基因沉默组织型转谷氨酰胺酶抑制SaOS-2细胞成骨分化

目的 研究组织型转谷氨酰胺酶（tissue transglutaminase, TG2）是否参与人SaOS-2细胞系成骨分化过程。方法 使用携带短发夹RNA（short hairpin RNA, shRNA）的慢病毒转染SaOS-2细胞以敲减TG2表达，以SaOS-2细胞及转染了含阴性对照shRNA病毒的SaOS-2作为对照组，分别进行体外成骨诱导培养，并进行以下检测：1）诱导14 d后各组矿化情况（茜素红染色），2）诱导4 d、7 d后碱性磷酸酶活性及I型胶原、骨钙素、骨形态发生蛋白-2（BMP-2）的mRNA表达，并与诱导前的表达水平相比较。结果 SaOS-2细胞组及转染阴性对照shRNA组在体外成骨诱导过程中I型胶原、骨钙素、BMP-2的mRNA表达和ALP活性逐渐增加，14 d时形成明显矿化结节，而TG2敲减后的SaOS-2细胞在诱导14 d时矿化水平显著低于对照组，诱导7 d时ALP活性及I型胶原、骨钙素、BMP-2的mRNA表达水平显著低于对照组。结论 组织型转谷氨酰胺酶参与SaOS-2细胞体外成骨分化及矿化。     

LncRNA AK051397在BMP-2诱导的C2C12成骨分化中的作用

目的研究骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein-2,BMP-2）诱导后表达上调的LncRNA AK051397在C2C12成骨分化过程中的作用。方法 BMP-2诱导C2C12成骨分化过程,实时定量PCR技术与碱性磷酸酶（ALP）染色检测成骨相关指标。对C2C12细胞在BMP-2诱导下,成骨分化过程中的LncRNAs表达变化进行芯片分析（ArrayStar LncRNA Array）,筛选出表达明显上调的LncRNAs,最后采用siRNA干扰的方法下调LncRNAs表达后分析其对成骨分化过程的影响。结果 BMP-2诱导C2C12成骨分化过程中,成骨指标ALP、SPT增高,成肌指标MYOG降低。芯片结果表明,LncRNA AK051397在BMP2诱导后表达明显上调,处理组与未处理组相比升高4.9倍（P〈0.05）。干扰AK051397后成骨分化指标ALP、SP7表达下降,MYOG表达上升。结论 LncRNA AK051397在C2C12细胞中具有促进成骨分化的作用,同时也具有抑制细胞成肌分化的作用。     

人重组骨形成蛋白2作用下人牙周膜细胞Osterix的表达变化

目的 观察人重组骨形成蛋白2(rhBMP-2)作用下,人牙周膜细胞内Osterix(Osx)mRNA和蛋白的表达变化,初步探讨牙周膜细胞成骨分化过程中BMP-2与Osx的信号传递途径.方法 组织块法培养人牙周膜细胞至3代.用含rhBMP-2的培养液,按照不同浓度、不同时间分组进行培养,后采用实时定量反转录(Real-time RT)-PCR和Western印迹法分别检测各组细胞Osx mRNA和蛋白表达变化.选用SB203580抑制细胞p38磷酸化,检测rhBMP-2诱导过程中磷酸化p38(pp38)蛋白、Osx mRNA表达及细胞矿化反应变化.结果 在rhBMP-2持续作用下,人牙周膜细胞内Osx mRNA表达明显升高并具有时效性;Osx蛋白表达从无到有,并逐渐增强.当rhBMP-2浓度≤200μg/L时,Osx mRNA和蛋白表达呈现为剂量依赖性增强;当rhBMP-2＞ 200 μg/L时,Osx表达趋于平缓.在p38抑制剂SB203580干扰下,rhBMP-2对p-p38及Osx的诱导增强作用被显著抑制(OsxmRNA表达:0.378±0.034比0.134±0.027,Osx蛋白表达:0.353±0.024比0.155±0.031,均P＜0.01),矿化结节形成亦相对较少且滞后.结论 BMP-2对Osx具有显著正向调控作用,p38途径是此信号传递过程中的一个重要环节,BMP-2/p38/Osx通路可能是牙周膜细胞成骨分化过程中的一条重要信号通路.     

环孢素A联合脂多糖对牙周膜成纤维细胞生物学活性的影响

 目的 探讨环孢素A(CsA)联合牙龈卟啉单胞菌脂多糖(Pg-LPS)对人牙周膜成纤维细胞(PDLFs)生物学活性的影响。方法 将CsA（100 ng/mL）、LPS（100 ng/mL）分别单独及联合作用于人PDLFs,采用考马斯亮蓝染色、ELISA、Von kossa染色等方法检测其对PDLFs总蛋白量、碱性磷酸酶(ALP)、骨形成蛋白2（BMP-2）及矿化结节形成的影响。 结果 CsA单独及与LPS联合应用可促进细胞总蛋白的合成,增加细胞ALP活性及BMP-2的表达,并促进细胞矿化结节的早期形成;LPS单独应用可增加细胞的ALP活性,但对细胞的总蛋白合成、BMP-2的表达及矿化结节的早期形成无明显影响。。结论 一定浓度的CsA促PDLFs合成、分化作用明显,CsA联合LPS在促进细胞分化方面具有一定的协同作用。     

EPHA2在人骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

目的:研究EPHA2在人骨髓间充质干细胞(hBMSC)成骨分化过程中表达的动态变化及其在成骨分化中的作用.方法:hBMSC成骨分化诱导0、4、10和14 d后分别收集细胞提取RNA和蛋白,采用Real-timePCR和Western blot方法检测EPHA2mRNA及蛋白表达;使用EPHA2的si-RNA下调EPHA2表达后进行成骨分化诱导,检测下调EPHA2表达对早期成骨分化指标ALP活性及晚期成骨分化指标钙沉积、成骨分化标志物OSX、OCN和成骨分化关键转录因子RUNX2表达的影响.结果:EPHA2在hBMSC成骨分化过程中表达逐渐上升,下调EPHA2表达能抑制ALP活性和钙沉积,抑制OSX、OCN及关键转录因子RUNX2的表达.结论:EPHA2在hBMSC成骨分化过程中表达逐渐上升,EPHA2可能通过增强RUNX2的表达从而促进hBMSC成骨分化.     

携带重组腺病毒 BMP-2的巨噬细胞对 C3H10细胞成骨分化的影响

目的：探讨携带 BMP-2（Bone Morphogenetic protine-2）腺病毒的巨噬细胞对小鼠 C3H10细胞的增殖和成骨分化的作用。方法：感染重组腺病毒 BMP-2的巨噬细胞与小鼠 C3H10细胞共培养。MTT 方法检测共培养体系中 C3H10细胞的增殖能力;共培养7 d 对 C3H10细胞进行 ALP 染色和活性检测;细胞培养至21 d,进行标茜素红染色检测矿化结节;定量 PCR 实验验证过表达腺病毒载体 BMP-2有效性并且检测 Runx2的表达;Western blot检测细胞中磷酸化 Smad1/5/8蛋白表达。结果：与对照组相比,巨细胞过表达 BMP-2与 C3H10细胞共培养后,可以促进 C3H10细胞增殖;ALP 染色程度和活性上升;矿化结节增多;定量 PCR 结果显示 Ruxn2 RNA 表达增加, Western blot 结果显示 Ruxn2蛋白表达上升。结论：过表达 BMP-2的巨噬细胞可以促进小鼠 C3H10细胞的增殖,并且可能通过 BMPs 经典途径促进 C3H10细胞的成骨分化。     

骨形成蛋白2基因转染的人牙周膜成纤维细胞的生物学特性

目的 建立表达骨形成蛋白2（BMP2）的人牙周膜成纤维细胞（HPDLFs）并观察其生物学特性。方法 利用脂质体将BMP2噬菌粒表达载体pBK－B2转染至HPDLFs,免疫组化ABC法检测BMP2基因的表达,并检测转染细胞的碱性磷酸酶（ALP）活力、骨钙素（OC）含量和矿化能力。结果 转染BMP2基因后,HPDLFs内有BMP2蛋白的表达,ALP活力、OC含量和矿化结节数量均显著增加。结论 BMP2基因在HPDLFs中得到表达并促进其向成骨样细胞分化。     

骨形态发生蛋白2／7异二聚体对人脂肪间充质干细胞成骨分化的促进作用

目的：探讨新型成骨诱导生长因子骨形态发生蛋白2/7异二聚体（bone morphogenetic protein 2/7 heterodimer,BMP-2/7）在诱导人脂肪间充质干细胞（human adipose-derived stem cells,hASCs）成骨分化中的作用。方法：体外培养hASCs,以成骨诱导培养基（osteogenic medium,OM）中添加150 μg/L BMP-2/7为实验组,以单纯OM为阳性对照组（OM组）, 以常规增殖培养基（proliferation medium,PM）为阴性对照组（PM组）。体外诱导的第1、4和7天检测细胞DNA含量,第7和14天进行碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）染色及定量检测,第21和28天进行茜素红染色及定量检测,第1、4、7和14天分别进行成骨相关基因的检测。体内实验使用6只裸鼠,于其背部正中做皮肤切口,向两侧分离出4个皮下植入腔,分别植入：（1）单纯β 磷酸三钙（β-tricalcium phosphate,β-TCP）支架（支架对照组）;（2）β-TCP支架+hASCs（体外PM培养1周）（增殖细胞对照组）;（3）β-TCP支架+hASCs（体外OM培养1周）（诱导细胞对照组）;（4）β-TCP支架+hASCs（体外OM+150 μg/L BMP-2/7培养1周）（实验组）。植入后4周进行取材,标本制成组织学切片,进行HE和Masson三色染色分析。结果：体外诱导后第1天,实验组细胞DNA含量与PM组差异没有统计学意义（P>0.05）,第4天时实验组细胞DNA含量较PM组升高（P<0.05）,第7天时组间DNA含量没有明显差异（P>0.05）。诱导7天和14天后,实验组的ALP染色及定量检测均高于OM组和PM组（P<0.05）;第21和28天矿化结节染色及钙沉积定量检测均高于OM和PM组（P<0.05）。诱导第1天时实验组的成骨相关基因（Runx2、ALP、COL-1A1）的表达量即高于PM组 (P<0.05),诱导第4天时骨钙素（osteocalcin,OC）基因表达量即开始升高,第4、7和14天的基因表达量较OM和PM组显著升高（P<0.05）。HE染色分析可见实验组和诱导细胞对照组的hASCs能分泌出嗜酸性较强的均质细胞外基质,出现了强嗜酸性的类骨组织;与诱导细胞对照组相比,实验组的细胞外基质嗜酸性更强,类骨组织的面积更大,结构更加典型;其他两对照组均未见矿化基质和类骨组织生成。Masson三色染色分析可见实验组呈强阳性表现,细胞基质中充满绿染的胶原;诱导细胞对照组和增殖细胞对照组的细胞基质中有不同程度的阳性表现,但较之实验组,胶原的数量明显减少;单纯支架组未见胶原的表达。结论：BMP-2/7在hASCs的成骨分化过程中发挥了重要作用,能够有效促进hASCs的体外和体内成骨分化。     

基因芯片筛选人牙周膜干细胞成骨分化生物学标记物的研究

目的：发现牙周膜干细胞（PDLSCs）骨向分化后显著高表达的环状RNA（circRNA）,探索circRNA在PDLSCs骨向分化中生物学标记物的作用。方法用酶消化法体外培养牙周膜细胞,通过免疫磁珠法分选出PDLSCs。用普通培养基和成骨诱导培养基分别培养PDLSCs 21 d,茜素红染色检测矿化结节的形成,RT－qPCR检测碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OCN）和Runt相关转录因子2（Runx2）的表达。采用Arraystar公司的circRNA芯片检测PDLSCs骨向分化前后整体circRNAs的差异表达,将芯片中上调变化最显著的前10位circRNAs进行PCR引物设计,RT－qPCR检测circRNA的表达情况。结果 PDLSCs骨向诱导21 d后,茜素红染色阳性,有大量矿化结节形成,ALP、OCN和Runx2表达量明显升高。 Hsa＿circ＿0008433在PDLSCs骨向诱导21 d后显著高表达。结论Hsa＿circ＿0008433将来可能是PDLSCs骨向分化新的生物学标记物。     

骨形态发生蛋白-2、-3对胚胎小鼠椎间盘细胞的成软骨及成骨作用

目的探索成骨作用的骨形态发生蛋白-2(BMP-2)及抑制成骨作用的骨形态发生蛋白-3(BMP-3)对胚胎小鼠椎间盘细胞的成软骨及成骨作用,为BMPs临床治疗椎间盘相关疾病提供实验依据。方法运用腺病毒介导的BMP-2和BMP-3在胚胎小鼠椎间盘细胞中表达,RT-PCR检测Ⅰ型胶原(ColⅠ)、Ⅱ型胶原(ColⅡ)、蛋白多糖(ACAN)、骨钙素(OC)、骨保护素(OPG)和骨桥蛋白(OPN)成软骨及成骨相关指标mRNA水平的表达,甲苯胺蓝染色检测软骨基质的表达,碱性磷酸酶(ALP)读数及ALP染色检测ALP的活性。结果 BMP-2和BMP-3表达对于椎间盘纤维环(AF)细胞的成软骨和成骨均没有作用。对椎间盘髓核(NP)细胞的软骨相关指标ColⅠ、ColⅡ、ACAN mRNA的表达同样没有影响,但可促进NP细胞的成骨,其中BMP-2和BMP-3均可促进OC mRNA的表达升高,而仅BMP-2可促进其OPG和OPN的mRNA表达升高。甲苯胺蓝染色证明BMP-2和BMP-3对椎间盘细胞软骨基质分泌的影响并不显著。NP细胞在BMP-2和BMP-3腺病毒感染后ALP活性明显增强,在AF细胞中则未观察到这种变化。结论 BMP-2和BMP-3均可促进胚胎小鼠NP细胞的成骨作用,但对AF细胞的成骨及成软骨作用及对NP细胞的成软骨作用没有影响。     

R-spondin1在促进人骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用

目的:研究Wnt信号通路激活剂R-spondin1在人骨髓间充质干细胞(hBMSC)成骨分化中的作用.方法:用0、5、10、20 μg/L R-spondin1处理hBMSC,利用荧光素酶实验检测R-spondin1对hBMSC中Wnt信号通路的作用,Western blot检测R-spondin1对Wnt信号通路下游靶基因β-catenin蛋白表达的影响;在成骨分化培养基中添加20 μg/L R-spondin1诱导hBMSC成骨分化,检测R-spondin1对早期成骨分化指标ALP活性及成骨分化晚期钙沉积、成骨分化标志物OSX、OCN和成骨分化关键转录因子RUNX2表达的影响.结果:R-spondin1增强hBMSC中Wnt信号通路,R-spondin1增强ALP活性和钙沉积,促进OSX、OCN及RUNX2的表达.结论:R-spondin1增强hBMSC中Wnt信号通路的作用,促进hBMSC成骨分化.     

雷公藤多苷对强直性脊柱炎患者成纤维细胞中BMP-2表达的影响

目的：探讨雷公藤多苷（LGTDG）对骨形态发生蛋白(BMP)信号转导通路及BMP-2表达的影响,阐明LGTDG抗强直性脊柱炎（AS）骨化的作用机制。方法：体外培养的AS成纤维细胞分为对照组与0.5、 1.0、 1.5和2.0 mg/L 给药组,检测各组细胞内碱性磷酸酶(ALP)活性及最佳药物浓度;CCK-8法检测1.0 mg/L给药组的细胞增殖率;生化检测法定量检测对照组与1.0 mg/L 给药组BMP-2表达水平;Western blotting法检测对照组与1.0 mg/L给药组BMP-2和Cbfal蛋白表达。结果：各给药组细胞中ALP活性均低于对照组,其中以1.0 mg?L-1 给药组细胞的ALP活性为最低(P<0.01)。CCK-8法检测,1.0 mg/L 给药组AS成纤维细胞增殖率明显低于对照组(P<0.01),LDTDG诱导第4天细胞增殖率最高,进入平台期后细胞的增殖率开始下降。生化检测法和Western blotting法检测,1.0 mg/L给药组BMP-2的蛋白表达明显低于对照组(P<0.01)。结论：LGTDG通过对BMP信号转导通路的影响有效地抑制AS成纤维细胞内BMP-2表达,延缓细胞向成骨型分化导致AS骨化发生。     

釉基质蛋白对人牙周膜成纤维细胞矿化相关蛋白的影响

目的通过检测釉基质蛋白（Enamel matrix proteins,EMPs）作用于体外培养牙周膜成纤维细胞,对细胞骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连素、牙骨质附着蛋白（Cementum attachment protein,CAP）表达及碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性的影响,探讨EMPs促进牙周组织再生的作用机制。方法酶消化法获得人牙周膜成纤维细胞（Human periodontal ligament fibroblast,hPDLF）用100mg/L的EMPs诱导,镜下逐日观察细胞形态变化,在3天、7天两个时间点利用免疫组化方法和图像分析技术检测和分析诱导条件作用后细胞骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连素表达的影响,检测细胞牙骨质附着蛋白的表达。利用ALP法检测诱导后细胞成骨活性的变化。结果 100mg/L的EMPs对hPDLF具有上调骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连素的作用,随时间延长这种促进作用愈明显;EMPs作用hPDLF 3天即表达牙骨质附着蛋白;EMPs可促进hPDLF碱性磷酸酶活性的增强。结论 EMPs在一定浓度下可促使hPDLF向成骨、成牙骨质样细胞分化。     

辛伐他汀对人骨髓基质干细胞向成骨细胞分化过程的影响

目的：观察辛伐他汀（SIM）对体外人骨髓基质干细胞（hBMSCs）向成骨分化的影响,探讨其刺激成骨的作用机制.方法：取健康成人骨髓进行体外成骨诱导培养,实验分为对照组（G1）：不给予药物干预;实验组（G2）：传代后加入SIM1×10-7mol/L.于传代后7,14,21d采用RealtimeRT-PCR检测mRNA水平和BMP-2,Smad1,β-catenin,Frizzled2的表达,并用免疫组织化学检测蛋白水平β-catenin的表达.传代后7d行细胞碱性磷酸酶（ALP）染色和比活性检测;传代后21d行vonKossa染色,检测细胞外基质矿化.结果：SIM作用后7,14,21d3个不同时间点,BMP-2表达均显著高于对照组;Smad1在成骨诱导14,21d时表达高于G1,其余组间差异均不显著;β-catenin免疫组织化学染色2组差异不显著;G2组ALP表达和矿化能力均显著高于G1组.结论：SIM1×10^-7mol/L可促进体外成骨诱导培养的hBMSCs向成骨细胞分化,上调TGF-β/BMPs信号通路部分信号分子表达,但未能显著改变Wnt/β-catenin信号通路部分相关因子的表达.     

LIM矿化蛋白-1对间充质干细胞成骨分化影响的实验研究

目的：构建LIM矿化蛋白-1（LIM mineralization protein-1,LMP-1）的真核表达质粒,并在兔骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）内表达,研究LMP-1对体外培养BMSCs成骨分化的影响。方法：RT-PCR克隆hLMP-1和骨形态发生蛋白－２（bone morphogenetic protein-2,BMP-2）,并构建pIRES2-EGFP-LMP－1及pIRES2-EGFP-BMP－2重组质粒。分离培养BMSCs,脂质体介导下将pIRES2-EGFP-LMP－1、pIRES2-EGFP-BMP－2和pIRES2-EGFP质粒转染BMSCs。7 d后收集细胞,RT-PCR比较hLMP-1、hBMP-2及Ⅰ型胶原的表达,检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性,免疫组化染色比较骨钙素表达。结果：pIRES2-EGFP-LMP-1和pIRES2-EGFP-BMP-2重组质粒构建成功。重组质粒成功转染BMSCs,RT-PCR证实表达目的基因,hLMP-1和hBMP-2转染组可以明显促进细胞分泌ALP的活性,诱导Ⅰ型胶原和骨钙素的表达。结论：LMP-1可以促进BMSCs向成骨细胞分化。     

转BMP-7基因BMSCs复合nHAC体外培养的实验研究

目的建立能够稳定表达骨形态发生蛋白-7（BMP-7）的骨髓基质干细胞（BMSCs）,并与纳米羟基磷灰石胶原（nHAC）材料复合培养体外构建组织工程骨。方法用慢病毒把人BMP-7基因和增强型绿色荧光蛋白（eGFP）基因导入大鼠BMSCs,用G418筛选获得阳性细胞后接种于nHAC支架体外复合培养。荧光显微镜下观察eGFP表达,判断感染效率;以四唑盐（MTT）实验检测细胞活力;RT-PCR、ELISA检测目的基因表达;碱性磷酸酶（ALP）活性检测成骨能力;扫描电镜观察细胞在支架材料中的黏附、生长状况。结果慢病毒24h对BMSCs的转染率约为90%;MTT实验显示细胞活性较未转染组无明显差异（P〉0.05）;RT-PCR检测到BMP-7表达,在1300bp处出现特异性条带;ELISA检测24hBMP-7蛋白含量为（150.2±18.3）pg/ml;ALP活性以第16天左右最强;扫描电镜见细胞种植nHAC支架后粘附、生长良好。结论 BMP-7可在BMSCs内稳定表达,并诱导其向成骨分化;与nHAC复合培养可构建组织工程骨。     

幼年和成年猪松质骨脱细胞基质有机成分和成骨诱导能力的比较

目的：比较幼年和成年猪松质骨脱细胞基质（DCBM）的成骨特性。方法：制备幼年和成年猪DCBM并验证脱细胞效果。胶原和糖胺聚糖（GAGs）定量检测、Masson三色和阿利新蓝染色评估脱细胞前后胶原和GAGs含量及分布。免疫组化检测松质骨基质中骨形态发生蛋白-2（BMP-2）、基质金属蛋白酶-13（MMP-13）和骨钙蛋白（OCN）的分布情况。qPCR检测幼年和成年DCBM诱导复植间充质干细胞（MSC）的I型胶原（Col-I）、碱性磷酸酶（ALP）、BMP-2和OCN等成骨分化指标的基因表达。纳米液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析DCBM的蛋白组成。结果：定量分析显示,幼年松质骨较成年松质骨在脱细胞前后胶原和GAGs含量更高。幼年松质骨脱细胞前后BMP-2、MMP-13、OCN等的表达均高于成年松质骨。成骨诱导实验显示复植于幼年DCBM的MSC,ALP、Col-I等的mRNA的表达量高于复植于成年DCBM。蛋白质谱GO分析和丰度分析显示幼年DCBM较成年DCBM肽链种类丰富,包含成纤维细胞生长因子、转化生长因子、胰岛素样生长因子等促骨生长细胞因子。结论：同等条件下制备的幼年DCBM与成年猪DCBM比较含有更丰富的促骨生长细胞因子,具有更强的成骨诱导性能。     

TNF-α对大鼠牙乳头细胞中BMP2及相关蛋白的表达调节研究

目的:在大鼠牙乳头间充质细胞中探讨肿瘤坏死因子α(TNF-α)对骨形态发生蛋白2(BMP2)及矿化相关蛋白的表达调控。方法:体外分离培养SD新生大鼠牙乳头间充质细胞,在添加TNF-α梯度的血清培养基中诱导培养,RT-PCR、WB及ELISA方法检测骨形态发生蛋白2(BMP2)表达情况;添加TNF-α不同时间梯度,RT-PCR、WB检测成骨分化标志蛋白碱性磷酸酶(ALP)、骨涎蛋白(BSP)表达变化。结果:TNF-α处理后,大鼠牙乳头间充质细胞中BMP2表达上调,ALP、BSP表达有所提高。结论:在大鼠牙乳头细胞中,TNF-α能够上调BMP2表达,进而诱导成牙骨质细胞矿化相关蛋白ALP,BSP表达,对牙齿发育矿化可能起到促进作用。