑制DKK1表达,促进h UCMSCs成骨分化。     

影响骨髓间充质干细胞成骨分化的力学信号传导机制研究进展

骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cell,BMSC)是一种具有多向分化潜能的成体干细胞,适量的力学刺激能促进BMSC向成骨细胞分化。近几年来,一些学者利用力学刺激作用于体外培养的BMSC,促进其向成骨细胞分化,并且对其诱导分化的机制进行了大量研究。尽管这一机制目前尚不十分清楚,但是已有的研究表明,多条信号通路参与了该力学信号传导。本文就国内外近几年来关于力学信号影响BMSC成骨分化的信号转导机制研究进展做一综述。     

胰岛素促进脐带间充质干细胞成骨分化的作用

BACKGROUND: How to effectively and rapidly induce the osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells is the focus of the current stem cell research. Increasing evidence has demonstrated some growth factors, such as bone morphogenetic protein-2, have important effects on the transdifferentiation of umbilical cord mesenchymal stem cells into osteoblasts in vitro. However, widespread use of growth factors is limited because of high cost. Insulin is widely used in the cell culture and induction, but there is no report about the effect of insulin on the osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells. OBJECTIVE: To observe the effect of insulin on osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells and to explore the feasibility of human umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation in the treatment of diabetic delayed fracture healing. METHODS: The passage 3 human umbilical cord mesenchymal stem cells were inoculated in two flasks, denoted as experimental group and control group. The insulin (10-7 mmol/L) was added to the experimental group but not to the control group. The proliferative capacity of human umbilical cord mesenchymal stem cells was evaluated by cell count kit-8 and alkaline phosphatase activity. The osteogenic differentiation capacity of human umbilical cord mesenchymal stem cells was evaluated by measuring the protein and mRNA expressions of type I collagen as well as osteocalcin mRNA level. RESULTS AND CONCLUSION: After 1-2 weeks of induction, compared with the control group, insulin could significantly increase the number of human umbilical cord mesenchymal stem cells in the experimental group, the activity of alkaline phosphatase and expressions of type I collagen osteocalcin mRNA (P < 0.05). These data indicate that insulin can promote the proliferation and osteogenic differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells.       

维生素D3减轻高糖暴露诱导氧化应激促进人脐带间充质干细胞的成骨分化

背景：糖尿病骨质疏松症逐渐受到公众的关注,然而鲜有研究报道高糖环境对人脐带间充质干细胞成骨分化的影响和相应的治疗策略。目的：探讨维生素D3恢复高糖环境中人脐带间充质干细胞成骨分化的潜力。方法：通过CCK-8法检测人脐带间充质干细胞活力来筛选适宜的维生素D3干预浓度。在高葡萄糖条件下,通过RT-qPCR、蛋白质印迹、免疫荧光、JC-1线粒体膜电位、茜素红染色和β-半乳糖苷酶染色等实验评估维生素D3干预后人脐带间充质干细胞的成骨分化潜能、细胞内活性氧积累、线粒体膜电位改变和细胞衰老情况,并探讨了潜在的机制。结果与结论：(1)维生素D3在0.1μmol/L至1 mmol/L范围内均能显著促进人脐带间充质干细胞的增殖;(2)高糖环境下调了人脐带间充质干细胞中成骨相关基因α1-Ⅰ型胶原蛋白、碱性磷酸酶、Runt相关转录因子2、骨钙蛋白的mRNA和蛋白表达水平,诱发了氧化应激和细胞衰老;(3)维生素D3在10μmol/L的干预浓度下显著恢复了高糖条件下人脐带间充质干细胞的成骨表型,并通过激活Nrf2/HO-1信号通路减轻了细胞内的氧化应激和细胞衰老;(4)结果表明,高糖环境中人脐带间充质干细胞的成...     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能，其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来，许多实验室从分子，生化，物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究，取得了较大的进展。     

人脐带间充质干细胞体外诱导分化为成纤维细胞

背景：脐带间充质干细胞具有多向分化能力,但其向成纤维细胞分化研究较少。 目的：验证人脐带间充质干细胞向成纤维细胞的分化能力。 方法：采用贴壁法分离脐带间充质干细胞,流式细胞仪分析其表面抗原。取第3代脐带间充质干细胞进行成脂成骨诱导分化,以碱性成纤维细胞生长因子诱导脐带间充质干细胞向成纤维细胞分化。 结果与结论：贴壁法能稳定从脐带中分离出干细胞,脐带间充质干细胞极低表达 CD31、CD45 、CD40、HLA-DR,强表达 CD29、CD90、CD44、CD105。脐带间充质干细胞成脂诱导后油红O染色显示胞浆中充满红色的油滴;成骨诱导后茜素红染色可在细胞密集区见红色的钙结节。碱性成纤维细胞生因子诱导后细胞表达Ⅰ型胶原明显高于对照组。提示贴壁法分离脐带间充质干细胞可靠、纯度高,碱性成纤维细胞生长因子可诱导脐带间充质干细胞向成纤维细胞分化。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;组织工程全文链接：     

电磁场促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

目的:探讨电磁场促进骨髓间充质干细胞成骨分化作用的研究现状。方法:检索电磁场和间充质干细胞相关论文,比对寻找电磁场促进成骨的相关证据,总结电磁场促进间充质干细胞成骨分化的相关研究。结果:电磁场对细胞的作用是复杂多样的,可影响干细胞的基因表达,也能对细胞缝隙通讯产生作用,实验室证明电磁场在体外培养的干细胞增殖和分化方面扮演了一定的角色,临床研究同样证明活体的骨细胞会受到电磁场的作用。结论:电磁场能促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,近年来国内外在这个领域的研究方兴未艾,进一步深入研究非常必要尤其通讯频段电磁场更值得学术界的探讨。     

骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究进展

骨髓间充质干细胞具有较强的自我更新能力和多向分化潜能 ,其应用是目前国际上组织工程领域中重要的研究内容之一。近年来 ,许多实验室从分子、生化、物理等水平对其成骨分化调控进行了深入研究 ,取得了较大的进展     

人血小板裂解液促进人羊膜来源间充质干细胞的成骨分化

目的:研究人血小板裂解液(HPL)对羊膜来源间充质干细胞(AMMSCs)成骨分化的作用。方法:分别以含7%HPL(HPL组)和10%胎牛血清(FBS,FBS组)的LG-DMEM培养介质扩增AMMSCs,比较两组扩增AMMSCs效率及其免疫表型SSEA-3和SSEA-4的表达差异。使用MSCs成骨分化培养液诱导AMMSCs成骨,对比观察两组钙盐沉积量、钙化结节、碱性磷酸酶(ALP)活性;提取两组成骨诱导后AMMSCs总RNA,采用RTPCR检测成骨分化调节因子RUNX-2和ALP mRNA相对表达量。结果:HPL组扩增速度快于FBS组;AMMSCs的SSEA-3和SSEA-4表达较FBS组明显下调(P0.05)。HPL组钙盐沉积量、钙化结节数量、ALP活性以及RUNX-2和ALP mRNA表达量均明显高于FBS组(P均0.05)。结论:含HPL培养介质可促进AMMSCs成骨分化。     

补肾活血胶囊介导Hedgehog信号通路调控大鼠骨髓间充质干细胞成骨成脂分化

背景:激素性股骨头坏死是骨科常见的进行性难治性疾病,严重影响患者的正常生活和工作。骨髓间充质干细胞成骨成脂分化异常被证实参与了激素性股骨头坏死的发生发展及防治,但其作用机制尚不清楚。目的:观察补肾活血胶囊对糖皮质激素处理的骨髓间充质干细胞成骨-成脂分化及Hedgehog信号通路相关因子的影响。方法:分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,运用不同剂量的补肾活血胶囊含药血清及糖皮质激素干预,CCK-8法检测细胞增殖活性,茜素红染色和油红O染色观察骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化情况,Western blot检测细胞中成骨、成脂及Hedgehog信号通路相关因子的蛋白表达变化。结果与结论:①补肾活血胶囊含药血清不仅能促进正常大鼠骨髓间充质干细胞的增殖,而且能明显改善糖皮质激素对骨髓间充质干细胞增殖的抑制效应;②成骨诱导3周后,补肾活血胶囊含药血清组与空白对照组相比成骨诱导能力增强,尤其是补肾活血胶囊中剂量组表现出更高的成骨活性;③成脂诱导2周后,油红O染色显示补肾活血胶囊含药血清组与空白对照组相比阳性染色面积均明显减少,其中补肾活血胶囊中剂量组抑制程度最为明显;④各组干预3 d后,Western blot检测显示补肾活血胶囊含药血清均能增强骨髓间充质干细胞中成骨因子Runx2、Col1a1和Hedgehog信号通路相关因子Shh、Gli1的蛋白表达,减弱成脂因子PPARγ、C/EBPα的蛋白表达;⑤结果表明,补肾活血胶囊含药血清能介导Hedgehog信号通路促进骨髓间充质干细胞成骨分化、抑制其成脂分化。     

骨髓间充质干细胞成骨分化中的微小RNA及Wnt通路

背景：有差异性表达的微小RNA在成骨细胞的增殖和分化中发挥广泛而又重要的作用,但其作用机制、作用靶点还不甚清楚,是近年来的研究热点。 目的：对微小RNA通过Wnt信号通路调节成骨分化方面的研究现状及新进展作一综述。 方法：应用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI和PubMed数据库,在标题和摘要中以“MicroRNA,Wnt通路,成骨分化”或“MicroRNA,Wnt pathway,osteogenesis”为检索词进行检索。选择文章内容与微小RNA经典Wnt通路促进成骨分化有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章。初检得到205篇文献,最终选择33篇文献进行综述。 结果与结论：微小RNA是近年来生命科学的研究热点,越来越多的研究表明微小RNA作用于经典Wnt信号通路在成骨分化过程中发挥了重要作用。了解微小RNA在成骨分化中的调控机制是骨组织工程化培养的基础,具有巨大的应用前景。目前关于微小RNA的研究工作还处于起步阶段。     

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。     

microRNA-373参与调控人脂肪来源间充质干细胞成骨分化

目的用microRNA-373(miR-373)的模拟物转染人脂肪来源Flk1+间充质干细胞(MSC),探讨microRNA-373对Flk1+MSC成骨分化的影响。方法利用脂质体作为载体,用miR-373模拟物瞬时转染Flk1+MSCs,然后对其进行成骨诱导,碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色观察成骨情况,real-time PCR技术检测成骨标志性基因的表达。结果 ALP染色和茜素红可见明显差异;real-time PCR检测结果显示,实验组(miR-373组)成骨标志基因runt相关转录因子2(RUNX2)(0.543±0.021)、ALP(0.556±0.024)和骨钙蛋白(OC)(0.499±0.017)的表达都明显低于对照组(NC组)(P<0.05)。结论 miR-373参与调控Flk1+MSC向骨细胞分化。     

褪黑素预处理的骨髓间充质干细胞外泌体促进骨髓间充质干细胞成骨

背景:骨质疏松是一种以骨量减少、骨微结构改变为主要特征的全身性代谢疾病,现有的药物治疗效果有限且不良反应明显,而骨髓间充质干细胞来源外泌体因其非免疫原性等优势,有望成为治疗骨质疏松的新方法.目的:探讨褪黑素预处理骨髓间充质干细胞后提取的外泌体对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及作用机制,分析其作为无细胞方式促进成骨治疗骨...     

人脐带间充质干细胞诱导成骨及治疗骨缺损

背景：人脐带间充质干细胞在成骨及组织器官修复方面具有更强的扩增能力及低免疫原性,其成集落生长潜能及成骨时间早于骨髓等其他来源间充质干细胞。 目的：观察脐带间充质干细胞诱导成骨及移植治疗骨缺损的临床效果。 方法：应用组织块贴壁法提取人脐带间充质干细胞,体外行成骨诱导并通过光镜观察、茜素红染色、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原的表达等证实其体外成骨能力;对临床骨缺损病例行人脐带间充质干细胞移植,移植后定期复查骨缺损部骨痂生长状况。   结果与结论：体外诱导证实人脐带间充质干细胞具有明确的成骨作用。骨缺损患者在人脐带源间充质干细胞移植后2个月X射线见左股骨髁上骨折部位骨块间隙模糊,骨折外周形成明显的骨痂,骨折断端相连,断端骨折线依然存在;移植后3个月见骨痂间已经形成明显骨性连接。证实脐带间充质干细胞具有体外诱导成骨及体内移植修复骨缺损作用。     

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。     

3种组织来源的间充质干细胞体外成骨能力的比较

目的比较成人骨髓间充质干细胞(BMSCs)、人脐带间充质干细胞(UC-MSCs)和人胎盘间充质干细胞(P-MSCs)的成骨能力。方法用含10%胎牛血清的DMEM/Ham's F-12培养液培养3种MSCs,CCK8法检测增殖能力,流式细胞仪鉴定3种细胞。碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色观察细胞经成骨诱导后成骨分化蛋白-ALP的分泌和矿化钙结节的沉积。实时荧光定量PCR(RT-q PCR)法检测MSCs骨再生相关基因的表达。Western blot方法检测MSCs成骨再生相关基因的蛋白表达。结果 MSCs在第3天进入对数增殖期。3种细胞的表面标志物阳性率:CD44、CD90和CD105均高于98%。3种MSCs成骨诱导9 d时,3种MSCs的实验组均表达大量成骨分化蛋白-ALP,成骨诱导18 d时3种MSCs均呈现较好的矿化能力;3种MSCs成骨诱导9 d时,实验组RUNX2和ALP基因显著性高表达(P0.05),成骨诱导18 d时,实验组RUNX2和骨钙素(OCN)亦显著性高表达(P0.05);3种MSCs成骨诱导9 d时,实验组均检测到RUNX2和ALP的蛋白表达;成骨诱导18 d时,实验组细胞亦检测到RUNX2和OCN的蛋白表达。结论 UC-MSCs和P-MSCs具有良好的成骨分化能力,有望作为骨组织工程的种子细胞用于治疗骨缺损。     

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.