骨髓基质细胞的培养与成骨能力的研究概况

骨髓基质细胞具有多向分化潜能,在不同的环境和多种因子诱导下,可定向地向成骨细胞系转化,最终钙化成骨。对基质细胞的成骨作用研究有助于更好地认识愈合的过程和机制,为临床促进骨愈合提供理论基础。     

重组人骨形态发生蛋合7、转化生长因子β1对兔脂肪基质细胞体外成骨潜能的初步实验研究

目的分离兔脂肪基质细胞并诱导培养其成骨表型,为扩增种子细胞提供实验依据。方法获取兔脂肪组织,胶原酶消化得到脂肪基质细胞,进行原代培养,消化传代后诱导培养,设置含重组人骨形态发生蛋白7(rhBMP-7)、转化生长因子β1(TGF-β1)的改良成骨诱导化培养组、常规成骨诱导培养组及对照非成骨诱导培养组,绘制生长曲线并对其成骨表型进行鉴定。结果与常规成骨诱导化方式相比,rhBMP-7、TGF-β1能明显促进的脂肪基质细胞增殖,并促使其向成骨细胞演变,碱性磷酸酶及VonKossa染色强阳性,群体倍增时间为32h;对照组未显示成骨细胞方向分化。结论采用多因子的成骨诱导培养利于脂肪基质细胞的增殖及诱导分化,是扩增组织工程种子细胞的有效方法。     

Runx2及其在骨组织工程中的应用

Runx2在成骨分化信号转导通路中起核心作用,能够诱导骨髓间充质干细胞（BMSC）向成骨细胞定向分化并促进成骨细胞和软骨细胞成熟,从而促进骨愈合,被视为骨组织工程中最具有应用前景的转录因子之一。利用携带Runx2基因的腺病毒载体感染BMSC,使BMSC中Runx2蛋白表达增高,并将BMSC复合于骨材料上以提高骨性愈合效率,已成为骨组织工程研究新热点。该文就Runx2及其在骨组织工程中应用研究进展作一综述。     

白藜芦醇通过抑制β-catenin表达诱导并促进人肌腱干细胞的成骨分化

[目的]观察白藜芦醇对人肌腱干细胞成骨分化的作用及其细胞信号通路。[方法]低密度接种法和胶原酶消化法分离培养人肌腱干细胞,结晶紫染色观察分离出的细胞形成的单克隆,体外诱导检测分离细胞的多向分化能力;在/无成骨诱导因子下,不同浓度白藜芦醇刺激人肌腱干细胞荧光定量PCR检测骨相关基因(Run x2和OCN)表达,免疫印迹检测Run x2蛋白表达,茜素红S染色观察钙盐沉积,免疫印迹检测β-catenin和NK-KB表达以检测相关细胞信号通路。[结果]成功从人髌腱组织中分离培养出肌腱干细胞,体外可被诱导成骨细胞和脂肪细胞;在/无成骨诱导因子影响下,白藜芦醇均促进骨相关因子Run x2和其下游因子OCN表达,且随着白藜芦醇的浓度升高而上调;无成骨诱导因子影响下,Run x2蛋白表达随着白藜芦醇浓度升高而增多,而在成骨诱导因子存在下,其蛋白表达变化不明显。在/无成骨诱导因子影响下,茜素红S染色显示白藜芦醇促进人肌腱干细胞的钙盐沉积。随着白藜芦醇浓度的提高,β-catenin表达减少,而NF-KB表达无明显变化。[结论]白藜芦醇可以体外诱导并促进人肌腱干细胞的成骨分化,可能通过调节β-catenin信号通路来调控。     

骨形态发生蛋白在同种异体骨骨移植中研究进展

在同种异体骨骨移植的骨愈合过程中,骨形态生成蛋白(bone morphogenetic Protein,BMP)是关键性的调节因素,它们通过调节转录因子以及借助一些信号转导途径,促进骨祖细胞分化成为成熟的成骨细胞和软骨细胞,发挥了诱导分化和定向分化的效应。骨形态生成蛋白使诱导分化生成的新骨与以同种异体骨移植为支架的骨传导作用相辅相成,完成骨缺损的修复。本文就BMP在同种异体骨骨移植愈合过程中的作用机制的研究进展进行综述。     

硫酸钙对人骨髓基质干细胞向成骨细胞转化时基因表达的影响

目的 观察硫酸钙(CS)在人骨髓基质干细胞(BMSCs)向成骨细胞转化过程中对成骨基因表达的影响,探讨硫酸钙修复骨缺损可能的生物学机制.方法 制备硫酸钙浸提的成骨诱导液(实验组)与常规的成骨诱导液(对照组),分别加入人BMSCs培养瓶(各3例),使其向成骨细胞的诱导分化,注意观察细胞的分化和生长.培养至第7天时进行RNA的抽提、纯化和质量检测,并合成cDNA,采用成骨功能基因芯片分别检测实验组和对照组中各种成骨基因的变化.结果 实验组和对照组细胞均生长良好,缓慢增殖,但实验组向成骨细胞分化的趋势要明显较对照组好.成骨基因芯片共检测到89种基因,其中有23种基因表达改变显著(Fold change＞2,P＜0.05).表达上调超过2倍的基因包括:AMELY、BMP2、COL4A3、COMP、EGF、FLT1、IGF1、ITGA2、MMP10、MMP2、TGFB2、TGFBR1、VDR和VEGFA.表达下调超过2倍的有:COL2A1、COL15A1、COL1A1、COL1A2、COL5A1、CSF2、FGF1、ITGA3和MMP8.结论 硫酸钙促进了人BMSCs向成骨细胞转化的过程,这种作用与硫酸钙促进成骨基因表达上调、合成活性因子增加相关,说明硫酸钙具有潜在的骨诱导活性,可以作为良好的骨修复替代材料,促进细胞的骨修复能力.     

Runx2基因对骨代谢调控的研究进展

人体骨代谢是一个复杂的过程,是破骨细胞（ osteoclast ,OC）吸收旧骨和成骨细胞（ osteoblast ,OB）形成新骨的动态平衡的过程。 Runx2（core binding factor alphal 1,核心结合因子a1）是调控成骨细胞和破骨细胞的分化促进骨形成的关键调控因子,通过调控成骨细胞特异性细胞外基质蛋白基因的表达和成骨细胞周期参与成骨细胞的分化过程,促进骨形成和抑制骨吸收。本文就Runx2在骨代谢中的作用作一综述。     

TGF-β和BMP对胎兔颅骨成骨样细胞增殖和分化相互作用的实验研究

目的研究转化生长因子β(TGF-β)和骨形态发生蛋白(BMP)对成骨细胞增殖和分化的影响及其相互作用。方法取胎兔颅骨成骨样细胞进行体外培养，使用不同方法，加入TGF-β与BMP，在不同时间点检测其成骨样细胞增殖和分化的相互作用。结果TGF-β增加成骨样细胞DNA含量，抑制ALP活性、骨钙素的产生和矿化骨基质的形成。而BMP的作用相反。联合应用时，TGF-β减弱了BMP对成骨样细胞骨钙素产生和ALP活性的增强作用，BMP降低了TGF-β对成骨样细胞DNA合成的促进作用。在序惯性给药时，早期(9d)用BMP治疗并不影响随后加入的TGF-β对成骨样细胞ALP活性和基质钙化的抑制作用。而早期(10d)用TGF-β治疗却诱导了随后加入的BMP对成骨样细胞分化的促进作用。结论TGF-β促进成骨细胞增殖，BMP促进成骨细胞分化，它们在各自的不同时期发挥对成骨样细胞增殖和分化的影响。     

中药促进骨折愈合在细胞分子水平的研究进展

中药被广泛应用于治疗骨折和骨质疏松等骨科相关疾病,已有许多动物实验和临床试验证明中药,如淫羊藿、骨碎补等可刺激骨再生和抑制骨再吸收,最终促进骨折愈合。许多细胞实验证明这些中药成分可上调胞内成骨性转录因子和成骨相关基因产物表达,诱导前成骨细胞成骨分化和刺激成骨细胞增殖,促进骨结节形成和基质矿化。同时也可上调胞内破骨性转录因子和破骨相关基因产物表达,抑制前破骨细胞破骨分化和破骨细胞骨再吸收活性。此外这些中药成分还可影响胞内信号通路发挥以上相同的作用。由此发现前成骨细胞和前破骨细胞中的成骨性和破骨性转录因子、转录因子调节的基因表达和信号通路是中药促进骨折愈合的主要分子机制,也是目前中药促进骨折愈合的研究热点。     

仿生诱导骨促进兔横突间脊柱融合的研究

目的 探讨仿生诱导骨促进兔脊柱融合的可行性.方法 成骨诱导化培养兔脂肪基质细胞、制备释放重组人骨形成发生蛋白(rhBMP)-2的壳聚糖/胶原蛋白/B磷酸三钙基质,联合生物凝胶+动态种植,构建仿生诱导骨;兔腰4～5横突间融合模型移植4组,A1仿生骨诱导骨;A2自体髂骨;B1 rhBMP-2的复合基质;B2空白支架.行组织学、免疫组织化学、新骨及诱导因子定量分析、手动触检,生物力学检查.结果 A1组骨性融合能力最强,融合率、新骨面积、BMP含量及力学指标均高于其他组,差异有统计学意义(P<0.05);A2组次之,B1组新骨生长不明显,融合相对延缓.B2组未融合.结论 仿生诱导骨能强化骨诱导、传导效应,超越自体骨修复效果,促进脊柱融合.     

核心结合因子α1过表达促进脂肪组织来源干细胞向成骨细胞分化

目的 检测核心结合因子α1(Cbfα1)的特异性成骨作用以及脂肪组织来源干细胞的成骨分化潜能.方法 采用Cbfα1重组的腺病毒载体感染脂肪来源干细胞,通过间接免疫荧光的方法检测脂肪来源干细胞中Cbfα1的表达.Cbfα1转染脂肪组织来源干细胞后1、3、7 d利用RT-PCR检测成骨特异性基因和成脂特异性基因的表达变化.同时通过检测Cbfα1转染后7、10 d脂肪来源干细胞碱性磷酸酶活性的变化,观察Cbfα1过表达后诱导脂肪组织来源干细胞向成骨细胞分化.结果 转染后脂肪组织来源干细胞细胞数目增长一倍.在特定诱导条件下,可向成脂细胞、成骨细胞分化.Cbfα1重组的腺病毒载体对脂肪组织来源干细胞的转染效率为82.4%.转染后第1、3、7天脂肪组织来源干细胞中骨钙素、骨桥素、Ⅰ型胶原的表达增强;脂蛋白脂酶的表达逐渐下降.转染Cbfα1后,脂肪组织来源干细胞中碱性磷酸酶活性显著增加.结论 核心结合因子过表达促进脂肪组织来源干细胞向成骨细胞分化、抑制成脂分化.     

大鼠骨髓基质细胞体外成脂、成骨分化的研究

目的　观察体外定向诱导大鼠骨髓基质细胞分化为脂肪细胞和成骨细胞。方法　全骨髓法分离大鼠骨髓基质细胞 ,传 3代后分别在成脂、成骨诱导条件下继续培养 ,油红O染色、碱性磷酸酶染色和VonKossa染色判定其分化结果。结果　传 3代大鼠骨髓基质细胞成脂诱导 2 1d后 ,分化为脂肪细胞的阳性率为 (83. 6± 2 . 8) % ,成骨诱导 12d后碱性磷酸酶染色阳性率达 (87. 6± 2. 8) % ,连续诱导35d可见矿化结节形成。结论　随着诱导条件的不同 ,大鼠骨髓基质细胞在体外可定向分化为脂肪细胞或成骨细胞。     

LIM矿化蛋白1促进成骨的研究现状

目的 LIM矿化蛋白1（LIM mineralization protein-1,LMP-1）是一种细胞内非分泌蛋白,通过调节BMPs信号通路而促进成骨分化。近年来,研究表明LMP-1作为成骨信号途径的上游信号分子级联放大下游成骨信号,增加成骨细胞对BMPs的敏感性,招募众多的成骨因子共同参与成骨,最终促进细胞成骨分化和诱导骨形成。本文就LMP-1的结构特点、诱导成骨机制、LMP-1用于基因治疗的种子细胞及载体的选择等研究现状作一综述。     

可变剪接与成骨分化的研究进展

间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs)的成骨分化在骨相关疾病的治疗中具有潜在的临床价值。可变剪接（alternative splicing,AS）常以组织或时间特异性的方式发生,在组织发育和疾病中起着重要的作用,是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一。成骨细胞分化是一个多步骤有序发生的过程,涉及一系列转录因子的协同表达。AS在调节成骨细胞功能和骨形成的过程中发挥着关键作用。成骨分化过程中超过120余种基因发生AS,包括RUNX2、Sp7、Vegf-A和FosB等。该综述详细总结了成骨分化过程中发生AS的关键转录因子,以及所产生的各剪接体在成骨分化分子遗传网络中的不同作用。     

淫羊藿总黄酮调节骨代谢作用及药理机制的研究新进展

实验研究发现淫羊藿对不同类型骨质疏松大鼠模型均有骨代谢调节作用,临床研究亦发现采用淫羊藿治疗绝经后骨质疏松症也取得了明显的效果。其药理作用机制可能与降低破骨细胞内Ca2+浓度,影响成骨细胞增殖、分化、矿化;增加骨护骨素(OPG)mRNA的表达,提高成骨细胞Osterix基因表达水平,从而促进骨形成;通过升高人成骨细胞骨形成蛋白-2(BMP-2)mRNA的表达,增加骨形态生成蛋白2的生成刺激人类成骨细胞的增殖和分化;通过抑制TNF-αmRNA和促进TGF-β1mRNA的表达促进转化生长因子(TGF)-β1的产生,抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达,进而阻止骨髓基质中破骨细胞的生成,减少骨质丢失;淫羊藿总黄酮增加骨桥蛋白(OPN)mRNA和Ⅰ型胶原的表达促进骨的生成;淫羊藿苷可通过选择性上调下丘脑和海马ERα,ERβmRNA的表达,降低骨组织中IL-6的表达,从而减少骨吸收;淫羊藿总黄酮可通过抑制DKK1蛋白的表达,调控去势雌性大鼠BMSCs成骨和成脂分化平衡调节骨代谢;淫羊藿苷通过上调Cbfal、BMP2和BMP4mRNA的表达而促进成骨细胞的分化,诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化;淫羊藿总黄酮可显著改善雄性生殖系统和生殖内分泌功能,促进性腺的分泌,产生类雄激素样作用而促进成骨细胞的增殖与分化。笔者从多个层面对淫羊藿黄酮类成分抗骨质疏松作用机制进行阐述,提出今后在此研究基础上尚需进一步深入全面、系统的研究和阐述。     

纳米化仿生诱导骨的构建及促进兔横突间融合研究

目的 探讨纳米化仿生诱导骨促进兔脊柱融合的可行性.方法 成骨化兔脂肪基质细胞(ADSCs)接种在纳米级β磷酸三钙/壳聚糖/聚已内酯基质,构建纳米化仿生诱导骨;建立兔腰5～6横突间融合模型,A组纳米化仿生诱导骨,B组自体髂骨,C组脂肪基质细胞移植,D组空白支架,E组rhBMP-2注射.行影像学、组织学、免疫组化、新骨及诱导因子定量分析等检查.结果 A组融合能力最强,融合率100%、新骨面积比(87.32±1.68)%、BMP含量及力学指标(128±19)、(331.56±3.21)N、(526.78±3.19)Nmm均高于其他组,差异有统计学意义(P＜0.05);B、C组次之,E组新骨生长不明显,融合相对延缓.D组未融合.结论 仿生诱导骨能强化骨再生,促进脊柱融合.     

人骨髓间充质干细胞定向诱导分化为成骨细胞及其鉴定

目的探讨将成人骨髓间充质干细胞(MSCs)定向诱导分化为成骨细胞的方法,并对所诱导细胞的成骨特性进行鉴定. 方法分离人骨髓,梯度离心并结合全骨髓法进行培养,培养基中添加成骨诱导剂地塞米松、β-甘油磷酸钠及抗坏血酸.贴壁细胞传代,取第3代细胞鉴定其成骨特性;在倒置相差显微镜下观察细胞形态,钙-钴法染色检测碱性磷酸酶(ALP)表达,免疫组织化学检测Ⅰ型胶原表达,原位杂交检测骨连接素(ON)、骨桥素(OP)表达,Von Kossa 染色检测钙结节形成. 结果第3代人MSCs呈典型的成骨细胞形态,可连续传代10次;ALP染色阳性率达85%;Ⅰ型胶原、ON和OP表达阳性;Von Kossa 染色可见钙结节形成. 结论成功地将人MSCs诱导分化为成骨细胞,所诱导的细胞具有典型的成骨细胞特性.     

甲状旁腺素调控骨重建过程中成骨分化的研究

骨改建是维持骨稳态的重要生理过程,包括骨形成和骨吸收。甲状旁腺素在骨改建中发挥重要作用,可以通过多种途径促进骨形成,其研究成果可为促进成骨分化、促进骨折愈合、治疗骨质疏松症等提供新的靶点。本文就甲状旁腺素调控成骨细胞谱系细胞、间充质干细胞等多种细胞的成骨分化研究进展做一综述。     

胰岛素样生长因子在骨生长,修复及改建中的作用

胰岛素样生长因子是骨组织细胞的极其重要的局部调节因子之一。一方面，通过内分泌、自分泌或旁分泌方式刺激成骨细胞的分化、增殖及其基质的形成，促进骨生长与修复；另一方面，通过介导作用，调节成骨细胞和破骨细胞泊分化形成及其功能活性，在骨改建偶联过程中发挥着重要的作用。     

BMPs及其相关microRNAs在MSC向成骨细胞 分化过程中的作用

目的间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞分化是目前组织工程和骨愈合研究的热点。已有大 量文献报道骨诱导形成蛋白（BMP)在该过程中的作用,随着微小RNA( microRNA,miRNA)的发现,其 对BMP在MSC向成骨细胞诱导分化过程中所起的调控作用也日益受到重视。作者归纳总结了 BMIP及其相关miRNA在MSC向成骨细胞分化过程中的作用,以及一些常用生物材料在诱导MSCs 向成骨细胞分化过程中,对BMP及相关miRNA的影响。为进一步的研究提供了借鉴和参考。