活血通络法对激素性股骨头坏死囊性变患者血清骨吸收/成血管/成骨蛋白调节作用的研究

背景激素性股骨头坏死(SIONFH)中囊性变具有“双刃剑”作用,活血通络法对早期激素性股骨头坏死疗效佳,但对囊性变骨吸收/成血管/成骨蛋白调节作用尚未明确。目的探讨活血通络法对激素性股骨头坏死囊性变患者血清骨吸收/成血管/成骨蛋白作用的影响。方法纳入2019年1月—2021年1月在广州中医药大学髋关节研究中心收治的60例SIONFH患者为研究对象,按随机数字表法分成两组,对照组和治疗组各30例。另选取同时期在医院体检正常且无激素使用史30例志愿者作为正常组。治疗组给予活血通络胶囊(2 g/次,3次/d)及碳酸钙(600 mg/次,1次/d)治疗,对照组给予等量碳酸钙治疗,两组患者疗程均为12个月,同时患肢加以限制性负重。采集空腹血清,采用酶联免疫吸附试验检测血清核因子κB受体活化因子配体(RANKL)、血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)、血管内皮生长因子A(VEGFA)、骨保护素(OPG)、钙黏蛋白相关蛋白(CTNNB1)的表达水平,以门诊复诊方式分别于患者出院后第6、12个月进行2次随访,以股骨头塌陷定义为终点事件。以髋关节疼痛视觉模拟评分(VAS)、髋关节功能(Harris)评分和坏死面积评分进行疗效评估。结果3组研究对象基线RANKL、PDGF-BB、OPG、CTNNB1水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05),组间比较结果显示,对照组、治疗组RANKL、PDGF-BB均高于正常组,OPG、CTNNB1均低于正常组(P<0.05)。重复测量方差分析结果示,时间和组别对RANKL、PDGF-BB、VEGFA、OPG、CTNNB1水平存在交互作用(P<0.05),时间和组别对RANKL、PDGF-BB、VEGFA、OPG、CTNNB1水平主效应显著(P<0.05)。其中第6个月治疗组RANKL水平高于对照组,第12个月治疗组PDGF-BB水平高于对照组,第6、12个月VEGFA、OPG、CTNNB1水平高于对照组(P<0.05)。治疗后第12个月治疗组髋关节VAS评分、坏死面积评分低于对照组,髋关节Harris评分高于对照组(P<0.05)。组内比较结果显示,治疗后第12个月治疗组髋关节VAS评分、坏死面积评分低于治疗前,髋关节Harris评分高于治疗前(P<0.05),对照组髋关节VAS评分、髋关节Harris评分高于治疗前(P<0.05)。结论活血通络法能上调激素性股骨头坏死患者RANKL、PDGF-BB、VEGFA、OPG和CTNNB1蛋白表达水平,有效促进SIONFH患者骨修复及改善临床症状,推测该疗法通过“骨吸收/成血管/成骨”三元修复网络促进囊性变骨修复作用。

血管内皮生长因子165/骨形态发生蛋白改善缺氧复氧状态下成骨细胞损伤

背景:研究发现,血管内皮生长因子165和骨形态发生蛋白两种因子在缺氧复氧过程中相互作用,通过调节细胞内信号通路的活化,参与骨细胞损伤的修复过程。目的:进一步探究血管内皮生长因子165/骨形态发生蛋白与缺氧复氧成骨细胞损伤的关系分析。方法:取成骨细胞,建立缺氧复氧损伤模型,建模前后Real-Time PCR法和免疫印迹法检测血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白2的mRNA及蛋白表达。分别给予建模后成骨细胞不同质量浓度(10,20,40ng/mL)血管内皮生长因子165或骨形态发生蛋白2处理12,24,36,48,72 h,CCK-8法检测细胞增殖,DAPI检测细胞凋亡。结果与结论:(1)与建模前相比,建模后成骨细胞中血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白2的mRNA和蛋白表达量显著降低(P<0.05);(2)成骨细胞增殖率随着血管内皮生长因子165质量浓度的升高而明显升高(P<0.05);成骨细胞凋亡率随着血管内皮生长因子165质量浓度的升高而明显降低(P<0.05);(3)成骨细胞增殖率随着骨形态发生蛋白2质量浓度的升高而明显升高(P<0.05);成骨细胞凋亡率随着骨形态发生蛋白质量浓度的升高而明显降低(P<0.05);(4)结果表明,血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白在缺氧复氧成骨细胞损伤中低表达,给予血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白处理后缺氧复氧成骨细胞损伤明显降低,且呈浓度依赖性,提示血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白对缺氧复氧成骨细胞损伤有明显保护作用。

TGF-β1通过组蛋白修饰酶调控人骨髓间充质干细胞成骨分化的表观基因学研究

目的研究骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化过程中转化生长因子β1(transforming growth factorβ1,TGF-β1)/Smad信号通路与组蛋白甲基化酶和去甲基化酶的相关性。方法BMSCs成骨诱导培养,用TGF-β1、SB431542和TGF-β1+SB431542干预。分为4组:BMSCsCtrl-3d组(A组),BMSCs-Ctrl-ost3d组(B组),BMSCs-TGF-β1-ost3d组(C组),BMSCs-TGF-β1-SB1UMost3d组(D组)。用qRT-PCR方法检测各组甲基化酶和去甲基化酶mRNA表达量。结果(1)与A组比较,B组DM3B、KDM4A、KDM4B、KDM4C、KDM4D、KDM5A、KDM5B、KDM5C、KDM6A、KDM6B、EZH1的mRNA表达明显增强(P<0.05)。(2)与B组比较,C组KDM3B、KDM4A、KDM4C、KDM4D、KDM5C、EZH1的mRNA表达明显降低(P<0.05);KDM5B、KDM6A、KDM6B的mRNA表达明显增强(P<0.05);而KDM4B、KDM5A表达无明显改变(P>0.05)。(3)与C组比较,D组KDM3B、KDM6A、KDM6B的mRNA表达发生明显改变(P<0.05);KDM4C、KDM4D、KDM5C和EZH1的mRNA改变不显著(P>0.05),KDM4A的mRNA发生非特异性改变(P<0.05)。结论TGF-β1通过TGF-β1/Smad信号通路和TGF-β1/非Smad信号调控部分相关组蛋白甲基化转移酶/去甲化酶的表达,从而促进了BMSCs成骨分化。

骨形态发生蛋白/Wnt信号通路调控成骨:揭示骨骼形成和重塑的分子机制

背景:成骨细胞是负责骨骼形成和重塑的主要细胞类型,其功能的正常发挥受到多种信号通路的精密调控,其中,骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在成骨过程中起着关键作用。目的:综述了骨形态发生蛋白/Wnt信号通路在调控成骨细胞功能中的作用,并分析其在不同生理和病理条件下的变化,以期进一步揭示骨骼形成和重塑的分子机制。方法:以中文检索词“BMP信号通路,Wnt信号通路,成骨”及英文检索词“BMP signaling pathway,Wnt signaling pathway,osteogenesis”在中国知网、万方和PubMed数据库中检索研究原著,检索时限为各数据库建库至2023年6月的相关文献,最终筛选61篇文献进行分析总结。采用文献综述的方法,对骨形态发生蛋白/Wnt信号通路调控成骨作用的研究进行梳理和分析。结果与结论:①骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在成骨细胞的分化、增殖和成熟过程中发挥重要作用。骨形态发生蛋白信号通路主要通过激活Smad蛋白来调控成骨相关基因的表达,Smad蛋白被激活后进入细胞核,调控与成骨相关的基因表达,与骨形态发生蛋白不同,Wnt信号通路主要依赖于β-catenin的激活来发挥生物学效应。②不同生理和病理状态下,骨形态发生蛋白/Wnt信号通路的调控作用会受到多种因素的影响。生长因子及激素及机械应力等会在一定程度上影响骨形态发生蛋白/Wnt信号通路的活性。③骨形态发生蛋白/Wnt信号通路在调控成骨过程中与其他信号通路相互作用,共同构成复杂的调控网络。④中药和天然化合物可以通过调控信号通路来促进骨骼健康,为中药治疗骨骼疾病提供了新的可能性。⑤未来研究可进一步探讨骨形态发生蛋白/Wnt信号通路与其他信号通路的相互作用以及其在不同生理和病理条件下的变化,解析此复杂网络中的关键节点和调控机制,为骨骼相关疾病的治疗提供更精确的靶点,也为揭示骨骼形成和重塑的分子机制提供新的思路。

含重组人碱性成纤维细胞生长因子和重组人骨形态发生蛋白-2骨水泥在骨质疏松性腰椎压缩性骨折治疗的应用价值

目的:探讨含重组人碱性成纤维细胞生长因子(recombinant human basic fibroblast growth factor,rhbFGF)和重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)骨水泥在骨质疏松性腰椎压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)患者经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗的应用价值。方法:回顾性分析2018年1月至2021年1月收治的103例行PKP手术治疗的OVCF患者,男40例,女63例;年龄61~78(65.72±3.29)岁。受伤原因:滑倒33例,跌倒42例,提重物受伤28例。根据填充骨水泥不同分为3组:磷酸钙组34例,男14例,女20例,年龄(65.1±3.3)岁,填充磷酸钙骨水泥;rhBMP-2组34例,男12例,女22例,年龄(64.8±3.2)岁,填充含rhBMP-2的骨水泥;rhbFGF+rhBMP-2组35例,男14例,女21例,年龄(65.1±3.6)岁,填充含rhbFGF和rhBMP-2的骨水泥。比较3组Oswestry功能障碍指数(Oswestry dysfunction index,ODI)、骨密度、椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、疼痛视觉模拟评分(visual simulation score,VAS)及再骨折发生率。结果:所有患者获得12个月随访。3组术后ODI、VAS呈下降(P<0.001),骨密度增高(P<0.001),椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率呈先下降后缓慢上升趋势(P<0.001),rhbFGF+rhBMP-2组术后第1、6、12个月ODI、VAS均低于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05),术后第6、12个月骨密度大于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05)。rhbFGF+rhBMP-2组术后第6、12个月椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率均低于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05)。3组再骨折发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:含rhbFGF和rhBMP-2骨水泥可更有效地增加OVCF患者骨密度,获得术后满意的临床和放射学效果,显著改善临床症状。

组蛋白修饰对破骨细胞和成骨细胞分化及功能的调节

组蛋白修饰作为表观遗传学机制之一,在染色质结构、核小体定位、基因表达调控等方面发挥着至关重要的作用。近年研究发现,乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等组蛋白修饰方式对破骨细胞及成骨细胞分化过程进行调控并影响骨稳态。本文对组蛋白修饰在破骨细胞和成骨细胞分化及功能调节方面的研究进展进行综述。

锶离子外泌体促间充质干细胞成骨分化和内皮细胞血管生成的实验研究

目的:探究锶离子诱导间充质干细胞(MSC)分泌的外泌体(以下简称为锶离子外泌体)对成骨分化和血管生成功能的影响。方法:向骨髓间充质干细胞(BMSC)中加入锶离子并通过超速离心法提取锶离子外泌体,以未经处理的BMSC外泌体作为对照。通过外泌体荧光标记观察其细胞内化作用;采用碱性磷酸酶(ALP)染色、ALP活性测定、实时荧光定量PCR等实验探究分离的外泌体对BMSC成骨分化的影响;采用细胞划痕实验、迁移实验、内皮细胞成管实验等方法评价外泌体对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)体外血管形成能力的调控作用;利用miRNA测序探讨锶离子外泌体促进成骨和成血管作用的潜在分子机制。结果:锶离子刺激不会影响BMSC分泌外泌体,且分泌的锶离子外泌体可以被BMSC摄取内化,与对照组外泌体相比,锶离子外泌体可以增强BMSC的ALP活性(P<0.05),上调其ALP和Runt相关转录因子2(Runx2)的转录(P<0.05);同时锶离子外泌体可以促进HUVEC细胞迁移和小管形成(P<0.05),并提高血管内皮生长因子(VEGF)、促血管生成素1(ANG1)和成纤维细胞生长因子(FGF)的转录(P<0.05);外泌体miRNA测序发现锶离子刺激会引起BMSC外泌体内miRNA的差异性表达,差异表达的miR-125b-5p、miR-132-3p、miR-31a-5p以及miR-450b可能参与锶离子外泌体促成骨和成血管的功能发挥。结论:锶离子诱导MSC分泌的外泌体具有促进成骨分化和血管生成的双重功能。

关卓,等.磷酸化聚酰胺-胺交联胶原蛋白支架体内成骨能力初探磷酸化聚酰胺-胺交联胶原蛋白支架体内成骨能力初探

目的:探究磷酸化聚酰胺-胺(P-PAMAM)树状大分子交联胶原蛋白支架在体内成骨效能。方法:通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对P-PAMAM进行表征,扫描电镜对胶原蛋白支架、聚酰胺-胺(PAMAM)复合胶原蛋白支架及P-PAMAM复合胶原蛋白支架进行形态表征。将3种复合支架植入SD大鼠颅骨骨缺损后,使用Micro-CT三维重建分析骨愈合过程中骨质、骨量的变化,采用HE染色及Masson染色对大鼠颅骨标本进行组织学分析。结果:FTIR显示PAMAM被成功磷酸化;扫描电镜显示,复合支架均具有良好的孔隙;体内成骨实验显示,与胶原蛋白支架和PAMAM复合胶原蛋白支架相比,P-PAMAM复合胶原蛋白支架具有更好的成骨诱导作用。结论:P-PAMAM树状大分子复合胶原蛋白支架在体内具有促进成骨作用。

血清骨硬化蛋白、成纤维细胞因子-23、可溶性CD40配体联合检测对维持性血液透析并发心血管事件的预测价值

目的探讨血清骨硬化蛋白(SOST)、成纤维细胞因子-23(FGF-23)、可溶性CD40配体(sCD40L)联合检测对维持性血液透析(MHD)病人并发心血管事件的预测价值。方法选取2017年1月至2019年3月中国人民解放军第305医院收治的行MHD的149例病人作为研究对象,根据MHD病人有无心血管事件发生将其分为未发生组和发生组,另选取同期128例健康体检者设为对照组。比较各组SOST、FGF-23、sCD40L,找出影响MHD病人并发心血管事件的危险因素。结果MHD病人心血管事件发生率为33.56%,发生组年龄(59.11±10.74)岁、血肌酐(Scr)(849.07±156.81)μmol/L及血清SOST(119.83±22.78)pmol/L、FGF-23(569.07±92.84)ng/L、sCD40L(119.49±23.86)μg/L水平均高于未发生组和对照组,均差异有统计学意义(P<0.05),未发生组Scr(753.73±112.06)mol/L及血清SOST(86.23±16.05)pmol/L、FGF-23(439.14±78.02)ng/L、sCD40L(82.02±15.53)μg/L水平均高于对照组,均差异有统计学意义(P<0.05);MHD病人血清SOST水平与钙(Ca)呈正相关(P<0.05),血清FGF-23水平与磷(P)呈正相关(P<0.05);年龄大、收缩压高、透析时间长、高水平的尿酸(UA)、血肌酐(Scr)、胱抑素C(Cys-C)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、三酰甘油(TG)与高水平的SOST、FGF-23、sCD40L均为是影响MHD病人并发心血管事件的危险因素(P<0.05);血清SOST、FGF-23、sCD40L水平联合预测MHD病人并发心血管事件的灵敏度和曲线下面积(AUC)分别为98.00%和0.96,均高于单一指标评价(P<0.01)。结论血清SOST、FGF-23、sCD40L水平升高均是MHD病人并发心血管事件的危险因素,以上三项指标均对MHD病人并发心血管事件有较好的预测价值,但三者联合预测时的价值更高。

H型血管促进成血管-成骨耦联在骨折愈合中作用机制的研究进展

骨折是临床上常见的一种骨科疾病,由此产生的骨折不愈合或延迟愈合是临床治疗的一大难题。在骨折愈合过程中,血管生成与骨生成存在复杂的相互作用关系,被称为“成血管-成骨耦联”机制。近年来,一种以高表达血小板内皮细胞粘附分子1(PECAM-1/CD31)及唾液糖蛋白内粘蛋白(EMCN)为特征的新型毛细血管亚型,即H型血管,被鉴定并发现在调控成血管-成骨耦联中起到重要的作用。该文将对H型血管促进成血管-成骨耦联的作用机制及调控H型血管新生的相关分子与信号通路进行综述,以期为促进骨折愈合提供新的思路与方法。

胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架制备及其成软骨诱导

背景:天然骨形态发生蛋白2在体内弥散和降解速度较快,降低了局部浓度和治疗效果,单纯将骨形态发生蛋白2与组织工程支架复合后不能在体内长期停留,无法达到良好的缓控释效果。目的:制备并检测胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架的生物性能及成软骨诱导效果。方法:提取SD大鼠鼠尾胶原,采用真空冷冻干燥及化学交联法制备胶原软骨支架。通过快速克隆C112-同源重组法构建表达胶原结合域-骨形态发生蛋白2质粒,通过基因工程构建并导入大肠杆菌,分离纯化胶原结合域-骨形态发生蛋白2。将天然骨形态发生蛋白2与胶原结合域-骨形态发生蛋白2分别与胶原软骨支架结合,检测支架中骨形态发生蛋白2释放水平,采用CCK-8法及F-Actin染色法检测胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架的生物相容性;将骨髓间充质干细胞分别种植在两种胶原软骨支架上进行成软骨诱导,检测其成软骨诱导活性。结果与结论:①胶原结合域-骨形态发生蛋白2与胶原软骨支架的结合率高于天然骨形态发生蛋白2(P<0.05);体外浸泡于PBS中7 d,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架中骨形态发生蛋白2的释放量小于天然骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架(P<0.05);CCK-8实验及F-Actin染色结果显示,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架无明显细胞毒性,具有良好的生物相容性;②成软骨诱导14 d后的ELISA检测显示,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架组聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原蛋白A1的表达均高于天然骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架组(P<0.05);扫描电镜下可见,两组支架孔隙内壁上均可见较多骨髓间充质干细胞贴附生长,细胞形态及大小一致,排列紧密,未出现细胞碎裂或形态异常;③结果表明,胶原结构域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架具有良好的生物性能及成软骨诱导活性。

缺氧诱导因子-1α调控骨形态发生蛋白9对间充质干细胞成骨分化的影响

目的探讨缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)对骨形态发生蛋白9(BMP9)诱导间充质干细胞(MSCs)C3H10T1/2成骨分化的影响。方法体外培养小鼠MSCs C3H10T1/2细胞系,分为5组:NC组(正常培养C3H10T1/2细胞)、Ad-GFP组(转染腺病毒液)、Ad-BMP9组(转染BMP9过表达的腺病毒液)、pcDNA3.1-mRFP组(转染Ad-BMP9+pcDNA3.1空载质粒)、pcDNA3.1-HIF-1α组(转染Ad-BMP9+HIF-1α过表达质粒)。采用碱性磷酸酶(ALP)显色及活性检测试剂盒检测各组C3H10T1/2细胞中ALP活性;采用茜素红S染色检测各组C3H10T1/2细胞钙盐沉积情况,并用吸光度(A)值进行定量分析;采用免疫印迹法检测各组C3H10T1/2细胞中BMP9、HIF-1α及成骨分化标志物骨钙素(OC)、骨桥蛋白(OPN)及Runt相关转录因子2(Runx2)蛋白表达。结果与NC组、Ad-GFP组比较,Ad-BMP9组ALP活性、钙盐沉积、A值及BMP9、HIF-1α、OC、OPN、Runx2蛋白表达增加(P<0.05)。与Ad-BMP9组、pcDNA3.1-mRFP组比较,pcDNA3.1-HIF-1α组ALP活性、钙盐沉积、A值及BMP9、HIF-1α、OC、OPN、Runx2蛋白表达增加(P<0.05)。结论HIF-1α可促进BMP9诱导MSCs C3H10T1/2成骨分化,可能与上调OC、OPN及其下游Runx2蛋白表达有关。

补骨脂素对人牙周膜干细胞增殖、成骨分化的促进作用及其机制

目的观察补骨脂素对人牙周膜干细胞(hPDLSCs)增殖、成骨分化的促进作用,并探讨其机制。方法将第三代hPDLSCs分为6组,5、10、25、50、100μmol/L补骨脂素组加入5、10、25、50、100μmol/L补骨脂素,对照组正常培养,采用CCK-8法检测细胞增殖能力,比色法检测碱性磷酸酶(ALP)活性,茜素红染色检测成骨诱导矿化结节。另取第三代hPDLSCs并分为两组,25μmol/L补骨脂素组加入25μmol/L补骨脂素,对照组正常培养,采用RT-PCR法检测转录因子2(Runx2)、骨桥蛋白(OPN)mRNA。结果与对照组比较,5、10、25、50、100μmol/L补骨脂素组细胞增殖能力和ALP活性增加,25μmol/L补骨脂素组细胞成骨矿化结节增加(P均<0.05);与5μmol/L补骨脂素组比较,25、50、100μmol/L补骨脂素组细胞增殖能力及10、25μmol/L补骨脂素组细胞ALP活性和25μmol/L补骨脂素组细胞成骨矿化结节增加(P均<0.05);与10μmol/L补骨脂素组比较,25、50、100μmol/L补骨脂素组细胞增殖能力增加(P均<0.05);与25μmol/L补骨脂素组比较,50、100μmol/L补骨脂素组细胞ALP活性降低(P均<0.05)。与对照组比较,25μmol/L补骨脂素组Runx2、OPN mRNA相对表达量增加(P均<0.05)。结论5~100μmol/L补骨脂素均能促进hPDLSCs的增殖和成骨分化,在5~25μmol/L呈剂量依赖性增强,在50~100μmol/L变化不明显;补骨脂素促进hPDLSCs的增殖和成骨分化的机制可能与调节Runx2信号通路有关。

低浓度氟化钠对人牙髓细胞的成骨/成牙本质分化的影响

目的探讨低浓度氟化钠对人牙髓细胞(human dental pulp cells,hDPCs)成骨/成牙本质分化的影响。方法本研究已通过单位伦理委员会审查批准。原代培养hDPCs,采用MTT法检测不同浓度氟化钠对hDPCs增殖的影响;选取合适浓度的氟化钠加入成骨/成牙本质分化诱导培养液中,对hDPCs进行体外诱导,通过茜素红染色检测hDPCs成骨/成牙本质分化能力的变化,RT⁃qPCR检测分化相关基因的mRNA表达;同时通过RT⁃qPCR和Western blot检测hDPCs成骨/成牙本质分化过程中内质网应激相关基因的表达。结果低浓度氟化钠(0.1 mmol/L)在体外可刺激hDPCs增殖,高浓度氟化钠(5~10 mmol/L)可抑制hDPCs增殖(P<0.05)。选取0.1 mmol/L氟化钠体外混合成骨/成牙本质分化诱导培养后hDPCs的茜素红染色增加,成骨/成牙本质分化相关基因牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)、骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)和骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)mRNA表达水平升高(P<0.05)。同时在此过程中RT⁃qPCR检测出mRNA水平hDPCs内质网应激相关基因:剪切x盒结合蛋白1(splicing x⁃box binding protein⁃1,sXBP1)、葡萄糖调节蛋白78(glucose⁃regulated protein 78,GRP78)以及活化转录因子4(activating transcription factor 4,ATF4)表达升高(P<0.05);Western blot检测出氟化钠混合成骨/成牙本质分化培养后细胞磷酸化真核起始因子⁃2α(phosphorylated eukary⁃otic initiation factor⁃2α,p⁃eIF2α)、磷酸化蛋白激酶样内质网激酶(phosphorylated the RNA⁃activated protein kinase⁃like ER⁃resident kinase,p⁃PERK)和ATF4蛋白表达增加(P<0.05)。结论低剂量氟化钠促进人牙髓细胞的成骨/成牙本质分化并伴有内质网应激水平的升高。

IGF-1介导MAPKs通路在C3H10T1/2细胞成骨分化中的作用

目的探究胰岛素样生长因子1(IGF-1)介导丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路在C3H10T1/2细胞成骨分化中的调控作用及机制。方法不同浓度IGF-1(0、5、10、20 ng/mL)培养C3H10T1/2细胞,碱性磷酸酶(ALP)与茜素红(ARS)染色检测ALP活性、钙盐沉积情况,qRT-PCR法检测成骨特性因子核心结合因子α-1(RUNX2)、成骨分化特异性因子骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)mRNA表达水平,Western Blot法检测MAPK通路蛋白磷酸化表达水平。对数期细胞分为空白组、IGF-1组、ERK通路抑制剂(PD98059)组、PD+IGF-1组、p38通路抑制剂(SB202192)组、SB+IGF-1组,qRT-PCR法检测成骨特性因子RUNX2、成骨分化特异性因子骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)mRNA表达水平。结果不同浓度IGF-1组ALP显色加深,ALP活性升高,钙盐结节形成增多,RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平升高,磷酸化ERK、p38、JNK蛋白表达增加,具有剂量效应(P<0.05)。与空白组比较,PD组、SB组C3H10T1/2细胞RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平明显降低(P<0.05),PD+IGF-1组、SB+IGF-1组C3H10T1/2细胞RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平明显升高(P<0.05);但与IGF-1组比较,PD+IGF-1组、SB+IGF-1组C3H10T1/2细胞RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平明显降低(P<0.05)。结论IGF-1促进C3H10T1/2细胞成骨分化,其作用机制可能与激活ERK信号通路和p38 MAPK信号通路有关。

Osteonectin促进骨髓来源间充质干细胞成骨分化的机制及其与青少年特发性脊柱侧凸的相关性研究

目的 探究Osteonectin在促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的分子机制,以及Osteonectin在青少年特发性脊柱侧凸(AIS)中的作用。方法 将2020年5月—2022年5月就诊的20例AIS及健康体检20例分别作为AIS组和健康组。使用qRT-PCR技术测定2组BMSCs中Osteonectin、BMP2以及Wnt/β-catenin信号通路相关基因(Tcf7、Lef1)和成骨分化相关基因(Runx2、Osteocalcin)的表达水平。通过X线检测AIS患者的Cobb角度,并分析上述基因表达水平与Cobb角度的相关性。在BMSCs中,加入Osteonectin和BMP2抑制剂Noggin,并分为对照组、Osteonectin组和Osteonectin+Noggin组。通过qRT-PCR检测BMSCs中BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平。采用ChIP-qPCR检测β-catenin在Runx2和Osteocalcin基因转录起始位(TSS)的富集水平。结果 与健康组比较,AIS组BMSCs中Osteonectin、BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平均降低(P<0.05);Osteonectin、BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平与AIS患者Cobb角度呈负相关(r=-0.466 3、-0.369 1、-0.272 7、-0.543 4、-0.606 5、-0.343 3,P<0.05,P<0.01)。与对照组比较,Osteonectin组BMSCs中BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平升高,且β-catenin在Runx2和Osteocalcin mRNA TSS富集水平增加(P<0.05)。相比Osteonectin组,Osteonectin+Noggin组BMSCs中Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平降低,β-catenin在Runx2和Osteocalcin mRNA TSS富集水平降低(P<0.05)。结论 在AIS患者中,BMSCs中Osteonectin、BMP2-Wnt/β-catenin的表达以及成骨分化水平与AIS疾病的发展呈负相关。Osteonectin通过激活BMP2-Wnt/β-catenin信号通路,促使β-catenin转录激活成骨分化相关基因,从而促进BMSCs的成骨分化。

miR-149-3p靶向调节Akt1介导牙周膜干细胞成骨分化的作用机制研究

目的探讨miR-149-3p靶向调节蛋白激酶B(protein kinase B,Akt1)介导牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)成骨分化的作用及机制。方法选取2022-01月在作者医院口腔科就诊的18~25岁患者因正畸而拔除的前磨牙或第三磨牙,分离牙周膜组织,提取人PDLSCs。免疫组织化学染色法检测角蛋白(pan-cytokeratin)和波形蛋白(vimentin)鉴定人PDLSCs。将人PDLSCs分为对照组、空载组、miR-149-3p inhibitor组和miR-149-3p mimic组。对照组人PDLSCs不进行处理,空载组、miR-149-3p inhibitor组和miR-149-3p mimic组按Lipofectamine 3000说明书方法分别将空载质粒和miR-149-3p inhibitor、miR-149-3p mimic转染到人PDLSCs。实时荧光逆转录聚合酶链反应(real-time reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)检测细胞内miR-149-3p、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、Akt1 mRNA表达;Western blot检测细胞内ALP、Runx2、Akt1蛋白表达。采用Fluo-3 AM探针检测细胞内钙离子。结果免疫组织化学结果显示,人PDLSCs二氨基联苯胺(diaminobenzidine,DAB)染色vimentin呈阳性,pan-cytokeratin呈阴性,提示PDLSCs提取成功。与对照组和空载组相比,miR-149-3p inhibitor组miR-149-3p表达显著降低,ALP、Runx2、Akt1 mRNA和蛋白表达、细胞内钙离子荧光强度均显著升高(P均<0.05);miR-149-3p mimic组miR-149-3p表达显著升高,ALP、Runx2、Akt1 mRNA和蛋白表达、细胞内钙离子荧光强度均显著降低(P均<0.05)。与miR-149-3p inhibitor组相比,miR-149-3p mimic组miR-149-3p表达显著升高,ALP、Runx2、Akt1 mRNA和蛋白表达、细胞内钙离子荧光强度均显著降低(P均<0.05)。对照组与空载组各指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论过表达miR-149-3p可靶向抑制Akt1蛋白的表达,从而抑制成骨标志物ALP和Runx2表达,降低人PDLSCs内钙离子浓度,不利于人PDLSCs成骨分化。

HA复合β-TCP在新西兰兔上颌窦提升术中的成骨及成血管效果

目的探讨羟基磷灰石(HA)复合β-磷酸三钙(TCP)对新西兰大白兔上颌窦提升术中的成骨和成血管的影响。方法细胞实验部分,提取新西兰大白兔的骨髓间充质干细胞(BMSCs);将细胞分为空白组(不进行任何处理)、对照组(细胞的培养基中添加1%的β-TCP后培养)、实验组(细胞的培养基中添加1%的HA复合β-TCP材料);CCK-8实验检测HA复合β-TCP材料对BMSCs的生长活性的影响,茜素红、碱性磷酸酶染色检测HA复合β-TCP材料对BMSCs的成骨分化的影响。将生理盐水、1%β-TCP、HA复合β-TCP材料依次应用到空白组、对照组、实验组新西兰大白兔的上颌窦提升术中;免疫组化检侧各组标本中的微血管密度(MVD),Western印迹检测各组标本中成骨相关蛋白成骨基因特异性转录因子(Runx)2、骨桥蛋白(OPN)及血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平。结果与空白组相比,实验组、对照组细胞的生长活性无明显差异(P>0.05),实验组、对照组细胞矿化结节数量、碱性磷酸酶的阳性比例明显升高(P<0.05);与对照组相比,实验组细胞矿化结节数量、碱性磷酸酶的阳性比例明显升高(P<0.05);与空白组相比,实验组、对照组上颌窦组织中的MVD明显增多,上颌窦组织中Runx2、OPN、VEGF表达明显升高(均P<0.05),与对照组相比,实验组上颌窦组织中的MVD明显增多,上颌窦组织中Runx2、OPN、VEGF表达明显升高(均P<0.05)。结论HA复合β-TCP材料能明显增强BMSCs体外成骨的分化及成血管效用,增强新西兰兔上颌窦提升术中的成骨及成血管效果。

磁场成骨效应在口腔领域的应用及机制研究进展

磁场是一种安全、无创的物理治疗方法。大量研究证实磁场具有良好的成骨效应,在加速正畸牙移动、促进种植体骨整合、促进骨折愈合和提高牵张成骨效果等方面有一定的临床应用价值,有望成为治疗口腔疾病的一种有效辅助手段。为更好地将磁场应用于临床,本文就磁场在口腔领域的应用、对骨组织细胞的生物学效应和磁场调控骨代谢的分子机制三方面进行综述。磁场对骨组织细胞的生物学效应主要体现为促进成骨细胞和间充质干细胞的成骨,降低骨细胞的凋亡率,对破骨细胞的影响则尚无定论。在分子层面,骨组织细胞感应并响应磁刺激,磁信号经位移电流、洛伦磁力和自由基对效应等机制转变为生物可识别的电信号,进而激活下游P2嘌呤能受体、腺苷受体信号通路、转化生长因子-β受体信号通路、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)和Notch通路等信号网络。此外,本文还探讨了影响磁场成骨效应的因素——磁场参数,以期为临床医生提供参考。然而,磁场成骨效应的作用机制目前尚未明确,继续深入研究磁场的作用机制可为骨组织再生和牙周组织再生提供有效策略。另外,聚焦磁场的作用靶点,将磁场与其他药物联合应用,可为口腔疾病的治疗提供新思路。

牵张力对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的作用及机制研究

目的:探讨牵张力作用对小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化能力的影响及作用机制。方法:原代分离并培养小鼠BMSCs,并将BMSCs分为对照组、牵张力作用6 h组、牵张力作用12 h组和牵张力作用12 h+雷帕霉素(Rap)组,采用多单元细胞拉伸装置施加动态牵张力进行干预。生化法检测细胞中碱性磷酸酶(ALP)活性;ELISA法检测细胞培养液上清中骨膜蛋白(POSTN)含量;RT-qPCR检测细胞中Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨钙素(OCN)、Osterix和骨桥蛋白(OPN)mRNA表达水平;Western blot检测细胞中RUNX2、OCN、Osterix、OPN、POSTN、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白表达水平。结果:与对照组比较,牵张力作用6 h组和12 h组细胞中ALP活性及RUNX2、Osterix、OCN和OPN mRNA表达水平均显著升高(均P<0.05),上清液POSTN含量、细胞中POSTN蛋白及p-mTOR/mTOR蛋白比值也显著升高(均P<0.05),且牵张力作用12 h组更明显。与牵张力作用12 h组比较,牵张力作用12 h+Rap组细胞中ALP活性和RUNX2、OCN、Osterix、OPN mRNA及蛋白表达水平均显著降低(均P<0.05),而细胞培养液上清中的POSTN含量无明显差异(P>0.05)。结论:牵张力通过介导POSTN表达调控mTOR信号通路激活,从而促进BMSCs成骨分化。