影响骨髓间质干细胞向成骨细胞分化的调控因素

长期的骨骼废用引起的骨质减少主要归因于骨形成的减少,成骨细胞由具有多向分化潜能的间充质细胞经骨原细胞、前成骨细胞分化而来,骨髓间质干细胞是骨髓来源的具有多向分化潜能的干细胞,本文综述了骨髓间质干细胞向成骨细胞分化的调控因素,有助于增加对骨丢失的理解,并进行预防和治疗,为航天员和骨骼废用病人创造更健康的生活。     

脂肪来源干细胞体外成骨和成脂及成神经的诱导分化研究

目的:探讨脂肪来源干细胞体外成骨和成脂及成神经的诱导分化情况。方法:选取10只SPF级雄性SD大鼠,将其不同部位的脂肪组织取出,分别采用不同方法对其向成骨、成脂及成神经等方向进行诱导分化并对其结果进行鉴定。结果:ADSC表达中,CD29占(99.11±0.13)%,CD44占(95.94±0.71)%,CD45占(0.12±0.09)%。经4周的成骨诱导后,茜素红S染色在细胞团中央发现红色钙化结节存在,碱性磷酸酶染色在细胞的胞质内观察到紫红色颗粒,经7d成脂诱导后,油红"O"染色在细胞质内观察到橙红色脂滴;经过6d的神经干培养基诱导后,通过免疫荧光染色证明诱导的Nestin细胞、神经丝蛋白-200以及GFAP等均出现阳性表达。结论:ADSC具备向脂肪、成骨及神经元等细胞进行多向分化的潜能,具有来源广、易于操作、体外增殖快速等优越性,并且不存在免疫排斥及医学伦理学问题,发展前景广阔。     

间充质干细胞向成骨细胞分化的信号通路

间充质干细胞具有向成骨细胞分化的潜能,可体外分离、培养和扩增,是骨组织工程中理想的种子细胞。近年的研究表明间充质干细胞的成骨分化受到多种信号通路的调控,现就其中研究较为深入的MAPK和Notch通路的情况作一简要综述。     

620nm低能量红光对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

为研究发光二极管(LED)发射的红光对大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化的影响,体外培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,620 nm波长的LED置于细胞上方2 cm处,照射剂量分别为0,1,2和4J/cm2.采用CCK-8法检测照射后第2、4天的增殖活性,碱性磷酸酶(ALP)活性试剂盒与von kossa矿化结节染色法检测骨髓间...     

脂肪源性干细胞的多向分化潜力及应用前景

脂肪组织中含有一类具有多向分化潜力的细胞,即脂肪源性干细胞,简称脂肪干细胞。其生物学性质与骨髓间充质干细胞相类似,并可向脂肪、骨、软骨、肌肉、内皮、造血、肝、胰岛和神经等多种细胞方向分化。由于脂肪组织在人体内储量丰富,获取简便创伤小,在组织工程、器官修复、基因治疗等方面都有着广阔的应用前景,因此脂肪干细胞已成为继骨髓间充质干细胞后干细胞领域另一个备受关注的热点。通过以分析脂肪干细胞的多向分化潜力,综述了这一领域最新的研究进展,并就其应用前景及目前研究中一些争议问题进行了探讨。     

脂肪源性干细胞的多向分化潜力及应用前景

脂肪组织中含有一类具有多向分化潜力的细胞,即脂肪源性干细胞,简称脂肪干细胞。其生物学性质与骨髓间充质干细胞相类似,并可向脂肪、骨、软骨、肌肉、内皮、造血、肝、胰岛和神经等多种细胞方向分化。由于脂肪组织在人体内储量丰富,获取简便创伤小,在组织工程、器官修复、基因治疗等方面都有着广阔的应用前景,因此脂肪干细胞已成为继骨髓间充质干细胞后干细胞领域另一个备受关注的热点。通过以分析脂肪干细胞的多向分化潜力,综述了这一领域最新的研究进展,并就其应用前景及目前研究中一些争议问题进行了探讨     

Molecular Characterization of Equine APRIL and its Expression Analysis During the Adipogenic Differentiation of Equine Adipose-Derived Stem Cell In Vitro

A proliferation inducing ligand (APRIL) is a member of the TNF superfamily. It shares two receptors with B-cell activating factor (BAFF), B-cell maturation antigen (BCMA), and transmembrane activator and CAML interactor (TACI). Herein, the equine APRIL was identified from equine adipose-derived stem cell (ASC), and the protein expression of APRIL and its related molecules were detected during the adipogenic differentiation of equine ASC in vitro. The equine APRIL gene was located on chromosome 11, spans 1852 base pairs (bp). Its open reading frame covers 753 bp, encoding a 250-amino acid protein with the typical TNF structure domain. During the two weeks’ adipogenic differentiation of equine ASC, although the protein expression of APRIL and TACI had an insignificant change, that of BCMA increased significantly. Moreover, with the addition of recombinant protein His₆-sAPRIL, a reduced differentiation of equine ASC toward adipocyte was detected. These results may provide the basis for investigating the role of APRIL in ASC adipogenic differentiation.     

低氧对间充质干细胞成骨相关基因表达的影响

目的：观察低氧对间充质干细胞（MSC）成骨相关基因表达的影响。方法：取第2代MSC,分别在常氧和3％氧浓度下培养,采用real-timeRT-PCR检测骨桥蛋白（OPN）、核心结合因子α1（Cbfal）、骨形态发生蛋白（BMP）和血管内皮生长因子（VEGF）mRNA的表达。结果：2种氧浓度下MSC的形态无明显差异,但3％氧浓度下MSC集落形成能力增强。常氧下MSC中Cbfal和BMPmRNA的表达高于3％氧浓度,差异有显著性（P〈0．05）;而OPN和VEGFmRNA的表达虽高于3％氧浓度,但差异无显著性（P〉0．05）。结论：3％氧浓度对MSC的形态没有明显影响,但增强其增殖能力,抑制其成骨分化能力。     

间充质干细胞对造血干/祖细胞分化为巨核细胞的影响

目的:探讨间充质干细胞(MSC)共培养对体外诱导脐带血单个核细胞来源的造血干/祖细胞生成巨核细胞的影响。方法:分离得到骨髓和脐带2种来源的MSC,并对它们进行表面标志和多向分化能力的鉴定,同时通过实时定量PCR及对RT-PCR产物的电泳分析,对比相同培养代数下2种MSC表达造血因子的情况;用梯度离心法分离得到单个核细胞,通过直接接触或Trans-well分隔的方式分别与MSC共培养,观察细胞增殖情况,并检测巨核系特异性的表面标志和相关基因的表达。结果:骨髓和脐带来源的MSC均分泌对巨核细胞增殖分化有促进作用的造血因子,与造血干/祖细胞直接共培养,对于巨核细胞的增殖有明显的促进作用,分化效果不明显;在非接触共培养的条件下,对巨核细胞的增殖及分化都产生促进作用,且骨髓来源的MSC较脐带来源的MSC效果更加明显。结论:MSC与脐带血造血干/祖细胞非接触培养,对其向巨核分化和增殖的促进作用明显,本实验所用的骨髓来源MSC促分化效果更好。本研究为今后进一步优化巨核系诱导分化体系奠定了基础,并对未来体外大规模制备巨核系祖细胞应用于临床治疗有一定的指导作用。     

丙二醛通过激活p38和JNK通路抑制间充质干细胞成骨分化

为了探索丙二醛（malonaldehyde, MDA）抑制间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）成骨分化的作用机制,用不同浓度的丙二醛孵育MSCs,进行成骨诱导培养,检测碱性磷酸酶活性和钙结节形成|并检测p38和JNK表达水平和磷酸化程度,用这两种信号分子的特异性阻断剂进行验证. 结果发现,丙二醛浓度依赖性地降低MSCs碱性磷酸酶的活性,抑制钙结节的形成|并引起p38和JNK的表达上调和磷酸化增强,诱导JNK由胞浆向胞核转位| p38和JNK阻断剂对丙二醛的上述效应有拮抗作用. 结果表明,丙二醛可抑制MSCs的成骨诱导分化,其作用机制涉及p38和JNK信号通路的参与.     

脂肪间充质干细胞体外分化成心肌样细胞

探讨大鼠脂肪间充质干细胞（adipose-derived mesenchymal stem cells,AMSC）体外分化成心肌样细胞的潜能,为自体干细胞移植治疗心肌梗死提供理论基础.采用消化法分离大鼠AMSC,培养于RPMI1640生长培养基中,倒置相差显微镜观察细胞形态发现,随着培养时间的延长,细胞形态趋向于心肌细胞,SQ RT-PCR检测表达心肌特异性基因：β-肌球蛋白重链（β-MHC）、α-肌球蛋白重链（α-MHC）、心房利钠肽（ANP）、心肌肌钙蛋白（cTnT）、心肌肌动蛋白、肌肉增强因子和GATA-4;免疫细胞化学和免疫荧光染色检测表达心肌细胞特异性蛋白：结蛋白、横纹肌辅肌动蛋白、心肌肌动蛋白和间隙连接蛋白45(connexin 45);Western印迹检测表达心肌特异性蛋白Nkx2.5. 实验表明,大鼠AMSC在体外培养条件下能分化成心肌样细胞,在组织工程学及干细胞移植领域有着良好的应用前景.     

BMP9诱导人脐带间充质干细胞体内外成骨分化的作用研究

目的:探讨人骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9)在体内外诱导人脐带间充质干细胞(human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)成骨分化的作用研究。方法:设立Ad-BMP9处理组和Ad-GFP对照组感染hUC-MSCs,两组细胞分别于3天、5天、7天进行ALP活性检测,14天后采用免疫组织化学染色检测骨钙素(Osteocalcin,OCN)、骨桥蛋白(Osteopotin,OPN)的表达情况,21天后茜素红染色检测矿化结节的形成;然后收集不同分组hUC-MSC用于裸鼠皮下注射成骨模型的建立,4周后取出离体骨进行Micro-CT扫描和分析,并进行H&E、Masson Trichrome、Alcain Blue染色。结果:BMP9处理组的ALP活性和矿化结节形成明显高于对照组,免疫组化染色结果显示BMP9诱导组的OCN、OPG的阳性表达明显高于对照组;裸鼠皮下注射成骨模型的观察结果显示,空白对照组没有形成肉眼可见的皮下包块,仅感染Ad-BMP9的hUC-MSCs能生成异位骨,且形成的异位骨骨量明显,骨密度平均值为396.05±0.60;H&E染色结果显示BMP9诱导生成的异位骨中形成部分成熟的骨基质和骨小梁,Masson Trichrome染色结果显示BMP9明显诱导hUC-MSCs的基质矿化作用,Alcain Blue染色结果显示BMP9明显诱导hUC-MSCs的软骨内成骨作用。结论:BMP9成功诱导人脐带间充质干细胞的体内外成骨作用,为临床骨组织工程的细胞疗法提供了明确的可行性。     

脂肪间充质干细胞的分离培养、多向分化及其应用前景

脂肪组织几乎遍布于动物体全身,在整个生命过程中有极强的可塑性. 近年研究表明,运用相似的分离方法,可从人、小鼠、大鼠、兔和猪等物种脂肪组织中分离获得脂肪间充质干细胞. 与骨髓来源的间充质干细胞相比,它具有相似的表面标记和分化潜能;在合适的诱导条件下,这种细胞能分别向3个胚层的细胞分化,如成肌细胞、心肌细胞、软骨细胞、成骨细胞、脂肪细胞、神经细胞、血管内皮细胞和肝细胞等;脂肪间充质干细胞具有来源丰富,取材安全方便和扩增速率高的特点,使其在细胞治疗和组织工程方面具有更广阔的应用前景.     

骨形态发生蛋白9通过JNKs激酶途径调控间充质干细胞成骨分化

前期研究发现骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)除了通过经典Smad途径外,也可通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases,MAPKs)中的p38激酶途径调控间充质干细胞成骨分化．本研究继续探讨MAPKs的重要成员c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinases,JNKs)对于BMP9诱导间充质干细胞成骨分化的调控作用．利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析BMP9是否可通过JNKs激酶途径调控间充质干细胞成骨分化．结果表明：BMP9可通过促进JNKs激酶磷酸化而导致其活化;JNKs抑制剂SP600125可抑制由BMP9诱导的间充质干细胞的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteocpontin,OPN)和骨钙素(osteocalcin,OCN)表达以及钙盐沉积;利用抑制剂SP600125抑制JNKs激酶活性后,BMP9诱导Runx2的表达和转录活性,以及Smad经典途径的激活也相应受到抑制;RNA干扰导致JNKs基因沉默同样也可抑制BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化以及裸鼠皮下异位成骨．因此,BMP9可通过活化JNKs激酶途径,从而调控间充质干细胞成骨分化．     

牙源性间充质干细胞对成骨前体细胞成骨分化的影响

目的:探讨牙源性间充质干细胞对成骨前体细胞成骨分化的影响.方法:将小鼠成骨前体细胞MC3T3-El分为两组,观察组为牙源性间充质干细胞与MC3T3-E1细胞共培养,对照组为单一MC3T3-E1细胞培养.采用CCK-8法检测细胞增殖水平,采用酶联免疫法检测碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)活性...     

DNA甲基化修饰与干细胞分化

干细胞自我更新及分化潜能一方面是内源性转录因子相互协调控制的结果,另一方面表观遗传修饰也起着重要的作用。该文综述了DNA甲基化修饰的机理、哺乳动物DNA甲基化的特点以及干细胞分化的DNA甲基化修饰。     

Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells Transplantation Alleviates Renal Injury in Streptozotocin-Induced Diabetic Nephropathy

Previous studies have illustrated that bone marrow-derived mesenchymal stem cell (BMMSC) transplantation has therapeutic effects on diabetes and can prevent mice from renal damage and diabetic nephropathy (DN). Moreover, adipose-derived MSCs possess similar characteristics to BMMSCs. We investigated the effect of ADMSC transplantation on streptozotocin (STZ)-induced renal injury. Diabetes was induced in rats by STZ injection. After ADMSC treatment, renal histological changes and cell apoptosis were evaluated as were the expression of apoptosis-related proteins, Wnt/β-catenin pathway members, and klotho levels. We found that ADMSCs improved renal histological changes. Next, NRK-52E cells were exposed to normal glucose (NG; 5.5 mM glucose plus 24.5 mM mannitol)/high glucose (HG) or ADMSCs, and then measured for changes in the aforementioned proteins. Similarly, changes in these proteins were also determined following transient transfection of klotho siRNA. We found that both ADMSC transplantation and co-incubation reduced the rate of cellular apoptosis, decreased Bax and Wnt/β-catenin levels, and elevated Bcl-2 and klotho levels. Interestingly, klotho knockdown reversed the effects of ADMSCs on the expression of apoptosis-related proteins and Wnt/β-catenin pathway members. Taken together, ADMSCs transplantation might attenuate renal injury in DN via activating klotho and inhibiting the Wnt/β-catenin pathway. This study may provide evidence for the treatment of DN using ADMSCs.     

一种体外快速分离脂肪来源干细胞的方法

目的:以小鼠为模型,建立一种基于流式细胞仪为检测手段的快速分离脂肪来源干细胞的方法,解决间充质干细胞进入实际应用过程中遇到的难题。方法:取BALB/c小鼠腹股沟内侧的皮下脂肪组织,采用Ⅰ型胶原酶消化等系列措施,获取脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)。所得细胞分离培养4代后,流式细胞仪分选出CD73+CD45-ADSCs后成骨诱导分化。碱性磷酸酶染色和实时荧光定量PCR检测其分化情况。结果:刚分离培养的ADSCs细胞普遍呈圆形或椭圆形,传至第三代的细胞,非MSCs细胞逐渐被淘汰,剩余的细胞形态逐渐变得一致,细胞形态呈梭形。流式细胞仪检测发现ADSCs细胞表面抗原标记CD73+CD45-为20.7%。所得的ADSCs成骨诱导分化后碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色呈阳性,实时荧光定量PCR检测成骨标志基因发现它们表达上调,其中ALP的表达高达22倍。结论:本方法可以获得纯度较高的ADSCs,且耗时少成本低;且提示可采用该方法来获得大量的人源ADSCs用于组织工程修复。     

胚胎干细胞向肝细胞诱导分化

胚胎干细胞具有分化成三胚层细胞的潜能。它已被视为治疗多种疾痛的一种新兴策略。在现阶段,通过不同的诱导途径可将胚胎干细胞诱导成为肝细胞：体外诱导、体内诱导以及体外和体内相结合诱导分化。然而从体内实验结果来看,其嵌合率及分化率不高,这是一个亟需解决的问题,否则就无法成功地将其应用于临床治疗。     

小鼠胚胎干细胞分化为肝细胞的基因芯片分析

弄清胚胎肝脏发育的分化调节机制,对指导干细胞在肝再生中的应用以及研究肝分化相关疾病分子机制具有重要意义．胚胎干细胞的全能性使得体外建立肝向分化模型成为可能,采用单层贴壁培养方式,分阶段加入成纤维细胞生长因子(FGF)、肝细胞生长因子(HGF)、制瘤素(OSM)等因子,诱导小鼠胚胎干细胞D3(mESC-D3)的肝向分化．分化细胞在光镜和电镜下呈现肝样细胞形态,RT-PCR、细胞免疫荧光检测以及PAS染色分析表明,这些细胞具有肝细胞特征性的基因表达和生化功能．采用干细胞分化相关基因芯片比较早期肝定向分化前后的基因表达差异,结果显示,48个差异表达基因中(大于2倍),20个上调、28个下调．进一步的生物信息学分析发现,它们集中体现在细胞外基质、细胞连接、FGF、BMP分子及Notch、Wnt信号通路上,提示这些改变可能与胚胎早期的肝向分化密切相关．