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．     

Notch信号参与BMP4诱导的间充质干细胞成骨分化及其机制的初步探讨

目的:探讨Notch信号对骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)诱导间充质干细胞成骨分化的影响以及作用机制。方法:(1)DAPT或Ad-dominant-negative mutants of Notch1(Addn Notch1)和BMP4-CM处理小鼠胚胎成纤维细胞,检测早期成骨指标碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP);(2)茜素红S染色实验检测晚期成骨钙盐沉积情况;(3)半定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测成骨分化相关基因ALP,Runx2,Col1a1的表达;(4)免疫细胞化学检测p-Smad1/5/8的表达;(5)结晶紫染色和流式细胞术检测细胞的增殖及周期改变。结果:(1)DAPT抑制BMP4诱导的早期成骨分化,且呈浓度依赖性;(2)Delta-like 1(DLL1)促进BMP4诱导的成骨分化,DAPT和dn Notch1抑制BMP4诱导的成骨分化;(3)DLL1促进BMP4诱导的成骨相关基因ALP,Runx2,Col1a1的表达,DAPT抑制这些基因的表达;(4)DLL1促进BMP4诱导的细胞核内p-Smad1/5/8的表达,而DAPT抑制其表达;(5)DLL1促进BMP4诱导的细胞增殖,而DAPT抑制BMP4诱导的细胞增殖。结论:Notch信号通过BMP/Smads信号通路促进BMP4诱导的MSCs成骨分化,在此过程中也有促细胞增殖的作用。     

骨形态发生蛋白9通过p38激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

前期研究发现骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有较强的诱导间充质干细胞成骨分化的能力.为进一步揭示其诱导和调控间充质干细胞成骨分化的机理,利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞C3H10T1/2,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p38激酶途径调控间充质干细胞成骨分化.结果发现,BMP9可以通过促进p38激酶磷酸化而导致其活化,p38抑制剂SB203580可抑制由BMP9诱导的C3H10T1/2细胞的碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,而且利用抑制剂SB203580抑制p38激酶活性后,BMP9诱导的Smad经典途径的激活也相应受到抑制,RNA干扰导致p38基因沉默同样也可抑制BMP9诱导的ALP活性、OPN表达、钙盐沉积以及裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可通过活化p38激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化.     

研究报告：骨形态发生蛋白9通过p38激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

前期研究发现骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有较强的诱导间充质干细胞成骨分化的能力.为进一步揭示其诱导和调控间充质干细胞成骨分化的机理,利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞C3H10T1/2,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p38激酶途径调控间充质干细胞成骨分化.结果发现,BMP9可以通过促进p38激酶磷酸化而导致其活化,p38抑制剂SB203580可抑制由BMP9诱导的C3H10T1/2细胞的碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,而且利用抑制剂SB203580抑制p38激酶活性后,BMP9诱导的Smad经典途径的激活也相应受到抑制,RNA干扰导致p38基因沉默同样也可抑制BMP9诱导的ALP活性、OPN表达、钙盐沉积以及裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可通过活化p38激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化.     

骨髓基质干细胞在中空多孔金属试件内诱导成骨的研究

目的:观察体外培养犬骨髓基质干细胞(BMSCs)在中空多孔金属试件与脱钙骨基质内、外的分化生长情况以及成骨的可能性.方法:按中空多孔金属试件的中空部分是否填充DBM,以及所选择成骨诱导培养液和rhBMP-2培养液的不同进行分组,共四组,每组四枚.体外培养BMSCs,诱导分化,借助相差显微镜、免疫染色、扫描电镜观察中空多孔金属试件内BMSCs的分化、增殖及成骨情况,并隔天测定各组的骨特异性ALP浓度.结果:体外BMSCs经诱导向成骨细胞分化,并可在中空多孔金属试件内的空间结构中形成组织块.以骨特异性ALP为指标比较成骨诱导培养液和rhBMP-2培养液的诱导成骨功效,证明成骨诱导液更为明显,但两者无显著差异(P＞0.05).结论:中空多孔金属试件中BMSCs可经诱导成骨.     

BMP9经JNK激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

为了证实JNK激酶在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic proteins 9,BMP9) 诱导间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化中的作用,利用重组腺病毒将BMP9导入间充质干细胞C3H10T1/2. 通过碱性磷酸酶(ALP)活性测定、钙盐沉积实验、荧光素酶报告基因检测、Western印迹和组织化学染色等方法,检测BMP9是否可经JNK激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2向成骨分化.动物实验验证在RNA沉默JNK蛋白激酶后,对BMP9诱导间充质干细胞C3H10T1/2向成骨分化的影响．结果发现,BMP9可以增强JNK 激酶的磷酸化;利用JNK抑制剂SP600125抑制JNK激酶活性后,BMP9诱导的间充质干细胞C3H10T1/2的早期成骨指标ALP活性和晚期指标钙盐沉积均受到抑制,而且经典SMAD信号的活化也相应受到抑制;RNA干扰沉默JNK基因表达后,同样也可抑制BMP9 诱导的C3H10T1/2细胞的ALP活性和裸鼠皮下异位成骨．因此表明,BMP9可活化JNK激酶途径从而诱导间充质干细胞C3H10T1/2向成骨分化．     

BMP7对小鼠诱导多能干细胞骨向分化作用的研究

目的:探讨骨形态蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)超家族成员之一BMP7在小鼠诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPS)骨向分化过程中的作用。方法:本试验分成三组,分别是自发分化组,骨诱导组和添加BMP7的骨诱导组。每天观察各组细胞形态学特征及生长状况的差异,在诱导第14天通过茜素红染色检测基质矿化情况,判断BMP7在体外骨诱导条件下对小鼠iPS细胞骨向分化过程所发挥的作用。结果:完成了小鼠iPS细胞的培养鉴定,并诱导形成理想状态的拟胚体(Embryoid body,EB)用于分化接种。结果发现,添加BMP7的骨诱导组细胞的矿化结节阳性率明显增加。结论:BMP7在诱导小鼠iPS细胞骨向分化过程中起促进作用,而对非骨向分化的细胞无成骨促进作用。     

骨形态发生蛋白9定向诱导多潜能干细胞成骨分化

为确认和评价骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9, BMP9)定向诱导多潜能干细胞成骨分化的能力,以鼠间充质干细胞C3H10、小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)和骨髓基质细胞(bone marrow stromal cell, BMSC)三种多潜能干细胞为目标细胞,用重组腺病毒的方法将BMP9导入细胞,通过荧光素酶报告基因实验、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)定量测定、钙盐沉积实验、real time PCR、动物实验和组织化学染色等方法,观察BMP9对于多潜能干细胞成骨分化的定向诱导作用．结果提示,BMP9能诱导C3H10、MEFs和BMSC细胞ALP的表达,且具有剂量依赖性．BMP9在体外能够促进C3H10细胞和MEFs细胞的钙盐沉积．经BMP9刺激后,C3H10细胞成骨相关基因ALP、Runx2、骨桥素(osteopontin, OPN)和骨钙素(osteocalcin, OC)的mRNA水平均增加．荧光素酶报告基因实验证实,BMP9可以活化Smad和成骨关键基因Runx2．动物实验和组织化学染色检查显示,BMP9可以诱导C3H10细胞在裸鼠皮下异位成骨,因此,BMP9具有定向诱导多潜能干细胞成骨分化的能力．     

阻断ERK1/2激酶可增强骨形态发生蛋白9诱导的间充质干细胞成骨分化

骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有很强的诱导间充质干细胞定向成骨分化的能力.但对于其所涉及的相关分子机理了解并不深入.利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞,Western blot检测ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2的特异性抑制剂PD98059阻断ERK1/2活性,或以RNA干扰抑制ERK1/2表达,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析和揭示ERK1/2对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化的调控作用及其可能机制.结果发现:BMP9可以促进ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2抑制剂PD98059可增强由BMP9诱导的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,并促进由BMP9诱导的Runx2基因的表达和转录活性,以及Smad经典途径的活化;而RNA干扰导致ERK1/2基因沉默同样也可进一步促进BMP9诱导的ALP活性和钙盐沉积,并促进BMP9诱导的间充质干细胞在裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可以促进ERK1/2蛋白激酶的活化,而阻断ERK1/2蛋白激酶可进一步增强BMP9诱导的成骨分化,ERK1/2极可能对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化起着负向调控作用.     

BMP2诱导C3H10细胞成骨分化的TGF-βⅠ型受体的体外分析

筛选和分析与BMP2诱导间充质干细胞C3H10成骨分化有关的TGF-βⅠ型受体.利用显性负性突变型TGF-βⅠ型受体竞争抑制配体功能的特性,运用碱性磷酸酶定量测定、Real time PCR等方法,初步筛选出可能与BMP2诱导间充质干细胞C3H10成骨分化有关的的TGF-βⅠ型受体,随后运用RNA干扰的方法抑制相应TGF-βⅠ型受体的表达,进一步证实相关TGF-βⅠ型受体与BMP2发挥诱导成骨活性的关系.结果证实,显性负性突变的ALK3和ALK6能够抑制BMP2诱导的C3H10细胞成骨分化;RNA干扰抑制ALK3或(和)ALK6表达后,BMP2诱导C3H10细胞向成骨分化的趋势受到抑制.因此,ALK3和ALK6是与BMP2诱导C3H10细胞成骨分化有关的TGF-βⅠ型受体.     

骨髓间充质干细胞复合支架材料的骨组织工程研究进展

近年来,组织工程技术飞速发展,将种子细胞与支架材料相复合的骨组织工程研究已成为热点,并日趋走向成熟。这一全新的治疗方案将成为解决临床上各种原因造成的骨组织缺损的最有效途径之一。骨组织工程技术包括种子细胞、支架材料和生长因子三个方面。其中,BMSCs因具有多向分化能力、强大的增殖能力以及低免疫源性被认为是最理想的种子细胞,而支架材料的种类有很多种,目前对支架材料的选择也尚有分歧。如何找到理想的支架材料是骨组织工程研究中亟待解决的重要问题。本文就组织工程中与骨髓间充质干细胞(BMSCs)相复合的各类支架材料的研究现状进行综述,这些支架材料的研究将为骨组织工程支架材料的选择提供有效依据。     

经低强度超声波照射后组织工程骨成骨的生化学和力学分析

目的:观察低强度超声波照射后组织工程骨的骨形成情况和力学变化。方法:将骨髓间充质细胞/β-磷酸三钙(Bonemarrowstromalcells/tricalciumphosphate,BMSCs/β-TCP)共同增殖分化培养2周后,手术植入同基因鼠背部两侧皮下,一侧行低强度超声波每日照射20min,另一侧作为对照。术后5、10、25和50d,分别取出组织工程骨,行抗压力测试、碱性磷酸酶(Alkalinephosphate,ALP)和骨钙素(osteocalcin,OCN)含量分析。结果:超声波组组织工程骨的ALP活性和OCN含量都明显高于对照组(P0.01);抗压力测试与对照组没有明显差别(P0.05)。结论:低强度超声波能够促进组织工程骨的骨形成能力。     

骨窗开颅与骨瓣开颅术治疗高血压脑出血的疗效对比分析

目的：研究骨窗开颅与骨瓣开颅术治疗高血压脑出血的临床疗效。方法：选取2010 年1 月到2014 年1 月我院收治的高血 压脑出血患者50 例,按照随机数字表法将患者分为A组和B组,每组25 例,A组给予骨窗开颅手术治疗,B 组给予骨瓣开颅手 术治疗,比较两组治疗的总有效率、死亡率以及并发症发生率。结果：A 组总有效率为92.0％,显著高于对照组的64.0％,比较差 异具有统计学意义（P＜0.05）;两组病死率比较差异无统计学意义（P＞0.05）;A 组并发症的发生率显著低于B 组,比较差异具有 统计学意义（P＜0.05）。结论：骨窗开颅手术治疗高血压脑出血具有较高的临床疗效,且其并发症显著低于骨瓣开颅术。     

骨唾液酸蛋白(BSP)的结构与功能

骨唾液酸蛋白 (Bonesialoprotein ,简称BSP)是细胞外基质中的一种糖蛋白 ,主要分布在矿化组织中 ,参与骨代谢 ,但近年研究发现BSP在癌细胞的骨转移中发挥作用并对血管生成有促进作用。本文对BSP的结构与功能及研究状况作一介绍。     

The Procurement Team as a Factor of Bone Allograft Contamination

We studied the effect of the procurement team on the risk of contamination in 270 large bone allografts retrieved from 53 non-living donors under strictly aseptic conditions.The overall contamination rate was 8.1%. When the procurement team was constituted by three or less members the contamination rate was 5.6%, while if there were four or more members the rate was 12.9%; this difference was significant in the statistical analysis.We conclude that a procurement team constituted by three or less trained members is a determinant factor in decreasing the bacterial contamination rate of bone allografts.     

Bone formation in organ cultures of bone marrow

Summary Bone formation in organ cultures of intact marrow fragments from mouse is described. Marrow explants were cultured on the top surface of a millipore filter at a gas-liquid interface. Observations with both light- and electron microscopes demonstrated the formation of a well-organised trabecular matrix lined with osteoblast-like cells. The tissue and cells were positive for alkaline-phosphatase activity. Large amounts of thick, well-banded collagen fibrils and matrix vesicles typical of those found in bone were present. The tissue became mineralised in the presence of 10 mM Na--glycerophosphate; in its absence a similar trabecular matrix developed but mineralisation did not take place.     

Interfacial Strength of Cement Lines in Human Cortical Bone

In human cortical bone, cement lines (or reversal lines) separate osteons from the interstitial bone tissue, which consists of remnants of primary lamellar bone or fragments of remodeled osteons. There have been experimental evidences of the cement line involvement in the failure process of bone such as fatigue and damage. However, there are almost no experimental data on interfacial properties of cement lines in human cortical bone. The objective of this study is to design and assemble a precision and computer controlled osteon pushout microtesting system, and to experimentally determine the interfacial strength of cement lines in human cortical bone by performing osteon pushout tests. Thirty specimens were prepared from humeral diaphyses of four human subjects. Twenty specimens were tested under the condition of a small hole in the supporting plate, in which the cement line debonding occurred. The cement line interfacial strength ranged from 5.38 MPa to 10.85 MPa with an average of 7.31±1.73 MPa. On the other hand, ten specimens were tested under the condition of a large hole in the supporting plate, in which the shear failure inside osteons was observed. The specimens tested under the condition of the large hole resulted in an average shear strength of 73.71±15.06 MPa, ranging from 45.97 MPa to 93.74 MPa. Therefore, our results suggest that the cement line interface between osteon and interstitial bone tissue is weaker than that between bone tissue lamellae.     

微波高温灭活及自体髂骨异体骨粒复合骨水泥修复 治疗长骨骨巨细胞瘤骨缺损

目的:探讨微波高温灭活及自体髂骨、异体骨粒复合骨水泥修复骨巨细胞瘤病灶刮除后骨缺损的临床应用效果。方法:应用原位分离插入式微波天线高温灭活技术,自体髂骨、异体骨粒复合骨水泥修复21例长骨骨巨细胞瘤术后骨缺损,从手术技术、肿瘤复发情况、肢体关节功能等方面全面综合评价此方法临床应用效果。结果:21例患者均获得骨性愈合,无骨折及内固定断裂发生,2例复发,复发率9.8%;肢体关节功能优18例(85.7%)、良3例(14.3%)、中差0例。结论:微波高温能彻底杀灭肿瘤组织降低复发率,自体髂骨保证与近关节软骨下骨愈合,异体骨粒复合骨水泥能良好充填残余瘤腔、且具有良好的生物力学性能,以防发生关节软骨面塌陷。     

熊果酸对酒精性骨质疏松大鼠骨形成、骨矿化的影响

目的：探讨熊果酸对酒精所致骨质疏松大鼠骨形成、骨矿化的影响。方法：雄性Wistar大鼠60只,按体重随机分为空白对照 组、熊果酸对照组、模型组、熊果酸低、中、高剂量组,同时分别给予生理盐水、150 mg/kg 熊果酸、50%酒精,50 mg/kg 熊果酸,100 mg/kg 熊果酸,150 mg/kg 熊果酸灌胃。熊果酸对照组生理盐水剂量同空白组,熊果酸低、中、高剂量组酒精剂量同模型组。灌胃共 持续8 周。磷钼酸法检测血清磷(P)含量,比色法检测血清钙(Ca)含量,酶联免疫吸附（ELISA）法检测血清骨钙素(BGP)、骨形成蛋 白-2(BMP-2)浓度;HE 染色法观察股骨结构的病理学变化。结果：与空白对照组相比较,模型组血清BGP、BMP-2 和Ca、P 均明显 降低,且有统计学差异(P < 0.05),但熊果酸对照与空白对照组各项指标结果相近。熊果酸中、高剂量组大鼠血清BGP、Ca 和P 水 平均较模型组有显著升高,差异具有统计学意义(P < 0.05),但仅熊果酸高剂量组血清BMP-2 显著升高(P < 0.05)。股骨组织HE 染色结果显示,空白对照组骨小梁致密、规则且较粗,粗细均匀;模型组骨小梁稀松、不规则、粗细不均匀,甚至可见骨小梁断裂; 熊果酸中、高剂量组骨小梁致密、规则、较厚、粗细均匀,未见骨小梁断裂。结论：熊果酸能够促进酒精性骨质疏松大鼠的骨形成, 抑制骨矿物质的流失,在改善酒精致骨质疏松方面有一定的保护作用。     

富血小板血浆联合同种异体骨治疗非感染性骨不连的临床应用

目的:评价富血小板血浆联合同种异体骨治疗非感染性骨不连的临床疗效。方法:回顾性分析我院创伤骨科2010年2月-2015年1月的非感染性骨不连患者,比较同种异体骨加富血小板血浆混合物与自体髂骨植骨治疗非感染性骨不连的疗效。结果:两组共随访非感染性骨不连患者69例,全部进行了术中断端植骨,其中富血小板血浆联合同种异体骨植骨组(PRP组)21例,其中愈合19例,未愈合2例,临床愈合率90.5%。自体髂骨植骨组(自体骨组)48例,愈合44例,4例未愈合,临床愈合率91.6%。PRP组平均手术持续时间为(108.73±13.91),自体骨组为(120.54±13.87)min,两组间有统计学意义(P0.05)。术后3月,PRP组患者X线骨痂评价标准平均评分值为(2.54±0.43)分,自体骨组为(2.62±0.45)分,两组间差异无统计学意义(P0.05)。结论:富血小板血浆混合同种异体骨植骨治疗骨不连较传统自体髂骨植骨可缩短手术时间,避免供骨区并发症,修复效果良好,为骨不连的治疗提供了一个新的方法。