骨形态发生蛋白2及碱性成纤维生长因子2对大鼠骨髓间充质干细胞膜片增殖和成骨分化的影响

文题释义： 细胞膜片技术：是在体外接种培养高密度的细胞，使其相互融合生长至100%而形成的透明致密膜状物。该技术不需要胰酶消化即可收集细胞，因此保留了大量的胞外基质、细胞间连接以及细胞-基质连接等结构。目前细胞膜片技术已成为组织工程领域的研究热点，已被推广应用于牙周膜、角膜、心脏、软骨、食管等多种组织器官修复。 成骨细胞：主要由内外骨膜和间充质始祖细胞分化而来，在复杂的骨形成过程中发挥着主要的功能，承担着骨基质的合成、分泌和矿化。骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，能定向分化为成骨细胞，其成骨分化过程可受多种因素的影响，如细胞因子的调控、遗传因素和激素水平等。背景：现阶段骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2对骨髓间充质干细胞膜片增殖、成骨分化的影响和作用机制还尚未可知，如何将生长因子与组织工程细胞膜片技术相整合，最终将其用于骨缺损修复具有重要意义。 目的：探讨单独及联合应用骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2对骨髓间充质干细胞膜片增殖和成骨分化的影响。 方法：体外分离培养鉴定SD大鼠骨髓间充质干细胞并构建细胞膜片，选用不同质量浓度的骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2单独及联合诱导骨髓间充质干细胞膜片，CCK-8法结合碱性磷酸酶活性检测确定2种因子促进膜片增殖和成骨分化的最佳有效质量浓度；然后对骨髓间充质干细胞膜片进行成骨诱导，通过大体及显微镜观察、Vonkossa染色、茜素红染色、RT-PCR检测相关成骨标志物来评估诱导效果。 结果与结论：单独应用骨形态发生蛋白2可增强骨髓间充质干细胞膜片的碱性磷酸酶活性，最佳质量浓度为100 μg/L(P < 0.001)，单独应用碱性成纤维生长因子2能加速骨髓间充质干细胞膜片的增殖，最佳质量浓度为20 μg/L(P < 0.001)，而联合应用既可以促进膜片增殖又能提高其碱性磷酸酶活性(P < 0.001)；经成骨诱导后，4组膜片在形态学上无明显差异，均能诱导骨髓间充质干细胞膜片的成骨分化，其中联合组钙结节最明显(P < 0.001)，可显著促进膜片晚期成骨分化并抑制其早期成骨分化，具有明显的协同促进作用(P < 0.001)。结果表明，骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2联合应用时具有协同作用，既可以促进骨髓间充质干细胞膜片增殖，又能显著增强其成骨诱导能力。ORCID: 0000-0003-1918-579X(何惠宇) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程     

联合应用血管内皮生长因子及血小板衍生生长因子BB干预骨髓间充质干细胞的血管化及增殖能力

背景：组织工程骨为修复极限骨缺损提供了新的选择,但只有先形成完善的功能性血管网,保证稳定的成骨和骨整合,才能取得良好的治疗效果。因此,血管化可以说是组织工程骨面临的最大挑战与难题。 目的：探讨体外联合应用血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和血小板衍生生长因子BB(platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB)对骨髓间充质干细胞增殖和成血管能力的影响。 方法：体外分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别用不同质量浓度VEGF(20,40,60,80,100,120 μg/L)、PDGF-BB(20,40,60,80,100,120 μg/L)联合干预以及100 μg/L VEGF单独干预、100 μg/L PDGF-BB单独干预,CCK-8实验检测2种细胞因子促进细胞增殖的最佳质量浓度,然后在第7天和第14天通过RT-PCR方法检测血管生成素1、缺氧诱导因子1α、肝细胞生长因子、胰岛素样生长因子等相关成血管基因的表达量。 结果与结论：①加入生长因子后,细胞增殖能力明显提高,联合作用效果更优,最佳组合为80 μg/L VEGF+   80 μg/L PDGF-BB;②VEGF、PDGF-BB都可以促进血管生成素1、缺氧诱导因子1α、肝细胞生长因子和胰岛素样生长因子的mRNA表达,联合应用时效果最佳;③缺氧诱导因子1α、肝细胞生长因子 mRNA表达随时间延长有所升高,差异有显著性意义(P < 0.05);而血管生成素1、胰岛素样生长因子 mRNA表达量随时间延长有所降低,差异有显著性意义(P < 0.05);④体外实验结果证明,当VEGF和PDGF-BB质量浓度均为80 μg/L时,能够持续稳定促进整个血管形成过程,且促进作用优于单独一种生长因子。ORCID: 0000-0003-1918-579X(何惠宇) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

重组慢病毒载体转染羊骨髓间充质干细胞及成骨基因表达量的变化

背景：碱性成纤维细胞生长因子具有促进骨髓基质细胞分裂增殖作用,而骨形态发生蛋白2在诱导新骨形成方面有重要的研究意义。目的：分析骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子基因单独和联合转染对体外培养的骨髓间充质干细胞的增殖和骨向分化的影响,比较Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因于转染前后骨髓间充质干细胞相对表达量的差别,为构建组织工程骨的种子细胞做理论依据。方法：构建碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2慢病毒载体,分别转染羊骨髓间充质干细胞,得到碱性成纤维细胞生长因子组、骨形态发生蛋白2组、联合组、对照组细胞,提取RNA后采用实时定量PCR的方法检测Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因的mRNA水平相对表达量的变化。结果与结论：对照组、碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2及联合组4组间非特异性成骨基因表达量存在明显差异(P < 0.05),且碱性成纤维细胞生长因子和骨形态发生蛋白2具有交互作用(P < 0.05),碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2联合组的Ⅰ型胶原蛋白和骨钙蛋白基因表达量明显高于其他3组,且差异有显著性意义(P < 0.05);但是骨桥蛋白基因中差异无显著性意义(P > 0.05)。体外实验结果显示联合转染组中的Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因mRNA水平相对表达量较多,该组细胞的成骨功能最强,适合作为组织工程骨的种子细胞。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

鸢尾素对大鼠骨髓间充质干细胞 Sost基因表达及成骨分化的影响

目的探究鸢尾素（Irisin）对大鼠骨髓间充质干细胞（BMSC）Sost基因表达及成骨分化的影响。 方法设置Irisin不同浓度组（0、80、100、120 ng/mL）,细胞计数试剂盒（CCK-8）法选择Irisin的最佳实验浓度。用含有Irisin的培养液培养大鼠BMSC设置为实验组,对照组为单纯培养液培养,3、7、14 d进行茜素红、von Kossa钙盐染色;3、10 d采用反转录聚合酶链反应（RT-PCR）和Western bolt检测成骨相关基因mRNA及蛋白表达。分别采用单因素方差分析和t检验对数据进行统计分析。 结果（1）培养3 d时,100 ng/mL的Irisin促进大鼠BMSC增殖的效果明显（OD=0.951）,与对照组相比差异有统计学意义（F=102.52,P<0.05）;（2）实验组染色深度、钙结节大小和数量都明显高于对照组;（3）与对照组相比,实验组Sost mRNA及其蛋白表达水平明显下降,ALP、Lrp5、BMP2、Smad1的mRNA及其蛋白表达水平明显增高,差异均有统计学意义（P<0.001）。 结论（1）Irisin可抑制Sost基因的表达;（2）Irisin可在体外促进大鼠BMSC增殖和成骨分化;（3）Wnt和BMP信号通路可能在Irisin促进大鼠BMSC成骨分化中发挥作用。     

超顺磁性氧化铁纳米粒子标记羊骨髓间充质干细胞的体外实验研究

目的：探究超顺磁性氧化铁纳米粒子体外标记羊骨髓间充质干细胞的最佳方案,进行磁共振扫描,观察与三维打印组织工程骨支架复合培养的效果。方法：取超顺磁性氧化铁纳米粒子与多聚左旋赖氨酸的复合物标记第3代羊骨髓间充干细胞,将两者（各mg/L）按配比分为4组,A组：25：0.75、B组：50：1.5、C组：100：3和D组：200：6,分别在4h、24h和48h检测细胞标记阳性率、存活率和增殖活力,选最佳方案组进行磁共振成像、观察细胞内外粒子分布并与支架复合培养。结果：A组、B组细胞标记24h和48h普鲁士蓝染色阳性率最高,均达100%,细胞外未见纳米粒子聚集块形成;A组细胞标记4h、24h细胞存活率最高,与对照组差异无统计学意义;4组纳米粒子标记不同时间均未影响细胞增殖活力;在3.0T磁共振成像下至少可检测到A组5×103个细胞;纳米粒子分布于胞浆内、可与支架有效粘附。结论：超顺磁性氧化铁纳米粒子与多聚左旋赖氨酸配比为25：0.75（mg/L）时,标记第3代羊骨髓间充质干细胞24h为最佳方案,可粘附于三维打印组织工程骨支架表面。     

3D打印复合PVA骨组织工程支架研究现状

3D打印复合多孔性骨组织工程支架已成为研究热点。复合聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)具备良好生物相容性及可降解性能,但因不能抵抗较大机械抗力,不能单独制备支架,复合其他机械性能佳及生物相容性良好的材料,可表现出良好的生物相容性、可降解性及机械性能等优点,因此3D打印复合PVA支架材料可以优化PVA支架的性能,本文从3D打印骨组织工程支架技术、PVA、复合PVA支架在体内外骨形成效果等方面作一综述。     

牙胚细胞体外培养过程中成牙基因的表达

背景：多项实验表明牙胚组织在不同的时间点有不同的基因发挥作用,共同促进牙胚发育。 目的：观察牙本质基质蛋白1、成釉蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和同源异型盒基因1在大鼠牙胚细胞体外培养的不同时间的表达。 方法：对体外培养后第1,3,6天的牙胚细胞提取RNA,反转录后采用实时定量PCR的方法检测牙本质基质蛋白1、成釉蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和同源异型盒基因1mRNA相对表达水平的变化。 结果与结论：牙胚细胞中牙本质基质蛋白1、成釉蛋白和Ⅰ型胶原蛋白mRNA的表达随培养时间的延长而增加,在培养3 d时达到峰值(P < 0.05),而同源异型盒基因1 mRNA的表达随培养时间的延长而下降(P < 0.05)。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

牙胚细胞与骨形态发生蛋白4转染的骨髓间充质干细胞相互诱导的体外实验研究

目的:探讨牙胚细胞和骨形态发生蛋白4(BMP4)转染的骨髓间充质干细胞(BMSCs)相互间的成牙诱导作用。方法:构建骨形态发生蛋白4慢病毒载体,转染SD大鼠骨髓间充质干细胞,并将骨髓间充质干细胞和BMP4转染的骨髓间充质干细胞分别与SD大鼠牙胚细胞按1∶1比例混合培养,同时将细胞分为5组,BMSCs组、BMP4/ BMSCs组、牙胚细胞组、BMSCs/牙胚细胞组(混合组1)、BMP4/ BMSCs/牙胚细胞组(混合组2),分别采用实时荧光定量PCR和western-blotting检测五组细胞Ⅰ型胶原蛋白、成釉蛋白、牙本质基质蛋白1、同源异型盒基因1成牙相关基因mRNA水平和蛋白水平相对表达量的变化。结果:与混合组1相比,混合组2Ⅰ型胶原蛋白、成釉蛋白、牙本质基质蛋白1、同源异型盒基因1 mRNA水平和蛋白水平表达量增多,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:牙胚细胞与BMP4转染的骨髓间充质干细胞共培养,促进了成牙相关基因的表达,可作为组织工程牙的备选种子细胞。     

bFGF重组慢病毒对羊骨髓间充质干细胞成骨功能影响的研究

目的:探讨碱性成纤维生长因子(basic Fibroblast Growth Factor,bFGF)基因转染对体外培养的骨髓间充质干细胞(Bone Marrow mesenchymal Stem Cells, BMSCs)的增殖和骨向分化的影响,为构建组织工程骨的种子细胞做理论依据。方法:构建携带人bFGF基因的慢病毒载体,转染诱导后羊的BMSCs,得到bFGF转染组,选择未转染的BMSCs为对照组。两组细胞采用实时定量PCR技术和蛋白质印迹法技术检测Collagen-Ⅰ、OC、OPN等成骨相关基因的mRNA水平及蛋白水平相对表达量的变化情况。结果:bFGF组OPN和Collagen-Ⅰ基因mRNA水平表达量较对照组增高,差异有统计学意义(P<0.05),两组细胞在OC基因mRNA水平表达量上差异无统计学意义;bFGF组细胞在OPN、OC和Collagen-Ⅰ基因蛋白水平上表达量均高于对照组,且差异有统计学意义。结论:bFGF基因转染能增强羊BMSCs增殖和骨向分化的能力,可作为组织工程骨的种子细胞。