骨髓间充质干细胞来源外泌体调节大鼠肝细胞凋亡的机制

背景:骨髓间充质干细胞可释放大量外泌体,关于骨髓间充质干细胞来源外泌体对肝细胞凋亡的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探索骨髓间充质干细胞来源外泌体所携带的miR-21-5p对大鼠肝脏细胞凋亡的影响及其作用机制。方法:分离大鼠骨髓间充质干细胞,将miR-21-5p NC或miR-21-5p inhibitor转染到骨髓间充质干细胞中,采用超速离心法提取外泌体,命名为(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos,(BMSCs+miR-21-5p inhibitor)-Exos,将外泌体与BRL大鼠肝细胞共培养,观察抑制miR-21-5p表达后对大鼠肝细胞凋亡的影响。通过双荧光素酶报告基因检测验证外泌体中miR-21-5p和PIK3R1之间的靶向关系;TUNEL检测外泌体中miR-21-5p直接靶向PIK3R1激活PI3K/AKT信号通路对BRL大鼠肝细胞凋亡的影响。结果与结论:①双荧光素酶报告系统证实,PI3KR1野生型载体与miR-21-5p mimics共转染293T细胞时的荧光素酶活性显著低于PI3KR1突变型载体共转染组,表明miR-21-5p可靶向结合PIK3R1;②TUNEL检测结果显示:相比于(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos组,(BMSCs+miR-21-5p inhibitor)-Exos处理后BRL肝细胞凋亡率显著增加;与(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos组相比,加入AKT抑制剂LY294002之后,细胞凋亡率显著增加;③结果提示:外泌体可能通过miR-21-5p直接靶向PIK3R1激活PI3K/AKT信号通路抑制BRL大鼠肝细胞凋亡。

有氧运动预适应改善骨髓间充质干细胞治疗急性心肌梗死的效果

背景:干细胞疗法是急性心肌梗死后恢复受损心肌组织的替代治疗策略,运动预适应可诱导机体产生内源性心脏保护效应,然而两者联合应用的疗效及机制尚不清楚。目的:探讨运动预适应联合骨髓间充质干细胞对急性心肌梗死大鼠治疗效果的影响及其可能机制。方法:70只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、干细胞治疗组、运动预适应组和联合干预组。运动预适应组和联合干预组于造模前进行8周跑台有氧运动,然后通过结扎冠状动脉前降支制作急性心肌梗死模型,干细胞治疗组和联合干预组于造模后隔天尾静脉注射骨髓间充质干细胞(1×10^(9)L^(-1),1 mL),治疗4周后,利用递增负荷跑台运动实验评估运动能力,超声心动图检测心脏结构与功能;分离左心室,2,3,5-氯化三苯基四氮唑染色评估心肌梗死面积,Masson染色检测胶原容积分数,CD31免疫组织化学染色检测心肌毛细血管密度,TUNEL染色检测心肌细胞凋亡情况,免疫印迹法检测基质细胞衍生因子1、CXC趋化因子受体蛋白4、肿瘤坏死因子α、白细胞介素10和血管内皮生长因子蛋白表达量。结果与结论:①干预疗效:与假手术组比较,模型组运动能力、左心室射血分数、左心室缩短分数、CD31阳性细胞率下降(P<0.05),心肌梗死面积、胶原容积分数和心肌细胞凋亡率增加(P<0.05)。与模型组比较,干细胞治疗组运动能力无显著差异(P>0.05),运动预适应组和联合干预组运动能力提高(P<0.05);干细胞治疗组、运动预适应组、联合干预组左心室射血分数、左心室缩短分数、CD31阳性细胞率升高(P<0.05),心肌梗死面积、胶原容积分数、心肌细胞凋亡率降低(P<0.05)。与干细胞治疗组比较,联合干预组运动能力、左心室射血分数、左心室缩短分数、CD31阳性细胞率增加(P<0.05),心肌梗死面积、胶原容积分数、心肌细胞凋亡率降低(P<0.05)。②蛋白表达:与假手术组比较,模型组肿瘤坏死因子α表达升高(P<0.05),白细胞介素10和血管内皮生长因子表达下降(P<0.05)。与模型组比较,干细胞治疗组和联合干预组CXC趋化因子受体蛋白4表达升高(P<0.05),干细胞治疗组、运动预适应组和联合干预组肿瘤坏死因子α表达下降(P<0.05),白细胞介素10和血管内皮生长因子表达增加(P<0.05)。与干细胞治疗组比较,联合干预组肿瘤坏死因子α表达降低(P<0.05),CXC趋化因子受体蛋白4、白细胞介素10和血管内皮生长因子表达升高(P<0.05)。结果表明:运动预适应可增强急性心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞治疗的效果(抑制心脏重塑、改善心功能、延缓心力衰竭进程),其机制与促进干细胞归巢、抑制炎症反应以及促进血管新生有关。

补骨脂素对环磷酰胺抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的恢复作用

背景:补骨脂素具有很强的抗骨质疏松活性,可能对化疗导致的骨质疏松具有恢复作用。目的:探讨补骨脂素对环磷酰胺抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的恢复作用及机制。方法:分离培养C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞,以MTT法检测补骨脂素对骨髓间充质干细胞活力的影响,以成骨诱导结合碱性磷酸酶染色确定补骨脂素对环磷酰胺抑制骨髓间充质干细胞成骨分化恢复作用的最佳剂量。采用RT-qPCR法检测补骨脂素干预不同时间点成骨分化标志基因Runx2、ALP、Osteocalcin、骨保护素及Wnt/β-catenin信号通路相关基因Wnt1、Wnt4、Wnt10b、β-catenin、c-MYC的mRNA表达;采用Western blot法检测补骨脂素干预不同时间点成骨特异性转录因子Runx2及Wnt/β-catenin信号通路相关基因Activeβ-catenin、DKK1、c-MYC、Cyclin D1的蛋白表达。结果与结论:(1)不同浓度补骨脂素对骨髓间充质干细胞活力没有显著影响;200μmol/L补骨脂素干预后对环磷酰胺诱导骨髓间充质干细胞成骨分化抑制的恢复作用最佳;(2)补骨脂素可以逆转环磷酰胺条件培养基导致的骨髓间充质干细胞成骨标志基因Runx2、ALP、Osteocalcin、骨保护素mRNA表达和Runx2蛋白表达的降低;(3)补骨脂素可以逆转环磷酰胺条件培养基导致的骨髓间充质干细胞Wnt/β-catenin通路相关基因Wnt4、β-catenin、c-MYC mRNA表达和Activeβ-catenin、c-MYC、Cyclin D1蛋白表达的降低以及DKK1蛋白表达的升高;(4)结果表明,环磷酰胺能抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化,补骨脂素对其具有恢复作用,且200μmol/L补骨脂素干预效果最佳,而这种保护作用可能与补骨脂素激活Wnt4/β-catenin信号通路有关。

人外周血血清培养人脐带间充质干细胞定向诱导为神经干细胞

背景:细胞培养基种类甚多,成分不尽相同,对细胞生长影响较大。国内外有多项研究采用无血清、含胎牛血清的培养基进行体外扩增培养,但应用含人外周血血清的培养基将人脐带间充质干细胞定向诱导为神经干细胞以及人外周血血清促进神经干细胞分化为其他神经细胞,目前相关研究较少。目的:观察人外周血血清培养的人脐带间充质干细胞定向诱导为神经干细胞的可行性。方法:①采用含体积分数10%人外周血血清的DMEM/F12培养基培养人脐带间充质干细胞,传代培养至第3代时应用流式细胞仪分析其表面标志物,并通过茜素红染色对其成骨分化能力进行检测;②取第3代人脐带间充质干细胞,加入培养体系为含0.5%N2、1.5%B27、20 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子和20 ng/mL表皮生长因子的DMEM/F12培养基定向诱导为神经干细胞,对其表面标志物进行鉴定;③取生长状态良好的人脐带间充质干细胞源性神经干细胞,制备成单细胞悬液,均匀接种于96孔板中,加入含体积分数10%人外周血血清的DMEM/F12培养液继续培养8 d后,进行苏木精-伊红染色、微管相关蛋白2和胶质纤维酸性蛋白免疫荧光染色,检测神经干细胞向其他神经细胞分化情况。结果与结论:①经人外周血血清培养的人脐带间充质干细胞呈漩涡状生长且多层分布,排列有方向性;人脐带间充质干细胞表面高度表达CD44、CD105、CD29、CD73,茜素红染色阳性;②人外周血血清培养的人脐带间充质干细胞可以定向诱导分化为神经干细胞,神经干细胞表面高度表达CD44、CD105、CD29、CD73、Nestin、NF-L、GALC;③神经干细胞诱导分化第8天时,经苏木精-伊红染色后发现其伸出的突起长度较长,分支也较多且邻近细胞之间的突起互相连接,呈典型的神经细胞形态,且微管相关蛋白2和胶质纤维酸性蛋白免疫荧光染色均呈阳性。结果表明,人外周血血清培养人脐带间充质干细胞可以定向诱导为神经干细胞,在人外周血血清的作用下神经干细胞随着培养时间的延长,可分化为其他神经细胞。

麝香黄芪复方滴丸含药血清促进骨髓间充质干细胞增殖分化

背景:骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)已被广泛用于治疗神经系统疾病,但由于血脑屏障的限制以及干细胞在受损部位存活率、分化率低,导致治疗效果有限。目的:探讨麝香黄芪复方滴丸含药血清对BMSCs增殖、迁移和向星形胶质细胞分化的影响。方法:SD雄性大鼠连续灌胃麝香黄芪复方滴丸5 d后进行腹主动脉取血,分离血清备用。采用CCK-8法检测体积分数5%,10%,20%含药血清对BMSCs增殖的影响;划痕实验观察体积分数10%含药血清对BMSCs横向迁移的影响;Transwell小室培养BMSCs,用结晶紫染色和DAPI核染色观察体积分数10%含药血清对BMSCs纵向迁移的影响;用含体积分数10%含药血清的诱导液或与星形胶质细胞共培养观察BMSCs向星形胶质细胞分化情况。结果与结论:①体积分数10%和20%含药血清在第2,3天促进细胞增殖更明显,且两种体积分数无统计学差异;②在划痕30,48 h时,10%含药血清组BMSCs迁移量显著高于对照组;③10%含药血清组BMSCs穿过Transwell小室滤过膜的数量高于对照组;④体积分数10%含药血清可能促进BMSCs向星形胶质细胞方向分化,但分化作用较弱,星形胶质细胞能进一步促进含药血清诱导BMSCs向星形胶质细胞方向分化;⑤结果表明,体积分数10%含药血清能促进BMSCs体外增殖、迁移;与星形胶质细胞共培养可能促进BMSCs向星形胶质细胞方向分化。

颌骨来源骨髓间充质干细胞成骨分化的特点、优势与应用

背景:颌面部骨组织缺损修复是目前研究的热点与难点,而种子细胞的选择是关键。颌骨来源骨髓间充质干细胞是存在于颌骨内的成体间充质干细胞,在颌面部组织再生方面的应用更具优势。目的:综述颌骨来源骨髓间充质干细胞的生物学特性和成骨分化优势以及药物、体内环境、微小RNA对其成骨分化影响的相关研究进展。方法:利用计算机在PubMed和中国知网进行文献检索。中文检索词为“口腔,骨组织工程,干细胞”,英文检索词为“oral,bone tissue engineering,stem cells”。共检索下载文章405篇,根据纳入与排除标准对文章进行筛选,最终纳入70篇文献进行综述。结果与结论:颌骨来源骨髓间充质干细胞是口腔骨组织工程的优良种子细胞,与长骨骨髓间充质干细胞相比,颌骨来源骨髓间充质干细胞具有更强的增殖能力和成骨分化能力。药物、体内环境、微小RNA均可以调控颌骨来源骨髓间充质干细胞的成骨分化,但目前对颌骨来源骨髓间充质干细胞的研究尚处于初始阶段,因此需要更多论证力较强的研究来证实其在颌面部骨组织再生领域的应用更具优势。

维生素D3减轻高糖暴露诱导氧化应激促进人脐带间充质干细胞的成骨分化

背景:糖尿病骨质疏松症逐渐受到公众的关注,然而鲜有研究报道高糖环境对人脐带间充质干细胞成骨分化的影响和相应的治疗策略。目的:探讨维生素D3恢复高糖环境中人脐带间充质干细胞成骨分化的潜力。方法:通过CCK-8法检测人脐带间充质干细胞活力来筛选适宜的维生素D3干预浓度。在高葡萄糖条件下,通过RT-qPCR、蛋白质印迹、免疫荧光、JC-1线粒体膜电位、茜素红染色和β-半乳糖苷酶染色等实验评估维生素D3干预后人脐带间充质干细胞的成骨分化潜能、细胞内活性氧积累、线粒体膜电位改变和细胞衰老情况,并探讨了潜在的机制。结果与结论:①维生素D3在0.1μmol/L至1 mmol/L范围内均能显著促进人脐带间充质干细胞的增殖;②高糖环境下调了人脐带间充质干细胞中成骨相关基因α1-Ⅰ型胶原蛋白、碱性磷酸酶、Runt相关转录因子2、骨钙蛋白的mRNA和蛋白表达水平,诱发了氧化应激和细胞衰老;③维生素D3在10μmol/L的干预浓度下显著恢复了高糖条件下人脐带间充质干细胞的成骨表型,并通过激活Nrf2/HO-1信号通路减轻了细胞内的氧化应激和细胞衰老;④结果表明,高糖环境中人脐带间充质干细胞的成骨分化能力降低,维生素D3可以部分提高其成骨分化能力并减轻细胞损伤。

脂肪间充质干细胞过表达骨形态发生蛋白2促进骨质疏松大鼠牙槽骨缺损修复

背景:颌骨在骨质疏松症中最容易受累,脂肪间充质干细胞和骨形态发生蛋白2具有促进骨质疏松症骨再生的效果,然而骨形态发生蛋白2修饰的脂肪间充质干细胞对骨质疏松症牙槽骨缺损的修复作用鲜有报道。目的:探究过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞对骨质疏松大鼠牙槽骨缺损的修复作用。方法:①将过表达骨形态发生蛋白2基因的慢病毒感染大鼠脂肪间充质干细胞,通过检测绿色荧光蛋白和骨形态发生蛋白2表达进行鉴定;②切除卵巢建立骨质疏松大鼠模型,于上颌两侧第一磨牙位置制备3 mm×3 mm×3 mm的圆柱形缺损;③假手术组和骨质疏松组大鼠植入明胶海绵,脂肪间充质干细胞组植入空载体慢病毒感染的脂肪间充质干细胞与明胶海绵复合体,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组植入过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞与明胶海绵复合体,1个月后进行相关指标检测。结果与结论:①脂肪间充质干细胞组和过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组转染效率均达到70%以上;与脂肪间充质干细胞组相比,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组骨形态发生蛋白2蛋白表达水平明显升高(P<0.05);②假手术组骨缺损区可见大量新骨生成;与假手术组相比,骨质疏松组有少量新骨生成,新骨面积明显减小,碱性磷酸酶、骨钙素及骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白水平明显降低;与骨质疏松组相比,脂肪间充质干细胞组和过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组有大量新骨生成,新骨面积明显增加,碱性磷酸酶、骨钙素及骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白水平明显升高,且过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组优于脂肪间充质干细胞组(均P<0.05);③结果表明,骨形态发生蛋白2在骨质疏松大鼠牙槽骨表达较少,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞能够促进骨质疏松大鼠牙槽骨缺损的成骨再生。

骨髓间充质干细胞来源的miR-199a-5p通过抑制ZIK1/MAP3K11调节肾细胞癌细胞的增殖和侵袭

目的:研究骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)来源的外泌体(exsome)中miR-199a-5p对肾细胞癌(renal cell carcinoma,RCC)细胞增殖和侵袭的影响。方法:分离骨髓间充质干细胞来源的外泌体(BM-MSCs-Exo),电子显微镜观察外泌体形态,Western blot方法检测外泌体标志蛋白CD9和CD63。CCK-8法检测RCC细胞在不同条件下的增殖速度,Transwell法检测RCC细胞的侵袭能力,q-PCR法检测miR-199a-5p以及ZIK1和MAP3K11的mRNA表达,双荧光素酶实验验证miR-199a-5p以及ZIK1和MAP3K11基因的3’UTR区域靶向结合。结果:BM-MSCs-Exo电镜下呈圆形囊泡状,直径约100 nm,且高表达CD9和CD63,RCC细胞摄取BM-MSCs-Exo后增殖和侵袭能力均被抑制,过表达miR-199a-5p的BM-MSCs-Exo能显著抑制RCC细胞的增殖和侵袭能力,抑制BM-MSCs-Exo中的miR-199a-5p后能缓解BM-MSCs-Exo对RCC的抑制作用,且发现过表达miR-199a-5p的BM-MSCs-Exo能显著降低ZIK1和MAP3K11的mRNA表达,而在BM-MSCs-Exo中抑制miR-199a-5p有相反作用。结论:BM-MSCs-Exo通过向RCC细胞转运miR-199a-5p抑制ZIK1和MAP3K11的表达,进而抑制RCC细胞的增殖和侵袭。

乳腺癌细胞条件培养基对骨髓间充质干细胞生物学行为的影响

目的探讨MCF-7乳腺癌细胞条件培养基对骨髓间充质干细胞(BMSC)增殖、凋亡和迁移的影响及分子机制。方法正常环境下培养的BMSC为对照组,以MCF-7细胞条件培养基培养的BMSC为MCF-7条件培养基组,向MCF-7条件培养基组添加10 nmol/L GSK690693(Akt抑制剂)为Akt抑制剂组,向MCF-7条件培养基组添加10µmol/L Reparixin(CXCR1/2抑制剂)为CXCR1/2抑制剂组。MTT实验检测各组BMSC增殖情况,Annexin V-FITC/PI双标记流式细胞凋亡实验检测各组BMSC凋亡率,Transwell细胞迁移实验检测各组BMSC的迁移能力,酶联免疫吸附试验检测两种细胞培养上清液和MCF-7细胞条件培养基中白细胞介素(IL)-8蛋白含量,Western blot检测各组BMSC的蛋白激酶B(Akt)/磷酸化Akt(p-Akt)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白表达。结果与对照组相比,MCF-7条件培养基组BMSC的细胞增殖水平、迁移数目以及p-Akt和p-mTOR蛋白相对表达量均增高,细胞凋亡率降低(P<0.05);与MCF-7条件培养基组相比,CXCR1/2抑制剂组和Akt抑制剂组BMSC的细胞增殖水平、迁移数目以及p-Akt和p-mTOR蛋白相对表达量均降低,细胞凋亡率增加(P<0.05);MCF-7细胞条件培养基和MCF-7培养上清液中IL-8蛋白含量均较BMSC培养上清液中IL-8蛋白含量高(P<0.05)。结论MCF-7细胞条件培养基通过激活Akt-mTOR信号通路促进BMSC增殖和迁移,抑制BMSC凋亡,其中IL-8-CXCR1/2轴发挥关键作用。

间充质干细胞对代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的作用及机制研究

目的探讨间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)对代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(Metabolic dysfunction-associated steatohepatitis,MASH)的作用及机制。方法(1)体内实验:8周龄C57BL/6小鼠高脂喂养24周后,给予链脲佐菌素一次性注射制作MASH模型。将造模成功小鼠随机分为MASH组(n=6)和MSCs组(n=6),另取6只同期正常饲料喂养小鼠为对照组(n=6)。MSCs组小鼠每周经尾静脉注射1×10^(6)MSCs,连续6周,MASH组和对照组给予同等剂量的磷酸缓冲盐溶液(Phosphate buffer saline,PBS)输注。输注结束后,检测3组小鼠肝功能、血脂;HE染色、油红染色观察肝脏病理改变;qRT-PCR检测小鼠肝脏及血清中炎症因子的表达。(2)体外机制研究:提取6周龄C57BL/6小鼠骨髓巨噬细胞,并分为3组(n=3):对照组、脂多糖(LPS)+干扰素-γ(IFN-γ)组及MSCs组。对照组为未处理的巨噬细胞;LPS+IFN-γ组:给予LPS和IFN-γ诱导为促炎型巨噬细胞;MSCs组:LPS+IFN-γ诱导后再经MSCs共培养24 h。处理结束后,通过流式细胞技术比较3组巨噬细胞表型变化,qRT-PCR比较巨噬细胞促炎因子TNF-α、IL-6和IL-1β的表达。结果(1)MASH小鼠给予MSCs输注后,血清AST、ALT水平低于MASH组[AST:(51.33±5.47)U/L vs.(83.33±4.50)U/L,P<0.05;ALT:(67.67±6.71)U/L vs.(111.33±5.47)U/L,P<0.05]。与MASH组相比,MSCs输注后,总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)呈下降趋势,甘油三酯(TG)下降明显[(0.69±0.24)mmol/L vs.(1.11±0.25)mmol/L,P<0.05],提示脂代谢得到改善。与MASH组相比,MSCs组肝细胞脂肪变减轻,炎细胞灶浸润减少,NAFLD活动度积分(NAFLD activity score,NAS)评分明显降低[(3.10±0.13)vs.(5.66±0.52),P<0.05]。MSCs组肝脏油红染色面积较MASH组明显减少[(36.30%±6.06%)vs.(53.10%±3.06%),P<0.05]。MSCs组炎症因子TNF-α、IL-1β及IL-6表达较MASH组明显下调(P<0.05),提示小鼠MASH明显减轻。(2)体外,LPS+IFN-γ诱导的促炎型巨噬细胞与MSCs共培养后,促炎表型CD11c的表达从79.01%±6.08%下降到39.67%±6.11%(P<0.05),抑炎表型CD206从22.67%±4.04%上升至44.67%±4.16%(P<0.05),炎症因子TNF-α、IL-6和IL-1β表达明显下降(P<0.05),提示巨噬细胞的促炎能力被明显抑制。结论间充质干细胞可以减轻代谢功能障碍相关脂肪性肝炎,可能与抑制促炎型巨噬细胞的促炎能力有关。

骨髓间充质干细胞外泌体联合茶多酚治疗大鼠脊髓缺血再灌注损伤

背景:研究表明,抑制内质网应激所致的细胞凋亡能够挽救神经部分功能。茶多酚能抑制内质网应激,但是存在生物利用率差不易透血脑屏障等问题,结合外泌体靶向脊髓修复及高效载药,理论上两者结合能够发挥更优的脊髓保护效能。目的:探讨茶多酚联合骨髓间充质干细胞外泌体对脊髓缺血再灌注损伤大鼠神经功能及内质网应激的影响。方法:SD雄性大鼠50只,随机分为假手术组、模型组、茶多酚组、外泌体组、联合治疗组,每组10只,除假手术组外,其余4组制作脊髓缺血再灌注损伤模型,术后2 h经尾静脉注射生理盐水、外泌体、茶多酚、茶多酚+骨髓间充质干细胞外泌体混合液;脊髓损伤后7,14,28 d进行BBB神经功能评分,脊髓损伤后14 d,取脊髓组织进行苏木精-伊红染色、尼氏染色、ATF6和GADD153内质网应激标志物免疫荧光染色。结果与结论:①神经功能评分:与假手术组比较,模型组、外泌体组、茶多酚组、联合治疗组神经功能评分均不同程度下降,术后14 d联合治疗组神经功能评分优于茶多酚组、外泌体组、模型组(P<0.05),术后28 d后联合治疗组神经功能评分优于模型组和茶多酚组(P<0.05);②苏木精-伊红染色和尼氏染色显示:模型组大鼠神经元细胞数量减少,脊髓损伤区域内大量空洞坏死及瘢痕增生,茶多酚组、外泌体组、联合治疗组神经元数量和周边空洞坏死有不同程度改善,联合治疗组改善最为明显;③内质网应激相关蛋白ATF6、GADD153表达:术后14 d联合治疗组GADD153表达低于模型组和茶多酚组(P<0.05),联合治疗组ATF6表达低于模型组、外泌体组和茶多酚组(P<0.05);④结果表明:茶多酚联合骨髓间充质干细胞外泌体能改善脊髓缺血再灌注损伤大鼠的神经功能,可能与抑制内质网应激相关蛋白ATF6、GADD153表达有关。

西达本胺对骨髓增生异常综合征患者骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的:探索西达本胺对骨髓增生异常综合征(MDS)患者骨髓间充质干细胞(MSC)成骨分化的作用及机制。方法:分离培养正常对照者及MDS患者的骨髓MSC,CCK-8法检测西达本胺对MSC增殖活性的影响,组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性荧光检测试剂盒及Western blot检测西达本胺对MSC中HDAC的影响。对MSC成骨诱导分化,在d 3进行碱性磷酸酶活性检测,d 21进行茜素红染色观察钙结节形成情况,在d 7和21分别检测成骨相关早期及后期基因的mRNA表达变化。RT-PCR及Western blot分别检测西达本胺对MSC成骨关键转录因子Runt相关转录因子2(RUNX2)mRNA及蛋白表达的影响。结果:随着西达本胺浓度的增加,MSC增殖受到抑制,但低浓度(1μmol/L)西达本胺对MSC无显著的增殖抑制作用,但可显著抑制HDAC活性。在正常对照组及MDS患者的骨髓MSC中,西达本胺(1μmol/L)可以显著增加碱性磷酸酶活性、促进钙结节形成及上调成骨基因的mRNA表达,从而恢复MDS患者MSC较正常对照组MSC减弱的成骨分化能力。机制研究结果显示,西达本胺促成骨作用可能与RUNX2表达的上调有关。结论:西达本胺可以抑制MDS-MSC的HDAC活性,上调成骨转录因子RUNX2表达,促进MDS-MSC的成骨分化。

“脾肾相赞”理论探讨不同治法对大鼠骨髓间充质干细胞成肌分化中TNF-α、JNK含量影响

目的在“脾肾相赞”理论指导下,比较不同中医治法对大鼠BMSCs成肌分化及过程中TNF-α、JNK蛋白表达的影响,分析中医治疗骨质疏松症的机制。方法将大鼠分为正常组、诱导组、补肾组、健脾组、补肾健脾组(随机数字表法),制备含药血清,选取第4代BMSCs进行实验,运用免疫荧光法分析各组成肌分化情况,酶联免疫吸附法检测TNF-α、JNK蛋白表达量。结果①BMSCs经诱导15d后,通过免疫荧光化学染色法检测MyoG荧光平均强度,结果显示:各组均显著高于正常组(P<0.01),补肾健脾组最高。②TNF-α蛋白检测:补肾组、补肾健脾组显著低于正常组(P<0.01)。③JNK蛋白检测:各组显著低于正常组(P<0.01)。结论①各治法中,补肾健脾法对大鼠BMSCs成肌分化的促进效果最佳,为通过脾肾、肌骨双方向治疗OP提供可能。②各中医治法均对大鼠BMSCs的成肌分化存在促进作用,这可能与降低TNF-α、JNK水平有关。

人骨髓间充质干细胞通过YAP影响人脂肪肉瘤SW872细胞的生物学行为

目的:观察人骨髓间充质干细胞(hMSCs)条件培养基(CM)与人脂肪肉瘤SW872细胞共培养后对肿瘤细胞增殖和迁移能力的影响,探讨hMSCs CM对脂肪肉瘤细胞的作用及可能的作用机制。方法:体外培养hMSCs,采用慢病毒方法分别转染慢病毒空载体shNS(对照组)和慢病毒shRNA Yes相关蛋白(YAP)(shYAP-hMSCs组),采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法和Western blotting法检测各组hMSCs中YAP mRNA和蛋白表达水平,提取CM。体外培养SW872细胞,分为对照组(正常培养)、hMSCs CM组和shYAP-hMSCs CM组。采用CCK-8法检测各组细胞增殖活性,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,细胞划痕实验检测各组细胞划痕愈合率,Western blotting法检测各组细胞中YAP、基质金属蛋白酶9(MMP-9)和细胞周期蛋白D1(cyclin D1)蛋白表达水平。结果:与对照组比较,shYAP-hMSCs组hMSCs中YAP mRNA和蛋白表达水平降低(P<0.01),表明成功构建了shYAP-hMSCs稳定转染细胞株。CCK-8法,与对照组比较,hMSCs CM组SW872细胞增殖活性升高(P<0.05),shYAP-hMSCs CM组SW872细胞增殖活性降低(P<0.01);流式细胞术,与对照组比较,hMSCs CM组SW872细胞凋亡率无明显变化(P>0.05),shYAP-hMSCs CM组SW872细胞凋亡率升高(P<0.01);细胞划痕实验,与对照组比较,hMSCs CM组SW872细胞划痕愈合率升高(P<0.05),shYAP-hMSCs CM组SW872细胞划痕愈合率降低(P<0.01);Western blotting法,与对照组比较,hMSCs CM组SW872细胞中YAP、MMP-9和cyclin D1蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05),shYAP-hMSCs组SW872细胞中YAP、MMP-9和cyclin D1蛋白表达水平降低(P<0.05或P<0.01)。结论:hMSCs参与调控人脂肪肉瘤SW872细胞增殖和迁移,其机制可能与YAP表达有关。

人甲床来源的脱细胞支架搭载骨髓间充质干细胞向指甲干细胞分化的研究

目的探究人甲床来源的脱细胞支架搭载骨髓间充质干细胞向指甲干细胞分化的作用。方法收集2022年至2023年在承德医学院附属医院手足外科进行截指术的15例患者的临床废弃甲床组织,制备成脱细胞甲床支架,使用试剂盒检测参照组(未脱细胞组)与脱细胞组(脱细胞甲床支架组)中总胶原蛋白含量、残留DNA含量;将脱细胞甲床支架与人骨髓间充质干细胞(hMSCs)进行共培养14 d。比较对照组(hMSCs组)与共培养组(脱细胞甲床支架+hMSCs组)体外细胞分化能力及指甲干细胞标志物[角蛋白15,角蛋白17,G蛋白偶联受体6(Lgr6)以及β-联蛋白(β-catenin)蛋白]含量。结果脱细胞组总胶原蛋白含量为(189.62±45.45)μg/mg,低于参照组[(196.02±41.93)μg/mg],但两组相比差异无统计学意义(P>0.05);脱细胞组中DNA含量为(0.41±0.15)μg/mg,明显低于参照组[(0.87±0.13)μg/mg],差异有统计学意义(P<0.05)。培养14 d后,共培养组吸光度值为1.09±0.07,对照组吸光度值为1.10±0.5,两组相比差异无统计学意义(P>0.05)。培养14 d后,共培养组角蛋白15、角蛋白17、Lgr6、β-catenin含量分别为(39.56±5.09)、(45.83±4.01)、(5.74±0.99)、(146.79±5.34)pg/mL,均明显高于对照组[(12.10±4.28)、(10.47±3.19)、(0.93±0.67)、(67.28±7.41)pg/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。结论脱细胞甲床支架中的DNA有被清除、保留胶原蛋白,与hMSCs共培养后细胞增殖能力正常,且可诱导hMSCs向指甲干细胞分化,为临床上治疗甲床缺损提供新思路。

光固化水凝胶负载骨髓间充质干细胞修复大鼠颅骨缺损

目的探讨新型甲基丙烯酸酐化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)/骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)复合水凝胶应用于大鼠颅骨缺损区的成骨性能,为骨再生生物材料的应用提供实验依据。方法本研究经南京大学动物伦理委员会批准。通过组合光引发剂苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂[lthium phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate,LAP]、GelMA、BMSCs构建光固化复合生物水凝胶GelMA/BMSCs,扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和能量色散X射线光谱仪(energy disper-sive X-ray spectroscopy,EDX)检测GelMA凝胶表面微观形态及元素构成,电子万能试验机测试凝胶压缩强度。将GelMA/BMSCs水凝胶在体外培养1、2、5 d后,通过CCK-8检测水凝胶包封的BMSCs细胞增殖活性,利用共聚焦显微成像技术观察其存活情况和细胞形态;在大鼠颅骨制备5 mm临界骨缺模型,经复合水凝胶治疗的为GelMA/BMSCs组,不做任何处理的为对照组。分别于术后第4、8周拍摄Micro-CT测算骨缺损面积和新生骨指标,第8周处死大鼠取缺损区颅骨样本进行H&E染色、Van Gieson染色和Goldner染色评价新生骨的质量。结果SEM观察到固化的GelMA内部呈现3D海绵状大孔凝胶网络,大孔形貌均匀,孔隙率为73.41%,孔径为(28.75±7.13)μm;EDX结果显示C和O均匀分布在水凝胶的网状大孔结构上;水凝胶压缩强度为152 kPa,GelMA/BMSCs培养第5天,镜下细胞形态铺展,从卵圆形变为梭形,CCK-8检测结果显示细胞增殖159.4%。术后第4周,Micro-CT三维重建图像显示对照组的骨缺损范围未见明显缩小,GelMA/BMSCs组骨缺损内部可见大量新骨生成;术后第8周,对照组骨缺损仍无明显变化,仅可见少量新生骨,GelMA/BMSCs组颅骨缺损基本愈合;第4周与第8周的定量分析发现,GelMA/BMSCs组大鼠颅骨缺损处新生骨量(new bone vol-ume,BV)、骨体积分数(new bone volume/total bone volume,BV/TV)、骨表面积(bone surface,BS)、骨表面积组织体积比(bone surface/total bone volume,BS/TV)均优于对照组(P<0.05)。第8周组织学染色结果显示GelMA/BMSCs组骨缺损处形成连续且致密的骨组织,而对照组仅在缺损边缘可见少量不连续新骨生成,缺损处主要为纤维结缔组织。结论光固化水凝胶的干细胞疗法具有良好生物安全性,在诱导大鼠颅骨缺损区新骨形成的同时促进骨成熟,具有潜在的临床转化前景。

MAFA-PDX1过表达慢病毒感染人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞的分化

背景:干细胞来源胰岛β细胞移植被认为是治疗1型糖尿病的有效手段。人脐带间充质干细胞是理想的细胞来源,但其向胰岛β细胞分化的效率不高。目的:研究MAFA、PDX1修饰促进人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化的潜能。方法:构建MAFA-PDX1过表达慢病毒载体,用细胞形态学、RT-qPCR法、双硫腙染色比较3种方案[方案A:单纯慢病毒组;方案B:先药物(尼克酰胺、β-巯基乙醇)诱导再加慢病毒组;方案C:慢病毒和药物诱导同时进行组]诱导人脐带间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的效率和潜能。结果与结论:(1)细胞形态学改变:经3种方案诱导后细胞形态均发生了改变,方案B在诱导第11天细胞聚集生长最为明显,出现聚集生长的胰岛样细胞团;(2)RT-qPCR检测胰岛相关基因的表达差异:同一诱导时间点3种方案横向比较,在诱导第5天,方案C的MAFA和PDX1基因表达量最高,方案B的GCG基因表达量最高;在诱导第11天,方案B的MAFA、PDX1基因表达量以及INS和GLUT2基因表达量最高;(3)双硫腙染色鉴定锌离子:3种方案诱导第11天部分细胞被双硫腙染成棕红色,其中方案B中部分小岛状细胞被染成棕红色,颜色较深(阳性表达);(4)结果表明,MAFA和PDX1共过表达可促进人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化;MAFA-PDX1基因修饰联合药物诱导方案优于单纯基因修饰方案。

当归多糖对低氧环境中骨髓间充质干细胞成骨分化潜能的影响

目的探讨当归多糖对低氧环境中骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨分化潜能的影响。方法将BMSC随机分为空白组、低氧组、当归多糖组。使用OriCellTM成人BMSC成骨诱导分化完全培养基对3组细胞进行培养,其中当归多糖组的培养基含有50μg/mL的当归多糖。对空白组BMSC进行常规培养(21%氧浓度),将低氧组与当归多糖组BMSC置于6%氧浓度环境中进行培养。培养14 d后,观察3组的BMSC形态学变化和钙盐沉积情况,检测3组BMSC的成骨分化相关蛋白(骨桥蛋白和骨钙素)表达水平,以及成骨分化关键转录因子RUNT相关转录因子2(RUNX2)表达情况。结果与空白组相比,低氧组BMSC的骨钙素、骨桥蛋白、RUNX2的表达水平均降低(P<0.05),高密度钙结节及钙盐沉积减少。与低氧组相比,当归多糖组BMSC骨钙素、骨桥蛋白、RUNX2的表达升高(P<0.05),高密度钙结节及钙盐沉积增多。结论低氧环境可以抑制BMSC的成骨分化潜能,而当归多糖能够有效维持低氧环境中BMSC成骨分化潜能的稳定。

间充质干细胞移植对降植烷诱导狼疮小鼠肺泡出血的影响及可能机制

目的:探讨间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)移植对降植烷诱导狼疮小鼠肺泡出血的作用及可能机制。方法:10周龄雌性C57BL/6(B6)小鼠20只腹腔注射0.5 mL降植烷,3只同周龄雌性B6小鼠腹腔注射PBS作为正常对照组。1周后将20只注射降植烷小鼠随机分为MSC组和PBS组,分别给予尾静脉注射1×10^(6)人脐带来源的MSCs和PBS;观察1周后,计算造模小鼠生存率并称量小鼠体重,处死所有小鼠,取出肺脏,观察肺脏大体及肺脏HE染色评估造模小鼠肺出血严重程度。酶消化法制备获取3组小鼠肺脏单细胞悬液,流式细胞术检测3组小鼠肺部CD4^(+)、CD8^(+)T淋巴细胞,CD19^(+)B淋巴细胞,CD11b^(+)Gr1^(+)中性粒细胞,F4/80^(+)肺间质巨噬细胞的绝对数以及抗炎型CD206^(+)肺间质巨噬细胞的百分率。结果:MSC组小鼠生存率高于PBS组,但差异无统计学意义(P=0.07);体重明显高于PBS组小鼠(P<0.01);MSC组小鼠完全弥漫性肺泡出血(diffuse alveolar hemorrhage,DAH)及部分DAH的发生率低于PBS组。与PBS组相比,MSC组肺脏单细胞总数显著减少(P<0.01),肺脏CD4^(+)T细胞数量有下降趋势,而CD8^(+)T细胞及CD19^(+)B细胞的数量则明显下降(P<0.05),肺脏CD11b^(+)Gr1^(+)中性粒细胞及F4/80^(+)巨噬细胞的绝对数也均显著降低(P<0.01和P<0.05);此外,肺出血小鼠CD206^(+)抗炎型巨噬细胞的百分率显著降低(P<0.01),而MSC移植显著提高CD206^(+)抗炎型巨噬细胞的百分率(P<0.01)。结论:MSC移植可显著降低狼疮小鼠肺泡出血的发生率,其机制可能是对肺脏免疫细胞的调控及诱导巨噬细胞CD206抗炎表型的产生。