大黄素通过BMP-9途径促进前体成骨细胞的分化

目的 研究大黄素对前体成骨细胞MC3T3-E1增殖与分化的影响及其作用机制。方法 采用不同浓度（0.05、0.1、0.5、2.0和5.0 μmol/L）大黄素处理MC3T3-E1细胞（给药组），以不加大黄素为对照组。分别采用MTT法检测细胞的增殖率；对硝基苯基磷酸二钠（PNPP）法定量检测碱性磷酸酶（ALP）活性；茜素红染色观察矿化结节数目；RT-PCR法检测骨形态发生蛋白（BMPs）途径相关信号分子的表达。采用BMPs抑制剂（Noggin）处理细胞后检测ALP活性，观察BMP-9在大黄素促成骨分化中的作用。结果 大黄素对MC3T3-E1细胞的增殖无影响，大黄素浓度为0.5~5.0 μmol/L时可促进细胞ALP表达及矿化结节形成，其中浓度为5 μmol/L时效果最显著。大黄素可增强细胞BMP-9的表达，与BMP-9信号途径相关的上下游信号分子mRNA的表达亦有相应改变；Noggin预处理后，大黄素促成骨分化的功能受到明显抑制。结论 大黄素可通过激活BMP-9信号通路促进前体成骨细胞的分化。

Transwell共培养条件下诱导脂肪干细胞成骨能力的改变

背景:在共培养条件下,间充质干细胞可调节成骨细胞的分化和成骨能力。目的:研究成骨细胞前体与未分化的骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞和胎盘间充质干细胞在矿化培养液中共培养对其成骨效能的影响。方法:脂肪干细胞成骨诱导7 d后获得诱导后的脂肪干细胞,将其分别与上述骨髓、其脐带和胎盘来源的间充质干细胞在Transwell小室中进行间接共培养。实验组根据间充质干细胞种类不同将其分为骨髓来源组、脐带来源组和胎盘来源组,对照组为诱导后的脂肪干细胞单独培养。在不同实验间期通过检测碱性磷酸酶活性以及定量分析钙基质沉积情况,观察不同组织来源的间充质干细胞对诱导后脂肪干细胞成骨效能的影响。结果与结论:(1)碱性磷酸酶表达活性:间接共培养条件下实验组各组碱性磷酸酶活性显著高于对照组(P<0.05),实验组中骨髓来源组碱性磷酸酶活性高于脐带来源组和胎盘来源组(P<0.05);(2)钙化基质定量分析:实验组各组均显著高于对照组(P<0.05),实验组中脐带来源组高于骨髓来源组和胎盘来源组(P<0.05);(3)结果表明:诱导后的脂肪干细胞在间接共培养条件下受间充质干细胞的调节成骨能力明显提高。

聚丙烯酸/琼脂糖三维培养构建细胞球的方法

背景:细胞球三维培养模型在组织工程领域应用前景广泛,但使用商品化超低吸附培养板进行细胞球培养的实验成本较高,因此需探寻一种细胞球成形的替代策略,推动细胞球在相关研究领域的应用。目的:采用琼脂糖和聚丙烯酸模具,并利用层层自组装技术构建细胞球三维培养模型,部分模拟细胞体内生存的微环境。方法:体外培养小鼠前体成骨细胞,依次使用明胶与海藻酸钠对小鼠前体成骨细胞进行层层自组装处理(层层自组装-小鼠前体成骨细胞),同时分别制备明胶包裹与海藻酸钠包裹的小鼠前体成骨细胞。分别制备琼脂糖凝胶涂层培养板与琼脂糖凝胶微孔板,观察上述不同处理的细胞在两种培养板中的成球效果,采用Live/Dead染色法检测细胞球的活性,采用碱性磷酸酶染色法、RT-PCR实验检测细胞球的成骨能力。结果与结论:(1)光学显微镜下可见,在琼脂糖凝胶涂层孔板中,未经处理与经3种涂层处理的小鼠前体成骨细胞均未成球;在琼脂糖凝胶微孔板中,未经处理与层层自组装处理的小鼠前体成骨细胞形成了理想的细胞球,其中层层自组装-小鼠前体成骨细胞球的直径大于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05);(2)Live/Dead染色显示,层层自组装-小鼠前体成骨细胞球内的细胞活性高于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05);(3)层层自组装-小鼠前体成骨细胞球的碱性磷酸酶活性高于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05),Ⅰ型胶原和Osterix基因表达高于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05),两组Runx2基因表达比较差异无显著性意义(P> 0.05);(4)结果表明,采用琼脂糖凝胶结合层层自组装技术成功建立了细胞球三维培养模型,此方法便捷、经济、高效且细胞活性良好,保留了细胞成骨分化能力,在骨组织工程和再生医学领域具有潜在应用价值。