壮筋养血汤介导MAPK/P38-ERK通路调控成骨成脂分化的作用机制

目的探讨壮筋养血汤(Zhuangjin Yangxue Decoction,ZJYXD)通过LncRNA ANRIL介导的MAPK/P38-ERK通路调控成骨成脂分化的作用机制。方法提取骨髓间充质干细胞(BMSCs),并采用ANRIL慢病毒转染BMSCs;制备ZJYXD含药血清用于培养转染后的BMSCs。通过CCK-8检测BMSCs增殖活力;运用碱性磷酸酶、茜素红及油红O染色检测各组细胞成骨成脂分化情况;通过qRT-PCR、Western Blot法检测成骨、成脂、MAPK/P38-ERK信号通路相关基因及蛋白的表达。选取24只SPF级C57BL/6雄性小鼠用于制作股骨横断骨折模型,造模后给予不同转染的BMSCs治疗并给予ZJYXD。通过X-ray与Micro-CT检测对照组、对照组+ZJYXD组、ANRIL过表达组、ANRIL过表达+ZJYXD组小鼠骨愈合情况。结果与0%含药血清相比,6%ZJYXD含药血清对BMSCs细胞增殖能力最强(P<0.01)。ZJYXD干预后成骨染色加深,成骨相关基因OPN、RUNX2 mRNA及蛋白表达显著升高(P<0.01);成脂染色减弱,相关基因PPARγ、C/EBPαmRNA及蛋白表达显著降低(P<0.01)。同时ZJYXD促进了P-ERK、P38蛋白表达(P<0.01)。X-ray及Micro-CT显示ZJYXD促进了小鼠骨折后愈合。当ANRIL过表达后,ZJYXD调节成骨成脂细胞分化作用消失,无法有效的促进骨折愈合。结论壮筋养血汤具有促进成骨分化、抑制成脂分化的作用,而这种作用通过LncRNA ANRIL调控MAPK/P38-ERK信号通路实现。

荣筋片影响SAMP6鼠血清成骨-成脂分化调控因子的实验研究

[目的]以SAMP6及SAMR1鼠为研究对象,观察荣筋片对骨形态发生蛋白(BMP-2)、过氧化酶活化增生受体-γ(PPAR-γ)和脂联素(ADP)血清含量的影响,探讨荣筋片防治骨质疏松症的作用机制。[方法]选取6月龄SAMP6鼠36只,雌雄各半,随机分为SAMP6空白对照组、荣筋片组、仙灵骨葆组。另取11只同月龄性SAMR1鼠,作为同源对,将荣筋片配制成溶液。空白对照组给予0.5 mL生理盐水灌胃,每日1次,连续12周后。摘眼球采血,ELISA法检测血清BMP-2、PPAR-γ和ADP的含量。[结果]空白对照组BMP-2血清含量明显低于SAMRl对照组、仙灵骨葆和荣筋片组(P<0.01,P<0.05),差异有显著性。SAMRl对照组相比BMP-2血清含量高于仙灵骨葆组和荣筋片组(P<0.01,P<0.05)。而荣筋片组高于仙灵骨葆组(P<0.05)。空白对照组PPAR-γ血清含量明显高于SAMRl对照组(P<0.01)。仙灵骨葆组、荣筋片组和空白对照组组间没有统计学差异(P>0.05)。ADP血清含量空白对照组明显高于SAMRl对照组(P<0.01)。仙灵骨葆组和荣筋片组明显低于空白对照组(P<0.01),相比SAMRl对照组明显升高(P<0.01)。[结论]荣筋片与仙灵骨葆能增加SAMP6鼠血清促成骨分化因子BMP-2含量,降低SAMP6鼠血清促成脂分化因子PPAR-γ、ADP含量。两种中药可能改善自发性骨质疏松动物骨髓基质干细胞成骨-成脂分化的异常。

大鼠毛囊干细胞的成骨及成脂诱导

目的毛囊干细胞在体外培养下可向软骨、骨骼、脂肪等细胞分化。文中研究毛囊干细胞的培养方法及其成脂和成骨分化的能力。方法采用显微分离技术联合两步酶消化法获得毛囊干细胞,差速贴壁法对毛囊干细胞进行提纯,利用体积分数10%胎牛血清的角质细胞无血清培养基进行培养,应用流式技术对干细胞进行CD34、β1整合素、CK15检测。第3代毛囊干细胞分别使用成骨及成脂诱导液进行培养。结果培养后的毛囊干细胞形态均匀一致,折光性强,呈典型的"铺路石"状,流式细胞仪检测CD34、β1整合素、CK15分别表达为59.6%、97.2%、61.1%,第3代细胞生长曲线显示细胞生长情况良好。经成骨诱导21 d后茜素红染色可见钙结节形成,成脂诱导14 d后油红O染色后可见脂滴形成。结论培养的毛囊干细胞具有很强的生长活性,并具有多向分化的潜能。

膜联蛋白A1在兔骨髓间充质干细胞体外诱导成骨和成脂早期的表达

背景:骨髓间充质干细胞分化过程中膜联蛋白A1表达变化的研究报道各有不同看法。目的:分析兔骨髓间充质干细胞在体外诱导成骨和成脂过程中膜联蛋白A1基因的表达变化。方法:应用全骨髓贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,分别加入含成骨诱导剂、成脂诱导剂及不添加任何诱导剂的培养基进行培养。结果与结论:膜联蛋白A1基因在成骨诱导过程中与未诱导细胞相比有明显下调趋势,差异有显著性意义(P<0.01),而在成脂诱导剂中则为上升(P<0.01)。成骨诱导剂对细胞生长存在抑制作用并增加细胞凋亡(P<0.01),而成脂诱导剂对细胞生长与凋亡作用较小(P>0.05)。因此排除了诱导剂对细胞的作用之后,推测膜联蛋白A1基因可能与骨髓间充质干细胞体外向脂肪细胞分化存在一定关系,但尚不能肯定其在成骨分化中的作用。

骨髓基质干细胞成骨-成脂分化及补肾中药对其影响的研究进展

骨髓基质干细胞在不同条件的诱导下,可以分化为成骨细胞、软骨细胞、成纤维细胞、脂肪细胞、神经细胞等多种细胞系,在骨髓微环境中骨和脂肪形成之间的关系是复杂的,成骨细胞与脂肪细胞均来源于骨髓基质干细胞(MSCs),并且在其向成骨细胞和脂肪细胞分化之间存在相互逆转的关系和很大程度的可塑性。骨质疏松患者骨量减少与骨髓腔中脂肪组织增加有关,这可能与骨髓中MSCs分化失衡,过多向脂肪细胞分化有关。中医从"肾主骨"、"髓生骨"理论出发,认为肾精不足所致的骨髓空虚是骨质疏松症发病的关键,补肾中药通过影响骨髓基质干细胞成骨-成脂分化,从而防止骨质疏松症的发生。

PPARγ基因沉默的人骨髓基质细胞对骨髓抑制小鼠造血功能的影响

目的 观察过氧化物酶体增殖激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptor-gamma, PPARγ)基因沉默的人骨髓基质细胞HS-5对骨髓抑制小鼠造血功能的影响,并初步探讨其可能的作用机制。方法 用X射线进行全身照射构建骨髓抑制小鼠模型,造模后2 h,将小鼠随机分为3组,分别为实验组(尾静脉注射PPARγ RNAi干扰的HS-5细胞)、对照组(尾静脉注射未行PPARγ RNAi干扰的HS-5细胞)、空白组(尾静脉注射等量的生理盐水),每组5只。各组于放疗前、放疗后24 h、放疗后1周、放疗后2周进行外周血常规检测。对HS-5细胞在体外进行成骨、成脂诱导,分为实验组(PPARγ RNAi干扰的HS-5细胞)、对照组(未干扰PPARγ的HS-5细胞)、空白组(未行成骨/成脂诱导分化的HS-5细胞),观察成骨/成脂染色情况。采用CCK-8实验检测PPARγ基因沉默的HS-5细胞对小鼠骨髓造血干细胞(hemopoietic stem cell, HSC)增殖的影响,分为实验组(PPARγ RNAi干扰的HS-5细胞经成骨诱导分化3 d后,与小鼠HSC共培养)、阳性对照组(50μmol/L PPARγ抑制剂处理的HS-5细胞经成骨诱导分化3 d后,与小鼠HSC共培养)、阴性对照组(未干扰PPARγ的HS-5细胞经成骨诱导分化3 d后,与小鼠HSC共培养)、空白组(小鼠HSC单独培养,不与HS-5细胞共培养)。结果 放疗后,各组小鼠血常规指标均呈先降低后升高趋势,放疗后1周,三组小鼠血小板、白细胞水平差异显著,且实验组>对照组>空白组(均P<0.05);放疗后2周,三组小鼠脂肪空泡面积百分比差异显著,且实验组<对照组<空白组(均P<0.05),经Pearson相关分析显示,血常规各指标与血清PPARγ表达水平呈负相关(均P<0.05),与脂肪空泡面积百分比呈负相关(均P<0.05)。在体外成骨/成脂诱导分化后,实验组与对照组相比,橙红色的细胞比例明显降低,红色钙结节比例明显增高;成骨分化诱导3 d后,实验组、阳性对照组、阴性对照组人骨髓基质细胞均与小鼠HSC细胞进行共培养,空白组则单纯培养HSC细胞,结果显示共培养24、48、72 h后,实验组、阳性对照组小鼠HSC细胞增殖水平均高于阴性对照组和空白组(均P<0.05)。结论 PPARγ基因沉默的HS-5植入骨髓抑制小鼠后有助于小鼠造血功能增强。PPARγ基因被干扰沉默后,可增强HS-5细胞的成骨分化能力,减弱HS-5细胞的成脂分化能力,而成骨分化诱导的HS-5细胞能进一步增强小鼠HSC的增殖能力。

壮骨方通过Foxp1/Notch1/PPARγ通路调节老年性骨质疏松症骨髓间充质干细胞成骨成脂平衡

目的通过体外细胞实验,探讨壮骨方通过Foxp1/Notch1/PPARγ通路调节老年性骨质疏松症骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨成脂平衡的机制。方法采用全骨髓贴壁筛选法分离SAMR1小鼠及SAMP6小鼠股骨进行骨髓间充质干细胞原代培养,待细胞生长至合适浓度后将细胞随机分为SAMR1小鼠组、SAMR1小鼠+10%空白血清组、SAMR1小鼠+10%壮骨方含药血清组、SAMP6小鼠组、SAMP6小鼠+10%空白血清组、SAMP6小鼠+10%壮骨方含药血清组。干预后采用MTT法检测BMSCs增殖情况,采用茜素红染色评估BMSCs成骨分化能力,采用油红O染色评估BMSCs成脂肪分化能力,采用免疫荧光法检测BMSCs中OCN、Osterix、FABP4、Cebpa表达水平,采用逆转录聚合酶链式反应分析、蛋白免疫印迹法检测BMSCs中Foxp1、Notch1、PPARγ的表达水平。结果与SAMR1小鼠来源的BMSCs相比,SAMP6小鼠来源的BMSCs钙结节形成能力显著下降(P<0.001)、脂肪细胞形成能力显著升高(P<0.001)、Osterix表达水平明显降低(P<0.05)、FABP4和Cebpa表达水平明显升高(P<0.05)、Foxp1和Notch1蛋白及mRNA表达量降低(P<0.05)、PPARγ蛋白及mRNA表达量显著升高(P<0.01)。壮骨方血清干预后SAMP6小鼠来源的BMSCs钙结节形成能力显著增加(P<0.001)、脂肪细胞生成显著下降(P<0.0001)、OCN和Osterix表达水平明显提高(P<0.05)、FABP4和Cebpa表达水平明显降低(P<0.05)、Foxp1和Notch1蛋白及mRNA表达量显著升高(P<0.01)、PPARγ蛋白及mRNA表达量下降(P<0.01)。结论壮骨方可能通过增加Foxp1、Notch1的表达,降低PPARγ的水平,促进BMSCs成骨分化,抑制成脂分化,干预老年性骨质疏松症进程。

天山茶藨对脂肪间充质干细胞成脂成骨分化的影响

目的探究天山茶藨(Ribes meyeri)对脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)成脂成骨分化的影响。方法对p9和p17代次的ADSCs进行成脂成骨的定向分化,通过β-半乳糖苷酶染色、荧光定量聚合酶链式反应(real-time PCR)测定细胞中P16 INK4a、P53基因表达来检测细胞衰老情况;采用CCK-8法检测天山茶藨对ADSCs的细胞毒性,并利用细胞内活性氧类(reactive oxygen species,ROS)试剂盒检测天山茶藨对细胞内ROS含量的影响;将天山茶藨处理的衰老细胞进行成脂定向分化,年轻细胞进行成骨定向分化,并检测细胞中成脂标志基因LPL、PPARγ和成骨标志基因OCN、RUNX2、ALP的基因表达量;利用未分化、成脂成骨分化和天山茶藨处理的成脂成骨分化细胞构建加权基因共表达网络图谱(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA);对天山茶藨处理的衰老细胞成脂分化和年轻细胞成骨分化中差异表达基因进行KEGG富集。结果p17代次较之p9代次ADSCs细胞衰老程度加重,且衰老的ADSCs更易向成脂细胞分化,年轻的ADSCs则更易向成骨细胞分化;0.1 pg/μL天山茶藨促进ADSCs的细胞增殖,1 ng/mL和100 pg/mL天山茶藨降低ADSCs中ROS水平;天山茶藨抑制衰老ADSCs的成脂分化,促进年轻ADSCs的成骨分化;衰老和年轻ADSCs具有不同的基因表达模式,天山茶藨在成脂分化过程中改变衰老ADSCs的表达模式;天山茶藨对ADSCs成脂成骨分化的影响与TGF-β、精氨酸生物合成信号通路相关。结论天山茶藨促进年轻ADSCs的成骨分化,抑制衰老ADSCs的成脂细胞。

Hedgehog信号通路在激素性股骨头坏死作用机制中的研究进展

糖皮质激素的不正确使用导致股骨头内骨代谢异常、脂代谢失衡、血微循环障碍是激素性股骨头坏死发生、发展的重要原因之一。Hedgehog通路作为一条高保守信号通路,在组织器官骨骼的形成发育以及疾病过程中有着重要调控作用。近年来,随着精准医学的进一步发展以及对于细胞和分子生物学的广泛深入研究,发现Hedgehog信号通路可以通过促进骨髓间充质干细胞成骨分化,抑制脂肪细胞的生成,加速血管内皮细胞的新生对激素性股骨头坏死进行有效的靶向调控。现以Hedgehog信号通路在激素性股骨头坏死病理机制中发挥的调控作用进行综述,以期为临床治疗激素性股骨头坏死提供精确的靶点。

破骨细胞骨吸收上清液对骨髓间充质干细胞增殖分化的影响

目的研究破骨细胞骨吸收活动中的分泌产物对骨髓间充质干细胞增殖、分化的影响。方法诱导小鼠脾脏细胞为破骨细胞,用抗酒石酸盐酸性磷酸酶(TRAP)染色。破骨细胞与牛骨磨片共培养,扫描电镜观察骨吸收陷窝。收集骨吸收实验破骨细胞培养上清液作用于小鼠骨髓间充质干细胞(BMSC),MTT法检测BMSC生长曲线;成骨诱导后钙化结节茜素红染色法检测BMSC成骨能力;成脂诱导后油红O染色检测BMSC成脂能力;Western blot法检测小鼠BMSC成骨相关蛋白RUNX2、碱性磷酸酶(ALP)及成脂相关蛋白过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)的表达。结果 TRAP染色、扫描电镜显示脾脏细胞可诱导分化为具有骨吸收能力的破骨细胞;与对照组相比,加入破骨细胞培养上清液,BMSC的增殖受到抑制,成骨分化增强,成脂分化减弱(P<0.05)。结论破骨细胞骨吸收上清液具有使BMSC增殖能力降低,成骨分化增强,成脂分化减弱的作用。

从肾藏精主骨探析绝经后骨质疏松症骨髓间充质干细胞成骨-成脂分化失衡的机制

绝经后骨质疏松症(PMOP)以进展性全身骨量丢失、骨强度下降、骨微结构破坏为病理特征,属中医“痿证”范畴。PMOP病在骨,其本在肾,以肾虚骨痿为中医病理特点,以增龄衰老为病因。骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨-成脂分化失衡可导致骨代谢紊乱,与中医肾-骨功能系统密切相关。因此,文章以成骨-成脂分化失衡为切入点,从BMSCs向成骨细胞和脂肪细胞分化角度探析PMOP骨代谢紊乱的机制,旨在丰富中医肾虚骨痿病因病机理论,为从肾论治PMOP提供理论依据。

补肾中药对老化间充质干细胞内外微环境改变及其分化方向调控的影响

目的探究补肾中药(金匮肾气丸、健骨二仙丸、六味地黄丸)对老化间充质干细胞内外微环境改变及其分化方向调控的影响。方法全骨髓贴壁法培养干细胞,300μmol/L H2O2处理以建立氧化衰老模型,实时荧光定量PCR法检测成骨相关因子骨钙蛋白(OCN)、I型胶原、骨形成转录因子(DXL5)、成骨细胞特异性转录因子(OSX)、Runt相关转录因子2(Runx2)、成脂分化相关因子过氧化物酶增殖物活化受体γ(PPARγ2)、C/EBPβ共同激活因子PDA-结合蛋白模体(TAZ)mRNA表达,Western blot法检测成脂诱导中TAZ蛋白表达。结果与模型组比较,各补肾中药组均可显著上调OCN、DXL5、OSX、RunX2、TAZ mRNA表达(P<0.05),显著下调PPARγ2、C/EBPβmRNA表达(P<0.05);金匮肾气丸、六味地黄丸组TAZ蛋白表达显著上调(P<0.05)。结论补肾中药可通过改变细胞内外微环境,上调成骨因子OCN、DXL5、OSX、RunX2、TAZ mRNA表达,下调成脂因子PPARγ2、C/EBPβmRNA表达,从而促进老化间充质干细胞成骨分化,抑制成脂分化。

雷帕霉素在炎症状态下对牙髓干细胞分化能力的影响研究

目的观察雷帕霉素(RAPA)在炎症状态下对牙髓干细胞(DPSCs)增殖和凋亡、成骨及成脂分化能力的影响。方法体外培养第四代人牙髓干细胞,加载1000 ng/ml脂多糖(LPS)作为炎症刺激,加入50 ng/ml雷帕霉素,检测炎症状态下人牙髓干细胞增殖能力、凋亡及成骨成脂分化能力改变,并检测相关基因水平的变化。结果雷帕霉素在炎症状态下对人牙髓干细胞增殖能力及凋亡没有明显影响。但是雷帕霉素可以增强炎症状态下人牙髓干细胞成骨能力,降低成脂能力。同时,检测发现ERK1/2及JNK mRNA水平下降。结论雷帕霉素通过靶向抑制mTOR通路,进而降低下游ERK1/2及JNK的表达水平,从而在炎症状态下发挥促进人牙髓干细胞成骨能力,降低成脂能力的作用。