核心结合因子过表达定向诱导脂肪组织来源干细胞体内、外成骨

目的:探讨脂肪组织来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)和核心结合因子(Core Binding Factor Alpha 1,Cbfa1)的成骨潜能及其应用于基因增强的骨组织工程临床治疗的可能性。方法:利用重组了Cbfa1的腺病毒载体在ADSCs中过表达Cbfa1。采用Realtime RT-PCR定量检测成骨特异性基因和成脂特异性基因的表达变化。同时采用Von Kossa染色观察Cbfa1过表达后21天ADSCs内钙盐的沉积情况。在体内实验中,裸鼠右下肢肌肉内注射Cbfa1基因修饰的脂肪来源干细胞,8周后,采用石蜡切片(HE和甲苯胺蓝染色)检测软骨和骨的生成情况。结果:Cbfa1转染后3天,ADSCs中检测到Cbfa1 RNA表达,及骨钙素、骨桥素、I型胶原表达,同时脂蛋白脂酶表达下降。Vocassa染色证明,转染Cbfa1后,ADSCs细胞基质中的钙盐沉积显著增加。体内实验8周后,注射Cbfa1基因修饰的脂肪来源干细胞的肌肉内有明显的软骨和骨组织形成。结论:Cbfa1过表达可定向诱导ADSCs体外钙盐沉积和体内成骨,可作为基因增强的骨组织工程中有潜力的治疗基因和载体细胞。

Hedgehog信号通路调控骨形成及BMSCs成骨分化的研究进展

目的综述Hedgehog信号通路对骨形成及BMSCs成骨分化的调控及其分子机制。方法查阅近年来Hedgehog通路在体内、体外及离体研究中对骨形成及BMSCs成骨分化调控的相关文献,并对其作用机制进行分析总结。结果 Hedgehog信号通路在体外研究中可通过激活下游关键分子Smoothened(Smo)及Gli1促进BMSCs成骨分化,并可通过IGF激活m TORC2-Akt信号产生类似作用;Hedgehog信号特殊结构鞭毛内运输蛋白80通过激活经典Hh-Smo-Ptch1-Gli信号、抑制非经典Hh-Gαi-Rho A应力纤维信号,调节成骨细胞的分化;应用新型Hedgehog信号激动剂Oxy133可激活Hedgehog信号。Hedgehog信号还可协同BMP及Wnt信号通路调控成骨关键分子Runx2促进细胞的成骨分化和基质矿化,并在体内研究及骨移植模型中促进骨形成及骨缺损修复愈合。结论 Hedgehog信号通路通过对自身或对其他信号及关键分子的调节对骨形成及BMSCs成骨分化进行调控,对Hedgehog信号进行靶向调控或可作为治疗某些骨相关疾病(如骨质疏松症和骨折愈合)的潜在研究方向及新靶点。