间充质干细胞成骨分化调控蛋白研究

间充质干细胞具有分化成骨的潜能,已逐渐成为骨损伤临床治疗的种子细胞。研究表明,生物化学试剂和物理因素均可诱导间充质干细胞的成骨分化,并且一些配体蛋白和转录因子参与了此过程。该文综述了近十年来关于间充质干细胞成骨分化调控蛋白的研究,以期为间充质干细胞成骨分化的临床应用提供理论依据和科学指导。     

骨形态发生蛋白诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

目前从骨髓中成功分离、鉴定BMSCs的方法较为成熟。新发现一些物质能诱导BMSCs向成骨细胞分化因子,其中对BMP研究较多。其机制可能是通过结合Ⅰ、Ⅱ型BMP受体后激活Smad信号通路诱导成骨。其诱导方法主要包括直接应用天然BMP或者将BMP及其协同基因转入BMSCs,通过靶细胞的持续表达BMP促进新骨形成。本文将近10年BMP诱导BMSCs向成骨分化的研究现状及发展趋势做一综述。     

骨髓间充质干细胞成肌和成脂分化的调控

骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是来源于骨髓基质的一类具有高度自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞.因其具有容易获取、体外扩增方便迅速、移植排斥反应较弱等优点而成为临床应用的理想细胞模型.骨髓间充质干细胞向成肌和成脂的分化对动物机体内肌肉和脂肪的组成具有直接影响,因而与肉品质及人类健康息息相关.本文综述了骨髓间充质干细胞定向分化为骨骼肌细胞和脂肪细胞的过程及其调控机制,并重点分析了关键调控因子PRDM16(PR domain-containing16)和骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)在骨髓间充质干细胞成肌和成脂分化中的作用.     

大戟苷抑制大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化

目的:观察泽漆主要活性成分大戟苷(euphornin)对大鼠骨髓间充质干细胞(rMSC)成骨分化的影响。方法:从大鼠股骨中分离培养rMSC,并诱导其成骨分化。用MTT法检测细胞增殖情况,通过茜素红染色,碱性磷酸酶(ALP)活性检测和钙含量测定分别定性、定量地判断其在成骨分化中的效果。实时定量PCR(Q-PCR)检测主要成骨标志因子骨桥蛋白(OPN)和一型胶原蛋白(COL-Ⅰ)及主要转录因子骨形成蛋白2(BMP2)、Runt相关转录因子2(Runx2)和Osterix(Osx)mRNA的表达。结果:大戟苷能剂量依赖性地抑制rMSC成骨分化,并一定程度地抑制其细胞增殖。COL-Ⅰ和OPN的表达在第4、8天分别有显著下降。BMP2、Runx2和Osx等关键转录因子的表达也被明显抑制。结论:大戟苷能抑制rMSC成骨分化,其作用主要是通过抑制BMP通路相关因子的表达而实现的。     

丙二醛对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

为了探索氧化应激活性中间产物丙二醛对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及机制,体外培养的间充质干细胞经丙二醛处理后,在第4、7、14、21 d分别提取等份细胞进行碱性磷酸酶活性检测,第7 d时提取RNA通过实时定量RT-PCR测定ALP和Runx2/Cbfal mRNA表达,并在第21 d进行von Kossa染色,茜素红染色.研究发现:丙二醛通过降低碱性磷酸酶活性及ALP和Runx2/Cbfal mRNA的表达,抑制矿化骨节形成.这些结果表明:丙二醛可通过抑制ALP和Runx2/Cbfal通路,抑制小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化.     

骨髓间充质干细胞的多向分化潜能研究进展

骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal stem cell,BMSSC)是成体干细胞中最受关注的细胞之一,它不仅在造血和免疫细胞发生发育中发挥重要作用,而且参与多种器官组织的再生和损伤修复,特别是近年来发现BMSSC具有向不同胚层来源细胞跨越分化(trans-differentiation)的可塑性,不仅有可能揭示细胞分化的新机制,而且为众多疾病的临床治疗提供了新思路。目前已揭示,BMSSC除了具有向成骨、软骨和脂肪细胞分化潜能外,还有向肝细胞、神经细胞、心肌细胞、血管内皮细胞和胰岛细胞等多向分化的潜能,本文就当前BMSSC的多向分化潜能研究进展作一综述。     

中药诱导骨髓间充质干细胞多向分化研究进展

干细胞（stem cell）是指具有自我更新、高度增殖及多分化潜能的未分化细胞,它能产生出表型与基因型完全相同的子细胞,是机体其他细胞的起源。根据其发展阶段和来源不同,干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。     

高糖和bFGF对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的：骨组织的形成是一个复杂的过程,受多种因素的影响,糖尿病所导致的持续高血糖对于成骨分化的影响机制尚不明确,以及在此分化过程中的各种细胞因子的作用机理仍不明了,现拟通过体外成骨诱导环境,观察高糖和碱性成纤维细胞生长因子（fibroblastgrowthfactorbFGF）对人骨髓间充质干细胞（humanmesenchymalstemcellshMSCs）成骨分化的影响。方法：hMSC在5．5mmol／L和25mmol／L葡萄糖浓度下培养6天,使用cck一8法测定各组细胞增殖情况;hMSC在两种糖浓度下成骨诱导28天,通过碱性磷酸酶（ALP）活性检测、茜素红染色、钙结节半定量检测,对比各组成骨分化活性;在两种糖浓度成骨诱导液中加入10ng／mlbFGF,使用RT—PCR技术检测各组细胞OCN、OPNmRNA表达差异。结果：高糖较正常糖浓度细胞增殖率下降,ALP活性降低,茜素红染色钙结节量减少,RT—PCR检测结果显示25mmol／L组OCN、OPNmRNA表达量低于5．5mmol／L组,加入bFGF后,25mmol／L组仍低于5．5mmol／L组,与未添加bFGF同葡萄糖组比较表达增加。结论：高糖使hMSC增殖能力下降,在成骨分化的过程中ALP活性降低,成骨相关基因OCN、OPN表达量下降,证明了高糖对hMSC成骨分化具有抑制作用,当加入bFGF后,改善了高糖对hMSC的抑制作用,提示糖尿病条件下高糖的存在是导致hMSC成骨分化能力下降的不利因素,同时初步证明了bFGF参与了成骨分化的过程,从而为在分子水平探讨糖尿病患者种植义齿骨结合形成相关机制奠定初步的基础．．     

脱氢表雄酮对骨髓间充质干细胞成骨分化相关基因表达的影响

目的使用qRt-PCR技术,分析脱氢表雄酮对骨髓间充质干细胞成骨分化过程中相关成骨特征性基因表达的变化及其可能的机制。方法提取3~7天SD乳鼠干细胞,分为空白组和脱氢表雄酮组,分别处理4、7、14天后,采用茜素红验证干细胞成骨分化效果,提取各组总RNA行PCR检测相关成骨基因的表达。结果与空白组比较,脱氢表雄酮组在第14天表现出明显的矿化结节,其中成骨特征性基因Alp、Ocn和ColⅠ较对照组明显上调。结论脱氢表雄酮对干细胞成骨分化有明显促进作用,相关骨形成基因显著上调,并可能通过BMP/RUNX2构成的信号通路调节干细胞的成骨分化。     

微小RNA调控牙髓干细胞的研究进展

牙髓干细胞(dental pulp stem cells,DPSCs)是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的干细胞,具备优良的干细胞特性,其作为种子细胞在再生医学和组织工程的研究中具有特殊的转化研究价值,经诱导可分化为不同种类的细胞,包括成骨向分化,成脂向分化,成软骨向分化等。随着表观遗传学的深入研究,研究人员发现非编码微小RNA(micro RNA,mi RNA)在调节生命活动的各个环节中发挥着重要的作用。本研究主要对mi RNA参与调节DPSCs的增殖、迁移、多向分化能力的研究进展进行综述。     

Shh信号参与调控BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化

目的：观察sonic hedgehog（Shh）信号通路在骨形态发生蛋白9（BMP9）诱导的小鼠间充质干细胞（MSCs）C3H10T1/2和C2C12成骨分化中的作用,并初步探讨其作用机制。方法：Shh信号通路抑制剂Cyclopamine和激活剂Purmorphamine以及过表达Shh腺病毒分别作用于BMP9处理的C3H10T1/2和C2C12细胞,碱性磷酸酶（ALP）检测早期成骨指标ALP,茜素红S染色检测晚期成骨指标钙盐沉积,RT-PCR检测Shh信号相关基因以及成骨关键转录因子的表达,Western blot检测Shh的表达,荧光素酶报告基因检测Smad1/5/8的转录调控活性。结果：BMP9促进Shh信号相关基因的表达,激活Shh信号可增强BMP9诱导的C3H10T1/2和C2C12细胞早晚期成骨分化并促进了BMP9诱导的Smad荧光素酶活性,抑制Shh信号后作用相反。结论：激活Shh信号通路可促进BMP9诱导的小鼠MSCs成骨分化,抑制其活性后作用相反。     

骨髓间充质干细胞的研究进展

骨髓间充质干细胞是存在于骨髓中的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞群体 ,具有支持造血、多向分化潜能以及在细胞和基因工程中具有潜在应用前景等特点 ,将在医学上具有重要的临床应用价值。     

Ghrelin联合三氧化二砷对骨髓间充质干细胞增殖与成骨分化的影响

该文主要探究Ghrelin对三氧化二砷(As2O3)导致的骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的影响。BMSCs设为对照组、As2O3组、Ghrelin组和联合(As2O3+Ghrelin)组。MTT法检测细胞增殖能力;成骨诱导的第7天和第14天,Real-time PCR及Western blot分别检测成骨相关因子OPN、ALP、RUNX2的mRNA及蛋白表达;第21天,茜素红染色分析钙盐沉积情况。结果显示,细胞增殖能力Ghrelin组>对照组>联合组>As2O3组。与对照组比,As2O3组各因子表达均显著下调(P<0.05),Ghrelin组第14天OPN蛋白表达无显著变化,其余因子均上调(P<0.05);联合组与As2O3组比,第14天OPN基因表达和第7天ALP蛋白表达无显著差异,其余均显著上调(P<0.05)。钙盐沉积:Ghrelin组>对照组>联合组>As2O3组。提示0.5μmol/L As2O3抑制BMSCs增殖和成骨分化,600 ng/mL Ghrelin增强细胞增殖和成骨分化;且Ghrelin能减弱As2O3导致的BMSCs增殖和成骨分化抑制作用。     

降钙素相关肽诱导SD大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的机制

目的:研究外源性降钙素基因相关肽(calcitonin gene-relate peptide,CGRP)对SD大鼠骨髓来源间充质干细胞(BMSCs)增殖和成骨分化功能的影响。方法:采用贴壁法分离骨髓间充质干细胞,扩增传代至第三代,根据分组,培养体系中添加含不同浓度(10-11～10-6mol/L)CGRP的条件培养液,WST-1法检测细胞增殖能力;碱性磷酸酶染色及钙结节染色法观察CGRP诱导BMSCs向成骨细胞分化、矿化的效果。采用RT-PCR方法检测碱性磷酸酶(ALP)、I型胶原(COLL-I)、BMP-2、RunX2、骨粘连蛋白(Osteonectin,ON)等成骨相关细胞因子mRNA的表达。结果:增殖率测定CGRP组各浓度均较对照组增加,且呈剂量依赖关系,CGRP浓度大于1×10-10mol/L时差异有显著性(P<0.05);碱磷酶染色与钙结节染色结果显示,CGRP组均有阳性显色,对照组无显色或显色不明显。CGRP组的细胞因子表达较对照组显著升高(P<0.05)。结论:适当浓度的CGRP能够直接促进体外培养的BMSCs增殖,并可短期内诱导其在向成骨细胞分化。CGRP可能在骨修复及骨重建中发挥重要的作用...     

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...     

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．     

尿酸影响人骨髓间充质干细胞成骨分化过程中BMP-2 表达

目的:探讨在人骨髓间充质干细胞(h BMSCs)成骨分化过程中,不同浓度尿酸(UA)对骨形态形成蛋白-2(BMP-2)表达的影响。方法:以全骨髓贴壁培养法分离h BMSCs,将生长状态良好的第3代h BMSCs分为5组,分别为空白对照组(加入完全培养基)和成骨诱导组(加入成骨诱导液及含0 mmol/L、0.2 mmol/L、0.4 mmol/L、0.8 mmol/L尿酸的完全培养基)。连续干预诱导14d后,用倒置显微镜观察细胞形态的变化,通过观察茜素红染色情况及检测碱性磷酸酶(ALP)活性进行成骨情况的检测。RT-PCR技术检测各组细胞BMP-2 mR NA的表达情况。结果:第3代h BMSCs大多为形态单一的长梭形,呈旋涡状生长;干预诱导后的细胞逐渐变成不规则的立方形,局部形成团块状结节,以含尿酸浓度为0.8 mmol/L的成骨诱导培养基最为显著。连续干预14d后,空白对照组茜素红染色为阴性,而各成骨诱导组细胞茜素红染色结果为阳性,提示干预诱导后的细胞为成骨细胞。碱性磷酸酶活性随尿酸浓度的增加和干预时间的延长而增强(P<0.05)。RT-PCR检测结果显示,空白对照组无BMP-2 mR NA的表达。成骨诱导组随培养基中尿酸浓度的增加,BMP-2 mR NA表达逐渐增强,呈浓度依赖性(P<0.05)。结论:尿酸上调h BMSCs向成骨细胞分化过程中BMP-2 mR NA的表达。