β-catenin对骨形态发生蛋白9诱导间充质干细胞成骨分化的影响

目的探讨经典Wnt信号通路关键节点β-catenin对骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)成骨分化的影响。方法用重组腺病毒介导BMP9在C3H10T1/2细胞中过表达,联用β-catenin重组腺病毒上调β-catenin的表达,并通过RNA干扰抑制β-catenin的表达。分析C3H10T1/2细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性的变化;RT-PCR检测细胞成骨分化相关基因骨桥蛋白(osteopontin,OPN)和骨钙蛋白(osteocalcin,OC)基因mRNA的转录水平;茜素红S染色检测细胞的钙盐沉积。结果 BMP9单独作用能诱导C3H10T1/2细胞向成骨方向分化,并增强细胞ALP活性;单独的β-catenin无成骨诱导作用,但可剂量依赖性地增强BMP9诱导的C3H10T1/2细胞的ALP活性,并促进BMP9诱导的细胞OPN和OC基因mRNA的转录水平及钙盐沉积;抑制β-catenin表达可显著降低BMP9诱导的C3H1OT1/2细胞的ALP活性(P0.05),下调OPN和OC基因mRNA的转录水平,并抑制钙盐沉积。结论经典Wnt信号通路可能通过β-catenin协同BMP9诱导C3H10T1/2细胞成骨分化,且BMP9诱导的成骨分化可能需要通过Wnt/β-catenin途径来实现。     

cAMP-PKA-CREB信号通路在骨形态发生蛋白9诱导小鼠间充质干细胞成骨分化中的作用

目的探讨cAMP-PKA-CREB信号通路在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导小鼠间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)C3H10T1/2成骨分化过程中的作用及其机制。方法将C3H10T1/2细胞分别加入不同浓度的cAMP-PKA-CREB信号通路抑制剂H89(1、2.5、5和10μmol/L),检测其对碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性的影响;通过ALP定量和钙盐沉积试验分别检测H89对BMP9诱导C3H10T1/2细胞早期和晚期成骨分化的影响;经Western blot法检测H89对C3H10T1/2细胞中磷酸化CREB、骨钙素(Osteocalcin,OCN)和成骨关键转录因子Runx2表达水平的影响;通过Wentern blot及荧光素酶活性的检测,观察H89对经典信号通路BMPs-smad1/5/8的影响。结果随着H89浓度的增加,对BMP9诱导的C3H10T1/2细胞ALP的抑制作用明显增强(P0.05),且呈剂量依赖性;ALP定量和钙盐沉积试验结果表明,H89可明显抑制BMP9诱导的C3H10T1/2细胞早期及晚期成骨分化;H89可显著抑制BMP9诱导的C3H10T1/2细胞中磷酸化CREB、OCN及Runx2蛋白的表达(P0.05),与AdBMP9组比较,H89对经典BMPs-smad1/5/8信号通路无明显影响(P0.05)。结论阻断cAMP-PKA-CREB信号通路可抑制BMP9诱导的MSCs C3H10T1/2的成骨分化,为BMP9的临床应用奠定了理论基础。     

自组装多肽水凝胶支架中MSCs的三维培养及成骨分化

使用一种新型人工设计自组装多肽(RADA16)水凝胶作为三维培养支架评价MSCs成骨分化情况。将人骨髓MSCs培养增殖后接种到水凝胶中,在成骨分化培养液中进一步培养1～3周。荧光染色法观察细胞形态和存活情况;组织学染色检测MSCs ALP活性;半定量RT-PCR分析成骨特异性基因的表达。绝大多数MSCs在水凝胶支架内能够存活,呈纺锤样形态。诱导培养后蛋白和基因表达水平均检测到ALP活性,在14天时达到峰值。骨晚期分化特异性基因BSP也有表达,且表达量随培养时间延长而增多。自组装多肽水凝胶为MSCs的黏附生长及向成骨细胞分化提供良好的三维微环境,有望成为极具吸引力的骨组织工程支架材料。     

大鼠脂肪干细胞两种培养方法的比较

目的采用组织块培养法和胶原酶消化法体外培养大鼠脂肪干细胞(adipose derived stem cells,ADSCs),并对两种培养方法进行比较分析。方法分离SD大鼠腹股沟处脂肪组织,分别采用组织块培养法和胶原酶消化法获取ADSCs,并对其进行原代培养和传代培养,观察细胞形态,比较细胞的产量和增殖能力;分别用化学成脂诱导剂和化学成骨诱导剂诱导ADSCs分化,观察其分化情况,并计算成脂量。结果组织块培养法和胶原酶消化法培养ADSCs的成功率分别为79%和53%,获得的第4代ADSCs多为成纤维细胞样,长梭形或纺锤形,无形态学差异,传至第8代,细胞生长状态良好,传代后细胞性状均一,生物学特性稳定;培养第7天,组织块培养法每毫克脂肪组织获得的细胞产量高于胶原酶消化法,差异有统计学意义(P0.05);第4代ADSCs生长曲线均为相似的"S"型,细胞倍增时间分别为96.56和95.84 h;ADSCs均可向脂肪细胞和骨细胞方向分化,培养第7天,两组间成脂量差异无统计学意义(P0.05)。结论脂肪组织块培养法是更适合的体外获取ADSCs的方法。     

骨形态发生蛋白9-2双表达定向诱导多潜能干细胞C3H10的成骨分化

目的探讨骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)9-2双表达定向诱导多潜能干细胞C3H10向成骨细胞分化的情况。方法将C3H10细胞分为4组:BMP9-2、BMP2、BMP9和GFP组,将4种重组腺病毒分别感染C3H10细胞,通过碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)染色、定量测定及钙茜素红染色,观察BMP9-2双表达对C3H10细胞成骨分化的定向诱导作用。结果 BMP9-2双表达能诱导C3H10细胞ALP的表达,其染色活性高于BMP2组1.6倍,BMP9组2.5倍,GFP组4倍;其BMP9-2双表达定量表达A520值在病毒感染后5、7、9 d均高于BMP2、BMP9和GFP组;BMP9-2双表达能诱导C3H10细胞钙盐的沉积,感染14 d后,钙茜素红染色可见钙化结节,其染色活性高于BMP2组1.4倍,BMP9组1.3倍,GFP组5.2倍。结论 BMP9-2双表达能定向诱导C3H10细胞成骨分化,其成骨活性强于单一成骨诱导因子BMP2和BMP9。     

人肝细胞生长因子基因真核表达质粒的构建及其在人骨髓间充质干细胞中的表达

目的构建人肝细胞生长因子(Human hepatocyte growth factor,hHGF)真核表达质粒,并检测其在人骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)中的表达及其对细胞生长的影响。方法采用密度梯度法从人骨髓中分离BMSCs,流式细胞术检测细胞表型,成脂及成骨诱导其分化。PCR扩增hHGF基因,定向克隆至pEGFP-N1载体中,构建重组表达质粒pEGFP-N1-hHGF,通过电穿孔法转染BMSCs,荧光显微镜下观察增强型绿色荧光蛋白的表达,RT-PCR及Western blot法检测hHGF基因mRNA的转录及蛋白的表达,MTT法检测hHGF对BMSCs增殖活力的影响。结果 BMSCs高表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45;BMSCs在体外有向成脂及成骨细胞诱导分化的能力。酶切及基因测序证实,重组表达质粒pEGFP-N1-hHGF构建正确;转染后48 h观察到转染细胞中有绿色荧光蛋白表达;RT-PCR法和Western blot检测到hHGF基因在BMSCs中表达;转染hHGF基因的BMSCs增殖活力明显高于空白对照组和空载体转染组(P<0.05)。结论成功构建了hHGF基因真核表达质粒,转染人BMSCs后获得表达,表达的hHGF可促进BMSCs增殖。     

大鼠骨髓间充质干细胞向肝样细胞的定向诱导分化

目的 探讨肝细胞生长因子(Hepatocyte growth factor,HGF)和碱性成纤维细胞生长因子(Basic fibroblast growthfactor,bFGF)诱导大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)分化为肝样细胞的可行性。方法取SD大鼠股骨骨髓,直接贴壁法分离纯化BM-MSCs,并体外传代,流式细胞术和成骨诱导对其进行鉴定。取第3代BM-MSCs,分为2组:实验组用HGF(20 ng/ml)和bFGF(10 ng/ml)进行诱导,阴性对照组不加诱导剂,倒置显微镜下观察细胞形态变化;RT-PCR法检测诱导后细胞甲胎蛋白(Alpha fetoprotein,AFP)和白蛋白(Albumin,ALB)基因mRNA的转录水平;免疫细胞化学染色法检测诱导后细胞的AFP和ALB蛋白的表达。结果第3代BM-MSCs表型标志和功能特性均符合MSCs的特点。BM-MSCs经HGF和bFGF诱导后呈肝样细胞形态。实验组细胞可检测出AFP和ALB基因mRNA的表达。实验组细胞诱导后第7天,AFP蛋白开始表达,第14天时表达降低,第21天时不表达;ALB于诱导后第14天出现表达,并随诱导时间的延长表达逐渐增加。结论 HGF和bFGF具有体外诱导BM-MSCs向肝样细胞分化的作用。     

一种分离培养人脐带Wharton's jelly间充质干细胞的新方法

目的探讨一种分离培养人脐带Wharton′s jelly间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)的新方法。方法取人脐带组织,除去动静脉后剪碎成2～5 mm3,将组织碎片浸入4 g/LⅠ型胶原酶和1 g/L透明质酸酶的混合液中,于37℃处理1 h,再用0.25%胰蛋白酶在相同条件下消化30 min,得到的消化液经70μm细胞滤网过滤后,制备单个细胞悬液,培养并传代。取P1、P3、P7代脐带Wharton′s jelly MSC,绘制细胞生长曲线;取P3代细胞,采用流式细胞术检测细胞表面标记分子,并分别采用成骨和成脂诱导培养基进行成骨及成脂诱导分化,茜素红染色和油红O染色观察结果。结果 P1、P3代脐带Wharton′s jelly MSC的增殖能力强,且P1代细胞的增殖能力强于P3代,P7代细胞的增殖能力较P3代细胞有所减弱。P3代脐带Wharton′s jelly MSC高表达CD90(99.8%)、CD105(100%)和CD166(100%),低表达CD45(0.3%)、CD14(0.1%)、CD34(0.2%)和CD79a(0.3%),不表达HLA-DR。P3代Wharton′s jellyMSC经成骨诱导后,茜素红染色可见红色结节;经成脂诱导后,油红O染色可见脂质沉积。结论本方法获得的Wharton′s jelly MSC活性好,增殖能力强,为后续实验研究及临床应用提供了理想的种子细胞。     

成骨生长肽对鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的作用

目的探讨成骨生长肽(osteogenic growth peptide,OGP)对鼠骨髓间充质干细胞(mouse bone marrow mesenchymal stem cell,mBMSC)增殖及成骨分化的作用及其分子机制。方法采用乳鼠骨片法分离mBMSC,流式细胞术测定mBMSC表面特征性分子。以10-5 mol/L OGP10-14作用于mBMSC,以不含OGP10-14的成骨诱导培养基作为对照组,MTS法检测OGP10-14对mBMSC增殖的影响;茜素红染色评价OGP10-14对mBMSC成骨分化的作用;qPCR及Western blot法检测OGP10-14干预下mBMSC骨分化相关因子β-catenin、RUNX2、BSP和细胞周期相关因子cyclin B1、CDK2、c-myc mRNA及蛋白表达水平。结果原代分离培养的mBMSC高表达CD29和CD90,低表达CD45和CD11b/c,符合BMSC的表型特征。与对照组相比,OGP10-14组mBMSC培养24、48及72 h时均促进细胞增殖(P 0.05)。茜素红染色显示,对照组部分细胞呈聚集生长,集落状,随诱导时间延长,出现红色层状矿化结节,OGP10-14组mBMSC矿化结节较对照组呈增加趋势。与对照组比较,OGP10-14组β-catenin、RUNX2、BSP mRNA及蛋白水平均升高(P 0.05),cyclin B1、CDK2、c-myc mRNA及蛋白水平均明显升高(P 0.01)。结论 OGP10-14通过促进成骨分化和触发细胞周期cyclin B1/CDK2途径促进mBMSC增殖,进而促进骨形成。     

骨髓间充质干细胞向视网膜神经节样细胞的分化

目的探讨乳鼠视网膜细胞条件分化液诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)的神经分化情况,以期为视网膜退行性疾病提供治疗方案。方法体外分离培养Wistar大鼠乳鼠BMSCs,观察BMSCs的增殖情况并进行鉴定;制备乳鼠视网膜细胞条件分化液,以其诱导BMSCs,观察BMSCs的神经分化情况,并行免疫组化鉴定。结果体外培养获得了较纯的BMSCs;在乳鼠视网膜细胞条件分化液的环境中,诱导后72h,BMSCs胞体收缩成锥形或球形,细胞突起变细、变长,呈神经细胞的典型形态;免疫组化结果显示,部分细胞呈神经元特异性烯醇化酶(NSE)、巢蛋白(nestin)和Thy1.1阳性反应。结论乳鼠视网膜细胞条件分化液可诱导BMSCs分化成视网膜神经节样细胞。