关于诱导性多潜能干细胞成骨分化的研究进展

诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)是通过基因重编程的诱导方法,诱导分化成熟的体细胞转化为具有多向分化潜能的细胞。由于IPS细胞的多向分化特性,且具有不受伦理方面制约的优势,因而,成为现阶段干细胞研究的热点。目前国内外相关研究大多是关于胚胎干细胞和间充质干细胞成骨分化方面的研究,而关于诱导性多潜能干细胞成骨分化的研究鲜有报道,因此本文是对国内外关于诱导性多潜能干细胞成骨分化方法及其进展的综述。

镁黄长石浸提液诱导多潜能干细胞的成骨分化

背景:镁黄长石属于硅酸盐生物活性陶瓷,在生物体内具有降解作用,降解溶出的离子产物能够诱导细胞成骨分化,是组织工程骨支架材料的良好选择。目的:通过研究不同浓度的镁黄长石浸提液对诱导性多潜能干细胞增殖和成骨分化的影响,确定镁黄长石浸提液促进诱导性多潜能干细胞成骨分化的最佳浓度。方法:将诱导性多潜能干细胞培养于不同浓度的镁黄长石浸提液中,用MTT法检测细胞的增殖情况;在第7,14,21天时,分别收集培养上清液,检测其中碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白含量。结果与结论:镁黄长石浸提液促进诱导性多潜能干细胞增殖的作用具有时间依赖性,第3天时,诱导性多潜能干细胞增殖明显,第5天与第3天相比差异无显著性意义,至第7天时则明显减弱。同时,1/4浓度浸提液组促进诱导性多潜能干细胞增殖作用最强。作为细胞成骨分化标志的碱性磷酸酶和骨钙素含量随时间增加而增加,1/4浸提液浓度组含量最高。作为细胞成骨分化早中期标志的Ⅰ型胶原蛋白在第7天时各组均未检出,第14,21天时,同样是1/4浓度浸提液组含量最高,这些说明镁黄长石浸提液中的Ca、Mg、Si离子参与了诱导性多潜能干细胞的成骨分化,其中1/4浓度浸提液(Ca离子2.37 mmol/L、Mg离子1.12 mmol/L、Si离子1.05 mmol/L)促进诱导性多潜能干细胞体外成骨分化的效果最好。

MicroRNA-20a通过调节CKIP-1促进小鼠C3H/10T1/2成骨分化

目的:研究microRNA-20a(miR-20a)对小鼠C3H/10T1/2细胞成骨分化作用的影响及其调控机制。方法:对贴壁培养的小鼠C3H/10T1/2细胞成骨诱导不同时间,ALP染色及应用qRT-PCR验证其诱导结果,同时观察MiR-20a在诱导过程中表达变化;细胞转染MiR-20a mimics,CKIP-1 siRNA,在荧光显微镜下观察转染效果,应用qRT-PCR测定过表达及干扰效率;qRT-PCR检测过表达MiR-20a及干扰CKIP-1对细胞成骨分化的影响及过表达MiR-20a对CKIP-1基因表达的影响。结果:成骨标记基因ALP、OSX、OCN、BSP随小鼠C3H/10T1/2细胞诱导过程逐渐升高,且成骨诱导分化过程中MiR-20a表达上调。过表达MiR-20a促进C3H/10T1/2细胞成骨分化,成骨标记基因碱性磷酸酶(ALP)、RUNX2、OSX、0CN、BSP显著高于对照组,并且抑制CKIP-1的表达;干扰CKIP-1能促进细胞成骨标记基因表达。结论:MiR-20a可能通过下调骨形成负调节因子CKIP-1的表达促进C3H/10T1/2细胞成骨分化。