微管结构仿生人工骨对犬腔隙性松质骨缺损的修复

目的建立一种新型松质骨缺损动物模型，同时评价应用纤维增强微管结构仿生人工骨修复该骨缺损的性能。方法成年犬双侧股骨下段分别制备2处直径10mm、深20min腔隙性松质骨缺损，以正交结构（A）组、同心结构（B）组仿生人工骨修复，设立磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cement，CPC）（C）组、空白（D）组为对照，术后6、12、24周进行影像学、组织学、形态计量学观察骨缺损修复情况。结果未经治疗的骨缺损不能自行愈合；人工骨修复组6周新生骨开始长人，6、12、24周时A、B、C组的成骨面积比（％）分别为（4．09±0．96）、（6．78±1．27）、（3．10±0．83），（8．98±2．45）、（15．38±2．33）、（4．25±1．03），（19．86±4．57）、（38．25±6．79）、（4．97±0．90）；相应各组CPC残留面积比（％）为83．19±3．69、81．93±3．80、86．87±4．48，68．14±5．39、34．59±5．50、75．83±4．51，38．55±4．78、22．20±3．46、62．89±4．31；各组新生骨面积比（％）B〉A〉C（P〈0．01），CPC残留面积比（％）C〉A〉B（P〈0．01）。结论该骨缺损模型稳定、可靠；微管结构仿生人工骨在促进成骨、加快CPC降解速度上优于不具有微管结构的人工骨，同心结构具有最佳成骨和促CPC降解作用。     

载基因仿生基质材料调控骨髓基质干细胞成骨定向分化

目的 探讨载基因仿生基质材料能否调控骨髓基质于细胞（BMSCs）向成骨细胞定向分化。方法 将非病毒载体K16GRGDSPC共价接枝于新型骨基质材料聚丙交酯／乙交酯／天冬氨酸／聚乙二醇（PICA-[ASP-PEG]）构建非病毒基因转染体系。该体系与转化生长因子（TGF）-β1基因复合制备成载基因仿生基质材料pcDNA3-TGF-β1／K16GRGDSPc／PLGA-[ASP-PEG]，并将兔BMSCs与其复合培养，以pcDNA3／K16GRGDSPC／PLGA-[ASP-PEG]作为对照。通过逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）、Western blot和酶联免疫吸附测定（ELISA）检测TGF-β1基因的表达；应用碱性磷酸酶（ALP）试剂盒检测BMSCs的ALP活性，并通过RT-FCR检测细胞ALP、骨钙素（OCN）、骨桥蛋白（GPN）和Ⅰ型胶原的表达，通过免疫荧光染色检测核心结合因子a1（Cbfal）表达，观察BMSCs向成骨细胞方向分化的情况。结果 XFS图谱证实K16GRGDSPC被成功地接枝到PLGA-[ASP—PEG]表面。载基因仿生基质材料复合BMSCs培养结果表明，TGF-β1基因被成功地导入细胞内并表达，而且其成骨标志物（ALP、OCN、CPN、Ⅰ型胶原和Cfbal）的表达均显著高于对照组（P〈0．05）。结论 这种载基因基质材料既可以作为骨组织工程支架材料，又可介导外源TGF—β1基因转染BMSCs并定向调控BMSCs成骨分化。     

联合转染人VEGF165和ANG-1双基因对大鼠骨髓基质干细胞成骨分化的影响

[目的]研究联合转染入血管内皮细胞生长因子165(VEGF165)和血管紧张素-1(ANG-1)双基因对大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)成骨分化潜能的影响.[方法]将本室构建的编码人VEGF165和ANG-1双基因腺病毒质粒pAd-VIA在QBI-293A细胞内进行包装和扩增,获得腺病毒载体pAd-VIA,将其体外转染大鼠BMSCs,应用诱导培养液定向诱导向成骨细胞分化.实验分为4组:A.腺病毒载体pAd-VIA转染BMSCs并诱导组;B.BMSCs诱导组;C.腺病毒载体pAd-VIA转染BMSCs组;D.单纯BMSCs组.通过碱性磷酸酶(ALP)染色和活性的测定、Ⅰ型胶原免疫荧光染色、茜素红染色来评价联合转染双基因对BMSCs成骨分化潜能的影响.[结果]重组腺病毒质粒pAdVIA在QBI-293A细胞内成功包装和扩增,有大量的绿色荧光蛋白表达,体外转染大鼠BMSCs后,A、B组的ALP染色、Ⅰ型胶原免疫荧光染色、茜素红染色为阳性,而C组和D组为阴性.ALP活性表达具有时间相关性,3 d开始表达,7 d到达高峰,在7、14 d,A、B组与C、D组之间ALP表达均具有统计学差异(P＜0.01),A组和B组之间,在各个时间点均无统计学差异(P＞0.05).[结论]腺病毒载体pAd-VIA转染大鼠BMSCs后,未明显影响其体外成骨分化潜能.     

低温保存对组织工程骨特性影响的实验研究

目的 了解不同低温保存方法对组织工程骨支架生物特性和成骨细胞功能的影响。方法 组织工程骨分别在4℃和-196℃环境下保存3，6个月，以未行保存的组织工程骨和单纯生物衍生骨作为对照。实验分为7组，组织工程骨4℃保存3个月为A3组，保存6个月为A6组，-196℃保存3个月为B3组，保存6个月为B6组，未行保存的组织工程骨为C组，单纯生物衍生骨组为D组，新鲜人体骨为S组（仅作生物力学）。观察细胞的黏附与生长，并行材料的生物力学、碱性磷酸酶活性（ALP）、细胞表面的整合素α2β1表达量、Ⅰ型胶原、钙化能力和成骨细胞成活率等检查。结果 所有组织工程骨各组均可见成骨细胞在材料表面黏附，细胞在材料孔隙内生长、分化和增殖；材料的力学性能检测显示A3、A6、B3、B6、D组各组间最大载荷比较，差异无统计学意义（P〉0．05）；A3、A6、B3、B6、D组分别与S组比较，差异有统计学意义（P〈0．05）；各组成骨细胞ALP活性、细胞表面的整合素α2β1表达量、Ⅰ型胶原、钙化能力和成骨细胞成活率依次为C组〉B3组〉B6组〉A3组〉A6组。结论 4℃保存方法和-196℃保存方法对生物衍生骨的生物力学性能无明显的影响。4℃保存方法和-196℃保存方法对细胞的存活率和细胞的生物活力有明显的影响，但均能在一定程度上保存细胞的存活率和的细胞的生物活力。-196℃保存方法优于4℃保存方法，但4℃保存方法操作简单、方便和经济。     

组织工程骨-80 ℃低温保存的初步研究

目的：了解不同冻存方法对组织工程骨生物活性的影响。方法：以骨髓基质干细胞（marrow stromal cells，MSCs）复合部分脱蛋白骨培养制备组织工程骨，实验分为：A组，组织工程骨用添加冻存保护荆的保存液保存；B组，组织工程骨用不添加冻存保护荆的保存液保存；C组，组织工程骨未行低温保存；D组。单纯MSCs培养。A组和B组的组织工程骨于-80℃深低温保存3个月，3个月后复温冻存的组织工程骨。扫描电镜观察MSCs的黏附和分布情况，MTT法检测细胞活力，对硝基苯磷酸法检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，AIP）活性，流式细胞仪分析细胞周期。结果：MSCs在材料表面和孔隙内均可黏附和分布，黏附于材料的细胞活力大小依次为C组〉A组〉B组（P〈0．01，P〈0．05）。黏附于材料的细胞AIP活性大小依次为C组〉A组〉B组（P〈0．01）。各组细胞周期未见明显变化，未见异倍体细胞。结论：选择适宜的冻存保护荆对组织工程骨的生物活性有一定的保护作用。     

人骨髓基质干细胞与支架材料纳米羟基磷灰石／聚酰胺66的生物相容性研究北大核心CSCD

目的研究人骨髓基质干细胞（hBMSCs）与纳米羟基磷灰石／聚酰胺66（nHA／PA66）复合后的生物学特性。方法体外分离培养hBMSCs后将其分为A、B、C3组：A组为未经骨向诱导的hBMSCs,B组为经骨向诱导的hBMSCs,C组为与nHA／PA66复合并骨向诱导的hBMSCs。通过噻唑蓝（MTT）检测B、c组细胞在第1、2、3周的增殖情况;电镜扫描观察C组细胞在支架上的黏附情况;碱性磷酸酶（ALP）活性检测以及矿化结节染色验证hBMSCs的体外成骨分化能力,并通过检测第6、12天ALP的活性研究其与nHA／PA66复合后的骨生成作用。结果c组细胞在nHA／PA66上黏附良好;B组与C组细胞生长增殖活性差异无统计学意义（P〉0．05）,说明骨向诱导后的hBMSCs增殖活性不受支架材料nHA／PA66影响;B组矿化结节数量明显多于A组,第6、12天A组ALP活性值均低于B、c组,差异有统计学意义（P〈0．05）,而B、c组问差异无统计学意义（P〉0．05）,说明hBMSCs体外骨向诱导后ALP表达增强并骨向分化,nHA／PA66并没有影响hBMSCs的成骨潜能。B、c组细胞在第12天的ALP活性值显著高于第6天,差异均有统计学意义（P〈0．05）,说明AKP活性随骨向诱导时间增长而逐渐增强。结论hBMSCs适于在nHA／PA66上黏附、增殖与骨向分化,nHA／PA66可以作为hBMSCs的载体应用于骨组织工程。     

rhBMP-2对不同培养时间骨髓基质干细胞成骨能力的影响

目的：探讨不同培养阶段骨髓基质干细胞成骨能力的变化及BMP-2对其成骨能力的影响。方法：培养兔骨髓基质干细胞，测定第3代和第18代细胞碱性磷酸酶及骨钙素活性；测定BMP-2对不同培养时间骨髓基质干细胞成骨能力的影响；测定rhBMP-2对细胞增殖的影响。结果：细胞传至第18代后，分泌的骨钙素（OC）水平及ALP活力明显降低，与第3代细胞相比，差异显著（P〈0．05）。第3代细胞在rhBMP-2的诱导下，分泌的OC水平及ALP活力在原基础上进一步升高，与对照组相比，差异显著（P〈0.05）。结第18代细胞在rhBMP-2的诱导下，分泌的OC水平及ALP活力在原基础上升高，与对照组相比，差异不显著（P〉0．05）；随培养时间的延长，各组细胞数量均有所增加，rhBMP-2诱导组与对照组细胞无显著性差异（P〉0．05）。细胞的传代次数对细胞增殖无明显影响（P〉0．05）。结论：rhBMP-2对细胞增殖无影响。随着传代次数的增加，骨髓基质干细胞的成骨能力下降，rhBMP-2促进其成骨的能力亦下降。     

复合椎体重建兔颈椎的生物学实验研究

目的探讨同种异体皮质骨环（humeral cortical ring allograft,HCA）及异体松质骨（cancellous allogenic bone,CAB）复合椎体材料重建颈椎能力,为临床应用提供理论依据。方法取39只新西兰大耳白兔切除C4制成椎体缺损模型并分为3组：A组植入HCA—CAB复合物、B组植入自体髂骨、C组植入HCA一丙烯酸树脂骨水泥（acrylic bone cement,ABC）。在术后不同时间分别进行大体标本、组织学、X线片和扫描电镜观察以及生物力学测试,检测血清中碱性磷酸酶（alkaline phophatase,ALP）活性、钙浓度、磷浓度,比较三者修复骨缺损的能力。结果术后各组血清ALP均开始升高,在2、4周时各组内差异有统计学意义（P〈0．01）。A组和B组血清中ALP及磷浓度均高于C组（P〈0．01）,A组和B组血清中ALP及钙、磷浓度差异无统计学意义（P〉0．05）。术后2个月X线片及大体标本观察示A组与B组植骨材料与上下颈椎融合,有大量骨痂;C组示未完全融合,只有少量骨痂生长。组织学观察术后1个月A组与B组可见有散在骨岛及骨小梁形成;2个月A组与B组形成大量成熟骨基质、骨小梁及骨髓腔。扫描电镜观察示A组有大量新骨形成。2个月生物力学测试结果表明A组与B组力学指标差异无统计学意义（P〉0．05）。结论HCA—CAB复合物具有较强的成骨能力,可作为有效的椎体重建材料。     

不同方法低温保存的组织工程骨修复骨缺损的实验研究

目的探讨不同方法低温保存的组织工程骨修复节段性骨缺损的差异。方法以骨髓基质干细胞（BMSCs）复合部分脱蛋白骨培养制备组织工程骨，组织工程骨分别用添加或不添加冻存保护剂的保存液于-196℃的液氮中冻存3个月，植入实验前复温冻存的组织工程骨。选择60只新西兰白兔，制作15mm长的桡骨节段性骨缺损模型，根据骨缺损区植入不同的材料分为A、B、C和D组，每组15只，A组：植入添加冻存剂保存的组织工程骨；B组：植入未添加冻存剂保存的组织工程骨；C组：植入未行低温保存的组织工程骨；D组：植入部分脱蛋白骨。术后4、8、16周取材，行X线检查、组织学观察、计算机图像分析和生物力学测定。结果术后4、8、16周各组骨缺损区均有新骨生成，成骨量随时间的推移而增加。经X线、组织学和生物力学评估，A组与C组比较差异无统计学意义（P〉0．05），A组或C组分别与B、D组比较，成骨能力依次为：A组或C组〉B组〉D组，差异有统计学意义（P〈0．05），其中A组或C组术后16周骨缺损完全修复，骨髓腔再通，生物力学性能接近正常骨。结论选择适宜的冻存保护剂对组织工程骨的生物活性有一定的保护作用。     

核心结合因子α1基因修饰骨髓间充质干细胞对骨缺损的修复研究

目的 探讨以核心结合因子α1（core-binding factor a1，Cbfa1）基因修饰骨髓间充质干细胞（marrow mesenchymal stem cells，MSCs）作为种子细胞，与猪脱细胞骨基质材料复合构建组织工程骨修复兔桡骨缺损的可行性。方法选择3月龄日本大白兔40只，建立桡骨1．2cm缺损模型，根据不同的修复方式分成4组。A组：Cbfa1基因修饰MSCs与脱细胞骨基质材料复合后修复；B组：未行基因修饰的MSCs与脱细胞骨基质材料复合后修复；C组：单纯脱细胞骨基质支架材料修复；D组：空白对照，不作任何植骨处理。术后4、8和12周分别行大体、X线片和组织学观察评价修复效果，并对修复后桡骨进行生物力学检测。结果大体观察至术后12周取材时，A组原骨缺损植骨区新生骨成熟度好、饱满、质硬；B组植骨区有骨性连接，质软；C组可在植骨区发现少量骨性连接；D组形成骨不连。X线片和组织学观察示：术后4、8周A组支架材料降解、新骨生成及髓腔再建优于其它3组。术后12周A组支架材料完全降解，新骨塑形完成，骨髓腔通畅，皮质骨改建成正常的板层骨结构；B组缺损区近端部分骨髓腔塑形再通；C组截骨两端骨痂向植骨中长入，髓腔塑形不明显；D组纤维组织充填，形成骨不连。以前述各组健侧桡骨为正常对照组（仍为D组），余分组同前，行破坏压缩载荷检测，结果示12周后A、B组与D组比较差异无统计学意义（P〉0．05），而C组与D组比较差异有统计学意义（P〈0．01）。结论Cbfa1基因修饰MSCs与脱细胞骨基质材料复合构筑的组织工程骨可较好地修复兔桡骨址螺     

白茅苷对去卵巢大鼠骨髓间充质干细胞功能和骨量的影响

目的观察白茅苷治疗去卵巢大鼠骨髓间充质干细胞功能和骨量的影响并初步探索可能机制。方法通过双侧去卵巢建立骨质疏松大鼠模型;随后随机分为假手术组(Sham)、去卵巢组(OVX)以及白茅苷组(BMG),每组10只;其中BMG组去卵巢大鼠每天给予白茅苷(20 mg/kg)灌胃治疗;待12周治疗结束后分离培养各组大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),使用碱性磷酸酶(ALP)和茜素红(ARS)染色并使用蛋白质印迹检测BMP-2、Runx2、OPN、OCN、ALP和Col1蛋白表达;进一步使用Micro-CT和骨生物力学检测观察治疗效果。结果 OVX组大鼠BMSCs向成骨细胞分化后ALP和ARS染色阳性面积以及BMP-2、Runx2、OPN、OCN、ALP和Col1表达较Sham组明显降低(P0.05);而经过BMG治疗,BMG组大鼠BMSCs向成骨细胞分化后ALP和ARS染色阳性面积以及BMP-2、Runx2、OPN、OCN、ALP和Col1表达较OVX组明显增加(P0.05)。OVX组股骨最大载荷和弹性模量、BMD、BV/TV、Tb.N和Tb.Th较Sham组明显降低,而Tb.Sp则明显升高(P0.05)。BMG组左侧股骨最大载荷和弹性模量、BMD、BV/TV、Tb.N和Tb.Th均明显高于OVX组(P0.05),而Tb.Sp明显低于OVX组(P0.05)。结论白茅苷通过促进BMSCs诱导成骨分化来减少去卵巢大鼠骨骨密度、骨量和骨强度下降。     

脂联素通过调节BMP信号通路促进骨髓干细胞成骨分化

目的 研究脂联素（adiponectin, ApN）对骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）成骨分化的作用,并探讨其可能的机制。方法 体外培养BMSCs,构建ApN过表达质粒及干扰质粒,转染至BMSCs中。将BMSCs随机分为5组：对照组、过表达组、过表达空载组、干扰组和干扰空载组。茜素红染色观察各组细胞钙化沉积。碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）染色观察各组细胞成骨分化能力。qRT-PCR检测ApN受体、骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein, BMP）信号通路及成骨相关基因表达情况。结果 与对照组相比,过表达组BMSCs中钙化沉积和ALP阳性表达增多,AdipoR1、AdipoR2、BMP2、RUNX2、Smad1和Smad5 mRNA表达量显著升高（P<0.05）;干扰组BMSCs中钙化沉积和ALP阳性表达减少,AdipoR1、AdipoR2、BMP2、RUNX2、Smad1和Smad5 mRNA表达量显著降低（P<0.05）。结论 ApN可能通过上调BMP信号通路促进BMSCs成骨分化。     

miR-21对骨质疏松小鼠骨髓基质细胞增殖的影响

目的探讨miR-21对骨质疏松小鼠骨髓基质细胞(BMSCs)增殖的影响。方法采用双侧卵巢切除法构建骨质疏松小鼠模型(VOX),分离、培养、纯化小鼠BMSCs并采用si PORT Neo FX转染pre-miR-21、pre-miR-negative control(pre-miR-NC)、antmiR-21、ant-miR-negative control(ant-miR-NC)并进行RT-PCR验证,MTT法检测小鼠BMSCs增殖情况、茜素红与碱性磷酸酶染色法检测小鼠BMSCs成骨能力、Western-blotting检测细胞增殖、成骨分化相关蛋白水平。结果骨质疏松症小鼠BMSCs中miR-21相对表达水平低于Ctrl组(P0.05),OVX-pre-miR-21组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均高于OVX-pre-miR-NC组(P0.05),OVX-premiR-NC组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均显著低于Ctrl-pre-miR-NC(P0.05); OVX-ant-miR-21组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均显著低于OVX-ant-miR-NC组(P0.05),OVX-ant-miR-NC组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均显著低于Ctrl-ant-miR-NC(P0.05)。结论提高miR-21表达水平可促进骨质疏松小鼠BMSCs增殖能力与成骨分化能力。     

木通皂苷D促进糖皮质激素环境下小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化

目的观察木通皂苷D(ASD)对糖皮质激素(GC)环境下小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响及其机制。方法体外培养小鼠BMSCs,实验分为三组,分别用成骨诱导培养基(OBI)、OBI+地塞米松(DEXA,0.1μmol/L)、OBI+DEXA(0.1μmol/L)+ASD(10μmol/L)干预。ALP试剂盒检测ALP活性,茜素红染色检测矿化情况,qRT-PCR检测成骨因子Runx2、骨钙素(OCN)及Smad1、Smad5 mRNA表达,Western blot检测Smad1/5磷酸化水平及Smad1/5/8总蛋白表达。结果OBI+DEXA组ALP活性明显较OBI组低(P<0.001),OBI+DEXA+ASD组ALP活性明显较OBI+DEXA升高(P<0.01)。OBI+DEXA干预组成骨相关因子Runx2、OCN、Smad1和Smad5 mRNA表达较OBI组均明显下调(P<0.01),OBI+DEXA+ASD组Runx2、OCN、Smad1和Smad5 mRNA表达较OBI+DEXA干预组明显上调(P<0.01和P<0.05)。三组Smad1/5/8总蛋白表达差异无统计学意义,OBI+DEXA干预组pSmad1/5较OBI干预组表达降低,OBI+DEXA+ASD干预组pSmad1/5表达较OBI+DEXA干预组增加。结论ASD可促进GC环境下小鼠BMSCs成骨分化,其机制可能与激活BMP/Smad信号通路有关。     

EphB/EphrinB信号通路对成骨分化能力的影响

目的探讨EphB/EphrinB信号通路对去势小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow derived mesenchymal stem cells,BMSCs)的成骨分化能力和绝经后骨质疏松动物模型骨量的影响。方法将24只8周龄健康雌性BALB/c小鼠随机分为去势组(OVX组)和假手术组(Sham组),检测小鼠BMSCs中EphB/EphrinB信号通路表达水平。(2)将去势小鼠分为4组,分别进行腹腔注射相应Eph受体激动剂:EfnB1-Fc及EfnB2-Fc,Eph受体抑制剂EphB2-Fc,对照组腹腔注射human IgG-Fc。各组分别于术后10周将小鼠脱颈处死,在Micro-CT分析下比较股骨骨质情况。去势组和假手术组小鼠取股骨与胫骨骨髓,经密度梯度离心法分离培养并鉴定其骨髓间充质干细胞至P3用于实验,各组BMSCs在成骨诱导条件下7 d后,通过Realtime PCR检测成骨相关基因(Runx2、ALP、Osterix)及破骨细胞分化相关基因(OPG、RANKL)的表达水平,成骨分化14、21 d后,采用ALP染色和茜素红染色观察成骨分化能力。结果与假手术组(Sham组)相比较,去势组(OVX组)中EfnA2、EphB4、EfnB2、EfnB1及EphA4表达显著增高(P0. 01); Sham组中EphA2及EfnB2表达显著降低(P0. 01)。10周后Micro-CT结果显示,与去势对照Fc组比较,Sham组、EfnB1-Fc、EfnB2-Fc及EphB2-Fc去势组骨小梁结构均较完整、骨小梁密度较好(P0. 01);与EfnB1-Fc、EfnB2-Fc去势组相比较,Sham组和EphB2-Fc去势组的骨密度及骨体积分数均明显增高(P0. 01)。Realtime PCR检测成骨相关基因提示,与去势对照Fc组比较,EfnB1-Fc、EfnB2-Fc和EphB2-Fc去势组中ALP与Osterix的表达明显升高(P0. 01); EfnB1-Fc和EphB2-Fc可显著提高BMSCs成骨分化中ALP的活性和骨基质矿化能力,以EphB2-Fc效果最为显著(P0. 01)。与去势对照Fc组比较,EfnB1-Fc、EfnB2-Fc和EphB2-Fc去势组中RANKL的表达未见明显差异(P0. 05),但OPG的表达明显升高(P0. 01),其中,EfnB1-Fc去势组与EphB2-Fc去势组中OPG/RANKL的比率升高最为明显(P0. 01)。结论 EphB2/EfnB1双向信号通路可逆转去势所导致的骨量减少,上调ALP与Osterix的表达,促进BMSCs的成骨分化能力,并可通过调节OPG/RNAKL比率影响去势骨髓间充质干细胞的功能,从而间接影响破骨细胞系的分化。     

腺病毒介导BMP-2联合低氧诱导因子1α突变型与单基因BMP-2分别转染BMSCs后成骨效应的比较研究

目的比较腺病毒载体Ad-BMP-2-内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site,IRES)-低氧诱导因子1α突变型(hypoxia inducible factor 1αmu,HIF-1αmu)与Ad-巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)-BMP-2-IRES-人源化海肾绿色荧光蛋白1(human renilla reniformis green fluorescent protein 1,hrGFP-1)分别转染BMSCs后的成骨效应,优化成骨细胞种子来源。方法取1月龄新西兰大白兔骨髓分离培养BMSCs。取第3代BMSCs进行病毒液转染,根据转染病毒液不同将实验分为4组,A、B、C组分别采用感染复数(multiplicity of infection,MOI)为50、100、150和200的Ad-BMP-2-IRES-HIF-1αmu、Ad-CMV-BMP-2-IRES-hrGFP-1、Ad-CMV-IRES-hrGFP-1(空腺病毒载体)转染细胞,D组为未被转染的BMSCs。选择最佳MOI值进行观察。转染后采用免疫组织化学染色检测BMP-2表达,Western blot检测BMP-2和HIF-1α蛋白表达,ALP活性测定和钙结节茜素红染色检测细胞成骨分化能力。结果 A、B、C组最佳MOI值分别为200、150和100。免疫组织化学染色示,A、B组BMP-2染色呈阳性,C、D组呈阴性;A组阳性细胞数明显多于B组(P<0.05)。Western blot检测示,A、B组BMP-2蛋白表达明显高于C、D组(P<0.05),A组高于B组(P<0.05);A组HIF-1α蛋白表达明显高于其余3组(P<0.05),其余3组间差异无统计学意义(P>0.05)。A、B组ALP活性明显高于C、D组(P<0.05),A组高于B组(P<0.05)。茜素红染色示,A、B组可见明显钙结节,C、D组未见钙结节形成;且A组钙结节数量多于B组(P<0.05)。结论单载体双基因Ad-BMP-2-IRES-HIF-1αmu与单载体单基因Ad-CMV-BMP-2-IRES-hrGFP-1分别转染兔BMSCs后,前者BMP-2和成骨效应表达均高于后者。     

重组人工骨修复实验性骨缺损影像学评价

[目的]探讨重组人胰岛素样生长因子-1（recombinant human insulinlike growth factor-1，rhIGF-1）／珊瑚羟基磷灰石（coralline hydroxyapatite，CHA）／自体红骨髓（autogeneous red bone marrow，ARBM）复合修复骨缺损的能力。[方法]成年中国家兔54只，随机分为3组，制成双侧桡骨中段11mm骨-骨膜全层缺损模型，每组18只，每组动物左右两侧缺损分别随机植入2种不同材料：1组两侧分别植入材料A（CHA／ARBM／rhlGF．1）和B（CHA／ARBM）；2组植入C（CHA／rhIGF-1）和D（CHA）；3组植入E（自体皮质骨）和F（缺损旷置）。术后行大体、X线（2、4、8、12周）和^99mTc—MDP骨扫描（12周）观察。[结果]A组X线片显示桥接骨痂生长良好，12周时缺损修复。12周^99mTc—MDP骨显像示A和E组修复区高度核浓聚。[结论]CHA／ARBM／rhIGF-1重组人工骨移植可协同实现骨传导、骨诱导和骨再生作用，促进骨缺损重建。     

BMP-2联合低氧环境诱导BMSCs向软骨表型分化的研究

目的探讨BMP-2联合低氧环境诱导BMSCs向软骨表型分化的可行性,并进一步研究其生物学机制。方法取4周龄健康清洁级雌性SD大鼠骨髓采用贴壁法体外培养BMSCs,取第2代细胞根据培养条件不同分为4组:常氧对照组(A组)、常氧加BMP-2诱导液组(B组)、低氧(O2浓度3%)对照组(C组)和低氧加BMP-2诱导液组(D组)。倒置相差显微镜下观察细胞形态变化,培养7、14、21 d阿利新蓝染色检测各组软骨基质糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAG)分泌水平,21 d时Western blot检测细胞内Ⅱ型胶原和低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)蛋白表达水平,RT-PCR检测成软骨、成骨以及低氧相关基因表达水平。结果诱导培养21 d,D组细胞变为类圆形,细胞密度降低,细胞周边呈陷窝样,基质包裹细胞;A、B、C组均未见上述典型变化。D组阿利新蓝染色明显较其他组深,并随诱导时间延长蓝染加深,21 d时出现成片深染蓝色,其他组各时间点仅见散在少量的淡染蓝色。Western blot检测D组细胞内Ⅱ型胶原蛋白表达水平较其他组显著增高,C、D组HIF-1α蛋白表达水平较A、B组显著增高,差异均有统计学意义(P<0.05)。RT-PCR检测D组成软骨分化相关指标Ⅱ型胶原α1(collagenⅡα1,COL2α1)、聚集蛋白聚糖表达最高,而B组成骨分化相关指标COL1α1、ALP、Runt相关转录因子2表达水平最高,C、D组低氧相关指标HIF-1α较A、B组显著增强,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 BMP-2联合低氧(O2浓度3%)环境可以诱导大鼠BMSCs向软骨分化,并抑制其成骨分化,HIF-1α可能是参与促软骨生成过程中的一个重要信号分子。     

水蛭素通过上调VEGF/Notch1信号通路促进人骨髓间充质干细胞成骨分化

摘要：目的 观察水蛭素对人骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC）成骨分化的影响。方法 BMSCs细胞分为正常培养的对照组、成骨诱导的诱导组以及加入不同浓度（1、10、20 ATU/mL）处理的水蛭素组。MTT检测细胞增值并筛选水蛭素最适作用浓度。流式细胞仪检测细胞凋亡。RT-PCR和Western blot分别检测成骨基因Runx2、Osterix、COL1A1的mRNA和蛋白表达。BCIP/NBT染色法检测细胞中的碱性磷酸酶水平。茜素红染色检测矿化结节。检测VEGF、Notch1、Jagged1和CBF1的mRNA和蛋白表达。结果 骨髓间充质干细胞经成骨诱导细胞增殖显著增加,中高浓度的水蛭素可以不同程度促进成骨诱导的BMSCs细胞增殖（P＜0.05）,并筛选出20 ATU/mL作为水蛭素的使用浓度。水蛭素抑制成骨诱导的BMSCs细胞凋亡,上调Runx2、Osterix、COL1A1的mRNA和蛋白表达,增加碱性磷酸酶水平,促进细胞中矿化结节的生成,并提升BMSCs细胞中VEGF、Notch1、Jagged1和CBF1的表达（P＜0.05）。结论 水蛭素可能通过上调VEGF/Notch1信号通路促进人骨髓间充质干细胞成骨分化。     

3D打印胶原/羟基磷灰石支架对骨髓间充质干细胞成骨分化的作用研究

目的探讨3D打印胶原/羟基磷灰石支架对骨髓间充质干细胞成骨分化的作用。 方法分离SPF级雄性SD大鼠骨髓间充质干细胞,实验分为：对照组、浸提组、诱导组及浸提诱导组,MTT法检测对照组,浸提组的细胞增殖情况,对比分析各组细胞的碱性磷酸酶（ALP）活性,对各组细胞诱导培养17天后进行茜素红染色,观察钙结节染色情况。 结果MTT结果显示,浸提组与对照组在不同时间点的OD值比较,差异无统计学意义（P>0.05）,ALP活性结果显示,不同时间点各组与对照组相比,差异均有统计学意义（P<0.05）;不同时间点浸提诱导组与浸提组相比,差异均有统计学意义（P<0.05）;诱导组在48 h及72 h与浸提组相比,差异均有统计学意义（P<0.05）。茜素红染色结果显示,对照组细胞无钙结节点,浸提组及诱导组镜下肉眼可明显观察到红色区域染色,镜下观察可见钙结节点,浸提诱导组所产生的钙结节点的数量、大小以及染色的颜色深度均明显优于其他各组。 结论3D打印胶原/羟基磷灰石支架具有生物相容性好,可促进BMSCs向成骨分化,对细胞毒性低等特点,适宜用作骨缺损的治疗。