富勒烯及其衍生物应用于骨科领域的研究进展

富勒烯（Fullerene）及其衍生物自被发现以来，以其独特的结构和无可比拟的理化性质，在生物医学研究中得到了广泛应用。富勒烯的生物学特性主要体现在对自由基的吸附清除作用和强抗氧化性，被赞誉为＂自由基海绵＂。诸多研究结果表明，活性氧自由基（ROS）调节了细胞增殖、分化、凋亡等细胞功能。在骨科领域，ROS则与细胞成骨分化、骨性关节炎关节软骨退变、类风湿关节炎炎症的介导、骨坏死、骨质疏松、椎间盘退变等疾病发生机制密切相关。富勒烯及其衍生物通过影响ROS水平，间接达到不同的生物学目的。现从生理和疾病产生的机制入手，就富勒烯C60及其衍生物在骨组织干细胞工程、非化脓性关节炎、骨质破坏、椎间盘退变及其诱发腰痛等方面的研究进展进行综述。

富勒醇拮抗地塞米松诱导的骨髓间质干细胞氧化应激和成脂分化

目的 观察地塞米松（DEX）对骨髓间质干细胞（D1细胞系）成脂分化和成骨分化的影响,并探讨抗氧化剂富勒醇的干预作用.方法 将D1细胞随机分为：对照组、DEX组、DEX±谷胱甘肽组、DEX±富勒醇组,分组孵育细胞14d后,采用流式细胞仪检测细胞内活性氧簇（ROS）的含量；孵育21d后用油红O染色检测细胞的成脂分化；实时定量聚合酶链反应（Real-time PCR）检测aP2、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）、核心结合蛋白因子-2（Runx2）、骨钙素、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶基因的表达.结果 第14天,同对照组比较,经地塞米松处理的细胞中,染色阳性细胞的百分率由91.0％增加到94.7％,染色阳性细胞最低的为经1.0μmmol/L富勒醇处理组.第21天,经DEX处理组的吸光度值为0.439±0.015,较对照组（0.169 ±0.020）及同时应用抗氧剂组均高.最低的为经1.0 μmmol/L富勒醇处理组.DEX明显增加D1细胞中aP2和PPARγ基因的表达,降低Runx2、骨钙素、SOD和过氧化氢酶基因的表达,增加ROS水平,促进成脂分化,富勒醇可明显拮抗DEX诱导的上述效应.结论 富勒醇可能通过降低氧化应激水平,进而减少成脂分化、增加成骨分化.

促肾上腺皮质激素对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的观察促肾上腺皮质激素(ACTH)对小鼠骨髓间充质干细胞(D1细胞系)成骨分化的影响。方法将D1细胞分成6组,对照组、对照组+低浓度ACTH组、对照组+高浓度ACTH组、成骨组、成骨组+低浓度ACTH组、成骨组+高浓度ACTH组;各组孵育细胞6 d后通过茜素红染色法评价成骨分化;分别孵育细胞1、3、6 d后,采用聚合酶链反应(PCR)技术定量分析核心结合蛋白因子-2(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)、黑皮质素受体-3(MC3R)和血管内皮生长因子a(VEGFa)成骨相关基因的表达水平;孵育细胞3、6 d后,采取蛋白质印迹法(Western blot)技术分析成骨分化相关基因Runx2和骨涎蛋白(BSP)表达水平。两样本均数比较采用独立样本t检验,多样本均数比较采用单因素方差分析。结果RT-PCR检测结果发现,第3天成骨组+高浓度ACTH(1×10^(-8)mol/L)组黑色素3蛋白受体(MC3R)表达(1.33±0.01)低于成骨组(1.82±0.11),差异有统计学意义(t=5.039,P<0.05);第6天成骨组+高浓度ACTH(1×10^(-8)mol/L)组Runx2表达(0.72±0.01)低于成骨组(1.16±0.08),差异有统计学意义(t=5.542,P<0.05);成骨组+高浓度ACTH(1×10^(-8)mol/L)组血管内皮生长因子(VEGFa)表达(0.58±0.02)显著低于成骨组(2.23±0.06),差异有统计学意义(t=7.238,P<0.05);成骨组+高浓度ACTH(1×10^(-8)mol/L)组茜素红染色吸光度(A)值(0.270±0.012)显著低于成骨组(0.361±0.015),差异有统计学意义(t=4.435,P<0.05);在蛋白水平,Runx2、BSP基因蛋白表达都有下降的趋势;成骨组+低浓度ACTH(1×10-9 mol/L)组茜素红染色A值(0.363±0.013)同成骨组(0.360±0.016)比较差异无统计学意义(t=1.345,P>0.05),且对成骨基因和蛋白表达作用差异无统计学意义。结论高浓度ACTH(1×10^(-8)mol/L)对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化有抑制作用,而且在基因和蛋白水平对成骨特异性转录因子Runx2有明显的抑制作用。