中国20～60岁男性腰3椎体松质骨生物学和生物力学参数的变化

目的:观察中国20～60岁男性腰3(L3)椎体松质骨密度和生物力学的变化。方法:取捐献的新鲜中国男性L3椎体32个,年龄20～60岁,分成20～、30～、40～和50～60岁4个年龄组,每组8个椎体。常规操作去除L3椎体周围软组织及附属结构,只保留椎体部分。沿椎体正中矢状面将椎体切成左右两半,均保留上下终板,制成规则试件,一部分行密度测量,另一部分行生物力学实验。结果:①随着年龄的增长,骨胶原交联能力下降,胶原纤丝粗细不等,走向一致,但排列松散、稀疏、紊乱,连接相邻较粗纤丝的更细的胶原纤丝的走向杂乱无章。②与20～岁组比较,30～60岁的L3椎体松质骨表观密度和体积比均逐渐减小(F=8.280、10.600,P均<0.001),但30～60岁各年龄组间差异无统计学意义(P>0.05)。③与20～岁组比较,50～60岁组的L3椎体松质骨弹性模量和极限应力均减小(F=4.330、9.800,P均<0.05)。结论:中国20～60岁男性椎体松质骨的密度、极限载荷和弹性模量逐渐减小,骨密度和生物力学随年龄的变化可能是中国男性骨质疏松和骨折危险性增加的根本原因。

抑瘤素M对人脐带间充质干细胞增殖和成骨分化的影响

目的:探讨抑瘤素M(OSM)对体外培养的人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)增殖及成骨分化的影响,阐明OSM是一种有效的成骨诱导活性因子。方法:体外培养hUCMSCs,流式细胞术检测第3代hUCMSCs表面标志物;CCK-8法测定不同剂量(0.1、1.0和10.0μg·L^-1)重组人抑瘤素M(rhOSM)处理后hUCMSCs的增殖活性。将hUCMSCs分为对照组、经典成骨诱导剂组和不同剂量(0.1、1.0和10.0μg·L^-1)rhOSM组,于成骨诱导第4、7和14天,采用BCIP/NBT法进行碱性磷酸酶(ALP)染色并定量检测细胞中ALP活性,茜素红染色法检测钙结节的生成情况并半定量分析细胞矿化活性,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测hUCMSCs中Runt相关转录因子2(Runx2)和OCN mRNA表达水平。结果:hUCMSCs符合间充质干细胞(MSCs)鉴定标准。rhOSM处理hUCMSCs 72 h,与对照组比较,10.0μg·L^-1 rhOSM组细胞增殖活性明显降低(P<0.05);处理96 h,与对照组比较,各剂量rhOSM组细胞增殖活性均明显降低(P<0.05),且各剂量rhOSM组组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。成骨诱导第4、7和14天,与经典成骨诱导剂组比较,各剂量rhOSM组细胞中ALP活性和Runx2 mRNA表达水平均明显升高(P<0.05);与0.1μg·L^-1 rhOSM组比较,1.0和10.0μg·L^-1 rhOSM组ALP活性和Runx2 mRNA表达水平明显升高(P<0.05);与成骨诱导第7天比较,诱导第14天各剂量rhOSM组细胞中ALP活性和Runx2 mRNA表达水平略降低,但差异无统计学意义(P>0.05)。成骨诱导第7、14和21天,与经典成骨诱导剂组比较,各剂量rhOSM组细胞矿化活性均明显升高(P<0.01);与0.1μg·L^-1 rhOSM组比较,1.0和10.0μg·L^-1 rhOSM组细胞矿化活性明显升高(P<0.05)。与经典成骨诱导组比较,各剂量rhOSM组OCN mRNA表达水平均明显升高(P<0.05);成骨诱导第7、14和21天,与0.1μg·L^-1 rhOSM组比较,1.0和10.0μg·L^-1 rhOSM组细胞中OCN mRNA表达水平明显升高(P<0.05),具有时间-剂量依赖性。结论:rhOSM通过上调Runx2和OCN的表达及增加成骨细胞ALP的活性和钙盐沉积促进hUCMSCs体外成骨分化,是一种有效的成骨诱导活性因子。

巴斯德毕赤酵母表达的人抑瘤素M发酵条件及发酵产物分析

目的:研究巴斯德毕赤酵母表达的人抑瘤素M(hOSM)大规模发酵条件。方法:利用hOSM毕赤酵母高表达菌株,于试管水平进行发酵pH条件的摸索,以补料分批培养方式在80L发酵罐中对hOSM工程菌进行3个批次的高密度发酵,控制和优化各种发酵条件,通过SDS-PAGE对发酵产物进行分析。结果:最终确定在pH 5.0的FM21培养基中扩增菌体,待菌体密度达190g.L-1时添加甲醇诱导,在发酵液pH 5.5的条件下,发酵温度稳定在28℃,通入空气的流量为2vvm,转速为650r.min-1,罐内压力为10P,溶解氧保持在25%左右,甲醇流加速度在9.3mL.h-1.L-1初始发酵液体积,诱导36h时结束发酵,hOSM占分泌总蛋白的28%,产量达到280mg.L-1。结论:应用hOSM工程菌能够进行稳定的发酵,为进行下一步生物学功能测定提供充足的物质基础。