骨髓间充质干细胞定向分化的经典WNT机制

骨髓间充质干细胞的定向分化一直是干细胞研究的重点,在其分化过程中有多条信号通路参与和调节。目前,Wnt通路在骨髓间充质干细胞定向分化过程中的作用是国外的研究热点。研究发现经典Wnt通路的激活与骨髓间充质干细胞的定向分化高度相关,故将其近年来的研究综述如下,从而为骨质疏松等疾病的治疗以及骨组织工程的发展提供必要的参考依据。     

Wnt 信号通路与骨髓间充质干细胞成骨之间的关系

Wnt信号通路是由Wnts诱发的一系列相互作用的分子组成。Wnt信号对骨髓间充质干细胞的影响在所有研究中均证实有明显作用,其可调节干细胞增殖、分化及凋亡。研究表明,抑制Wnt信号通路转导可使成骨细胞分化进程受阻,从而抑制骨形成;若诱导Wnt家族成员表达则可使成骨细胞特异性基因表达增加,促进骨形成。本文就Wnt信号通路的作用过程及其与骨髓间充质干细胞成骨诱导的关系做一综述。     

骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中Wnt信号通路的作用研究

骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BM-MSCs)具有多向分化潜能,可以应用于修复细胞、组织、器官的损伤,通过干细胞移植疗法治疗多种疾病。BM-MSCs在一定的条件下可以诱导产生心肌细胞(cardiomyocytes,CMs),为治疗心血管疾病带来了希望。在心脏的分化过程中,Wnt信号通路发挥着非常重要的作用,因此对BM-MSCs分化为CMs过程中Wnt信号通路所发挥的作用做一简述。     

纳米形貌诱导干细胞成骨分化的相关信号通路

目的:探究纳米形貌诱导间充质干细胞(MSC)分化中的作用以及相关分子机制。方法:利用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管形貌,使用qRT-PCR技术,RNA-seq技术,分析接种在纳米形貌表面的间充质干细胞的基因表达情况。并筛选对成骨相关的信号通路中的成员,观察他们基因上调或下调情况。结果:在钛金属表面构建出了纳米形貌,利用实时定量PCR确定了成骨相关的基因:碱性磷酸酶(ALP),骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OCN)相比没有纳米形貌的钛片上培养的细胞均发生上调。通过对这些基因相关的成骨信号通路进行转录组数据分析(筛选基因P<0.05),发现在BMP2信号通路中的相关蛋白基因表达没有太大变化,同时Notch以及Wnt非经典信号通路中相关蛋白基因发生较为明显变化。结论:通过分析间充质干细胞成骨分化相关基因,以及转录组数据分析表明在纳米形貌诱导BMSC分化过程中,相对于平坦的表面,纳米形貌启动了Notch以及非经典的Wnt信号通路,因此表现出更加优良的促成骨分化的效果。     

淫羊藿苷促进体外培养骨髓间充质细胞成骨性分化活性强于蛇床子素

比较研究蛇床子素与淫羊藿苷处理对体外培养的大鼠骨髓间充质细胞(rat bone marrow stromal cell, rBMSC)成骨性分化的影响.从体外分离培养的大鼠骨髓间充质细胞,筛选出最佳的蛇床子素和淫羊藿苷处理的浓度为1×10-5 mol/L, 然后用最佳的浓度对体外培养的大鼠骨髓间充质细胞进行药物干预;在药物干预后的第3、6、9、12和15 d后测定碱性磷酸酶活性（alkaline phosphatase,ALP）和钙含量;第12 d 进行钙化结节茜素红染色;第12 h、24 h、48 h、72 h和96 h 对OXS、Runx-2、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP-2)和collagen-I mRNA 表达水平进行real-time RT-PCR检测.结果显示,浓度为1×10-5 mol/L蛇床子素和淫羊藿苷干预均可提高体外培养的骨髓间充质细胞ALP活性,增加Ca含量,提高Runx、OXS、BMP-2和collagen-1 mRNA的表达水平.同时,淫羊藿苷在促进体外培养骨髓间充质细胞成骨性分化活性强于蛇床子素.     

淫羊藿苷联合碱性成纤维细胞生长因子促进外周血间充质干细胞自我更新

研究淫羊藿苷(icariin,ICA)联合碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)对大鼠外周血间充质干细胞(rat peripheral blood mesenchymal stem cells,rPBMSCs)增殖、衰老及自我更新的影响.分离、培养并鉴定rPBM...     

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。     

骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的相关细胞因子及信号通路的研究进展

骨髓干细胞包括造血干细胞（HSCs）和间充质干细胞（MSCs）,骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一类具有自我更新、增殖和多向分化能力的细胞,具有不对称分裂和无限增殖的特点。在肝细胞生长因子（HGF）的作用下,BMSCs可以分化为肝细胞,参与诱导这一分化过程的相关信号通路包括NF-kB信号通路、Notch信号通路、MAPK信号通路、Wnt信号通路和STAT3信号通路。文章主要就BMSCs分化为肝细胞的相关信号通路进行了综述。     

精氨酸甲基转移酶（PRMT）7通过IGF-1信号通路调控人骨髓间充质干细胞成脂分化的研究

目的 本研究旨在明确精氨酸甲基转移酶（PRMT）7在人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）成脂分化过程中的变化以及是否调控hBMSCs成脂分化,进而探索相应的调控机制。方法 通过定量反转录PCR（qRT-PCR）和蛋白质印迹（Western blot）检测hBMSCs成脂分化过程中PRMT7的变化;通过qRT-PCR和Western blot实验证明PRMT7稳定敲低细胞系构建成功。进行油红O染色和定量分析,以及qRT-PCR和Western blot实验检测PRMT7稳定敲低细胞系成脂分化水平的变化;通过裸鼠体内异位成脂实验,油红O染色检测PRMT7稳定敲低细胞系体内异位成脂的效果;通过qRT-PCR和Western blot证明PRMT7稳定过表达细胞系构建成功。进行油红O染色和定量分析以及qRT-PCR和Western blot实验检测PRMT7稳定过表达细胞系成脂分化水平的变化;通过qRT-PCR和Western blot实验检测敲低PRMT7和过表达PRMT7的细胞中IGF-1表达水平的变化。在PRMT7稳定敲低细胞系中转染siIGF-1并通过qRT-PCR和Western blot检测IGF-1的表达水平验证敲低效率。通过油红O染色和定量分析,qRT-PCR实验检测转染siIGF-1的敲低组hBMSCs成脂分化水平的变化。结果 本文发现：在hBMSCs成脂过程中,PRMT7表达水平明显降低（P<0.01）;敲低PRMT7后hBMSCs的成脂分化能力增强（P<0.001）;敲低PRMT7后hBMSCs的体内异位成脂分化能力增强;过表达PRMT7后hBMSCs的成脂分化能力减弱（P<0.01）;PRMT7敲低后IGF-1表达水平增加（P<0.000 1）;PRMT7过表达后IGF-1表达水平降低（P<0.000 1）;转染siIGF-1后,各细胞系IGF-1表达水平明显降低（P<0.001）;敲低组转染siIGF-1后成脂分化能力明显降低（P<0.01）。结论 本研究通过细胞水平和裸鼠皮下移植实验发现PRMT7显著抑制hBMSCs成脂分化,机制研究发现PRMT7对hBMSCs成脂分化的调控作用依赖IGF-1信号通路。上述研究表明,PRMT7可能是治疗相关疾病的潜在分子靶点,为PRMT7和hBMSCs应用于相关疾病治疗提供了新思路。     

骨髓间充质干细胞体内诱导分化为心肌细胞

观察骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)植入体内后,在心肌微环境诱导下分化为心肌细胞的能力。无菌条件下取出大鼠双侧股骨及胫骨,冲洗骨髓腔获得细胞,贴壁筛选法纯化MSCs,体外培养、扩增,4,6-二咪基-4-联苯基吲哚(4,6-diamidino-2-phenylindole,DAPI)标记细胞,注入结扎冠脉左前降支所致心肌梗塞模型鼠的心肌组织。在不同时间点处死大鼠,获取心肌组织,采用HE染色和电镜技术对植入MSCs进行形态学观察和超微结构检测,荧光免疫组化检测植入MSCs肌球蛋白重链(MHC)和心肌特异性抗原Cx43的表达,同时应用RT-PCR技术检测心脏早期发育基因NKx2．5、GATA-4的表达。结果发现细胞标记效率为100％,通过连续检测MSCs植入后细胞形态从无规则状态、幼稚细胞表型逐渐向成熟心肌细胞方向转化,植入细胞排列同正常肌纤维方向平行,且植入四周后电镜检测到闰盘的存在;两周出现MHC的表达,后随时间延长表达逐渐增强。四周出现Cx43的表达,以后表达稳定,RT-PCR检测NKx2．5、GATA-4在一天即出现弱表达,两周～三周时表达最强,以后强度逐渐减弱。结果表明MSCs在体内微环境条件下能够转化为心肌细胞。     

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。     

大鼠骨髓间充质干细胞诱导分化为脂肪细胞的免疫细胞化学研究

目的 探讨大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)分离、纯化和体外诱导分化为脂肪细胞。方法 用密度梯度离心结合贴壁培养、定期换液,分离纯化出生大鼠MSC,传代扩增,并用免疫细胞化学法鉴定大鼠MSC的表面抗原。含地塞米松、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤和胰岛素的培养液诱导MSC分化后,油红O染色鉴定。结果 大鼠MSC体外扩增10代以上,稳定表达CD44、CD54、CD106。油红O染色显示诱导后,71.2％有脂滴积聚。结论 从大鼠骨髓分离、纯化、体外诱导培养MSC,可定向分化为脂肪细胞表型。     

调控软骨形成的信号通路及相关因子在骨髓间充质干细胞骨向分化中的作用*

骨髓间充质干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的成体干细胞,可以通过定向诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等,是目前骨再生医学和细胞治疗研究最多的理想种子细胞。在骨缺损的修复过程中,骨髓间充质干细胞内成软骨相关基因表达升高进而分化为软骨细胞,后期随着成骨细胞和破骨细胞的形成及血管长入,软骨基质逐步降解并被骨基质所替换。软骨细胞参与了骨缺损前期的修复过程,调控软骨形成的信号通路及相关因子不仅调控骨髓间充质干细胞成软骨细胞分化,同时在成骨细胞分化过程中也发挥着重要的作用。对调控软骨形成的信号通路及相关因子在骨髓间充质干细胞骨向分化中的调控作用和研究现状进行了总结,以期为临床寻找更好的治疗骨缺损的方法提供理论依据和研究方向。     

骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的研究

无论是在体外实验、还是在体内实验,MSCs都可以向中枢神经系统(CNS)神经细胞分化,但争议颇多。因为功能性神经元不仅要具有典型神经元的形态、特异性标记,还要求具有可兴奋性、能和其他神经元形成突触联系、产生突触电位等,所以对于骨髓间充质干细胞是否能诱导出真正具有功能的神经元存在很大分歧。在此对MSCs向神经细胞诱导分化研究的现况、存在的问题及发展前景给以综述。     

体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的研究

肝脏是体内最重要、最复杂的器官之一,是机体物质代谢的核心,具有生物分化和免疫等重要功能;同时,肝脏也是一个极易受损伤的器官,病毒、肿瘤等会导致肝脏功能的缺损甚至累及生命;而随着肝移植技术的发展,肝细胞移植有望成为治疗肝功能衰竭的一种新方法。干细胞是一类具有自我更新、增殖和分化能力,特别是具有向肝脏干细胞、肝细胞及血管内皮细胞分化潜能的一类细胞,因而干细胞有望成为肝组织工程新的种子细胞来源。因此,本文对骨髓间充质干细胞的分离、培养,定向诱导肝细胞的影响因素以及应用前景等几方面的内容进行了总结。     

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.     

Tie-2单克隆抗体鉴定人骨髓间充质干细胞体外定向诱导分化的内皮细胞

目的:体外扩增和定向诱导成人骨髓间充质干细胞(MSCs)向内皮细胞分化,并探讨其可行性和条件.方法:利用Percoll(1 073 g/L)从正常成人骨髓中分离MSCs,用含10?S的LG-DMEM培养基进行纯化和扩增培养,流式细胞仪分析鉴定MSCs的纯度.用含VEGF(10μg/L)的HGDMEM培养基诱导MSCs向内皮细胞定向分化,Tie-2单克隆抗体的免疫组化法和透射电镜(TEM)鉴定其细胞的性质.结果:5.0×105个MSCs在体外扩增15代后,获得了8.0×1012个MSCs,扩增了约1.6×107倍.加入诱导培养体系培养14～21 d,光镜下可观察到内皮细胞呈典型的"鹅卵石"样:90%的细胞Tie-2免疫组化呈阳性反应;TEM下可观察到胞浆内有Weible-palade小体.结论:成人骨髓MSCs在体外具有定向诱导分化为内皮细胞的潜能,为构建心脏组织工程瓣种子细胞的来源提供了可能性.     

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.