自体骨髓间充质干细胞移植与纤维蛋白胶复合骨形态发生蛋白体内成骨的比较研究

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骨髓间充质干细胞和成纤维细胞的蛋白质组学比较

骨髓间充质干细胞和成纤维细胞的蛋白质组学比较

骨髓间充质干细胞和成纤维细胞的蛋白质组学比较word格式论文骨髓间充质干细胞和成纤维细胞的蛋白质组学比较作者,赵亮,魏旭峰,孙阳,陈瑜,易定华【摘要】目的,采用蛋白质组学方法研究人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)和成纤维细胞中的蛋白表达差异.方法,对hBMSCs和成纤维细胞的蛋白样本进行双向凝胶电泳分离,通过比较两种细胞的蛋白组学图谱,确定差异表达的蛋白点,而后对差异点进行基质辅助激光解析电离飞行时间质谱分析和蛋白数据库信息检索,最后选取其中的5种蛋白进行WesternBlot实验验证蛋白质组学的研究结果.结果,在hBMSCs和成纤维细胞中鉴定出29种差异表达蛋白,其中有17种蛋白在两种细胞中有显著差别地表达,另外12种蛋白在两种细胞中有相同丰度地表达.WesternBlot 的实验结果进一步验证了蛋白质组学分析的结果.结论,hBMSCs与成纤维细胞中蛋白的差异表达体现了两种细胞在细胞形态、结构和功能上的异同性,这对于研究hBMSCs向成纤维细胞分化以及应用 hBMSCs构建组织工程瓣膜具有重要意义.【关键词】骨髓间充质干细胞成纤维细胞蛋白质组学【Abstract】AIM:TofindoutthedifferencesandsimilaritiesontheprotEinexpressionsbetween humanbonemarrowmesenchymalstemcells(hBMSCs)andhumanfibroblasts,word格式论文whichhavedifferentcellcharacteristicsandsimilarcellmorphology.METHODS: TheprotEInextractswereobtainedfromhBMSCsandfibroblasts,andseparatedbytw o-dimensionalgelelectrophoresis(2-DE).Andthenthedifferentialproteinspotswereidentifiedbymatrix-assistedlaserdesorptionionization-timeofflight-massspectrometry(MALDI-TOF-MS).TheresultsfromsimultaneousproteomicprofilingwerefurthervalidatedbyWe sternBlotofselectedproteins.RESULTS:Twenty-ninedifferentialproteinsweresuccessfullyidentifiedinhBMSCsandfibroblasts .Amongthem,17proteinswereexpressedsignificantlydifferentlyinhBMSCsfromth atinfibroblasts,andanother12proteinsequallyexpressedinthe2typesofcells.C ONCLUSION:ThedifferentialproteinexpressionsbetweenhBMSCsandfibroblastspr ovideanewinsightintothedifferentialcellstructuresandfunctionsbetweenthe2 typesofcells,whichmightbevaluableforfurtherstudyoffibroblastsdifferentia tionfromhBMSCsandtheapplicationofhBMSCsforcreatingtissueengineeredheartv alvesinthefuture.【Keywords】bonemarrowmesenchymalstemcells,fibroblasts,proteomics0引言骨髓间充质干细胞,BMSCs,是目前理想的组织工程瓣膜间质细胞的种子细胞,相对于血管来源的种子细胞,MSCs具有获取方便、多向分化潜能, 以及独特的免疫特性,能够在同种异体微环境中组织中产生免疫耐受的优点,1-2,.该研究拟全面比较hBMSCs和成纤维细胞中蛋白表达的差异,进一步word格式论文在蛋白水平理解两种在细胞结构和功能差异.这对今后研究hBMSCs在体外向成纤维细胞的分化诱导,以及应用hBMSCs构建组织工程瓣膜是非常必要的.1材料和方法1.1材料人骨髓来源于本院骨髓穿刺室,经过骨髓细胞学检查排除了血液系统的恶性疾病.人成纤维细胞,HDF,是购自CellApplications公司,/index.htm,.细胞分离、培养的主要试剂,Percoll 淋巴细胞分离液(密度为1.073g/mL),DMEM/F12,低糖,,磷酸盐缓冲液(PBS),硫酸链霉素、青霉素,均自Gibco,USA,,胎牛血清,CD34,CD44,CD29和CD105抗体,Sigma,USA,.双向凝胶电泳的主要试剂,尿素、硫脲和甘油,均自Sigma,USA,,CHAPS(美国Merck),两性电解液、IPG预制胶条(pH3,10,130mm)和碘乙酰胺,均自Bio,Rad,USA,,Bradford蛋白质检测试剂盒(上海申能博彩生物科技有限公司).WesternBlot实验所用抗体,Sigma,USA,.1.2方法(1)细胞培养和hBMSCs的鉴定:骨髓经肝素钠生理盐水(1200U/mL)肝素化后,PBS液洗涤、离心,弃掉骨髓中的脂滴等杂质,而后采用Percall淋巴细胞分离液进行密度梯度离心,获得的单核细胞静置培养于DMEM/F12培养液,含100mL/L 的胎牛血清,2mmol/L谷氨酰胺(Bio-Whittaker)和50U/mL青霉素,50mg/mL庆大霉素.原代细胞在2,3d可见少量贴壁细胞,细胞形态多样、不均一,继续培养,细胞多呈梭形,漩涡样或放射状平行排列,形成较多的细胞集落.10,14d后细胞即达80%,90%融合,传代后细胞集落消失,细胞均匀分布,平行排列,较紧密,3,4d即可传1代.当hBMSCs扩增至第3代时,采用流式细胞术分析hBMSCs的表面分子.细胞不表达造血标志CD34,CD45,而强表达CD29,CD105,阳性率分别为99.4%和99.5%,3-4,.同时,在培养的第word格式论文3代细胞体系中加入成骨细胞和脂肪细胞诱导剂,可成功地诱导向成骨细胞和脂肪细胞分化,5,.这表明分离培养的细胞为具有多向分化能力的hBMSCs.成纤维细胞在上述细胞培养液中进行常规培养和扩增.,2,hBMSCs和成纤维细胞的双向凝胶电泳,2-DE,,将hBMSCs和成纤维细胞细胞分别悬于裂解液(8mol/L尿素,40mL/L的CHAPS,40mmol/LTris,适量PMSF)中,混匀后用液氮反复冻融,再加入适量RNA酶和DNA酶,冰浴20min.4?离心(14000g,30min),收集上清液.用Bradford法测定蛋白含量,其余蛋白样品在-80?中保存.双向凝胶电泳,2,DE,分离细胞蛋白提取物,第一向固相PH梯度等电聚焦(IEF),取适量蛋白样品与水化上样缓冲液(8mol/L尿素+40g/L的CHAPS+20mmol/LDTT+5μL/LIPG缓冲液+痕量溴酚蓝)混合,银染检测时蛋白质的上样量为100,200μg,考染检测时的上样量为800,1500μg,上样总体积350μL.按程序等电聚焦结束后,将胶条在平衡液?(6mol/L尿素+375mmol/LTris+20g/L的甘油+20g/L的SDS+20g/L的DTT)中平衡10min,清洗后再置入平衡液?(6mol/L尿素+375mmol/LTris+200g/L的甘油+20g/L的SDS+100mmol/L碘乙酰胺)中平衡10min.第二向垂直平板电泳,SDS2PAGE,,将胶条移至130mL/L的丙烯酰胺胶上分离.参照文献 ,6,的方法对凝胶进行银染并扫描成像,.3,图像分析,凝胶用AGFADuoScanT1200凝胶图像扫描仪扫描,比较分析hBMSCs和成纤维细胞全蛋白凝胶数字化图像,比对分析采用ImagingMaster2DElite5.0软件完成.确定有显著性差别的蛋白表达丰度比值标准为n,2或n,0.5.,4,质谱分析及数据库检索,对选取的蛋白点进行胶内酶切,提取多肽混合物,纯化后,取1μL溶液和等体积饱和基质溶液混合,加至不锈钢靶上,室温干燥,采用基质辅助激光解吸飞行时间质谱分析法,MALDI-TOF-MS,检测蛋白多肽.通过两种检索引擎Aldente(SCs和成纤维细word格式论文胞蛋白质组学研究的可靠性,从中选取5种差异表达的蛋白,α-smoothmuscleactin,α-SMA,,enolase1,vimentin,60SacidicribosomalproteinP0andcofilin-1,进行蛋白质印迹(WesternBlot)分析.各取两种细胞进行蛋白质组学分析的蛋白样品于100?变性5min.在具有10道双垂直电泳槽内每孔内加入60μg蛋白质,120ml/LSDS-PAGE电泳,转膜,50ml/L脱脂牛奶封闭2h,杂交一抗,4?过夜.PBST洗膜3次,每次10min.杂交二抗,室温摇床上1h,PBST洗膜3次,每次10min,DAB试剂盒显色.运用BandScanV5.0软件对免疫反应条带进行定量分析.统计学处理,资料用SPSSV10.0数据处理软件包进行统计学处理.计量资料以x?s表示,P0.05为有统计学意义.2结果2.1hBMSCs和成纤维细胞蛋白的差异表达hBMSCs和成纤维细胞全蛋白提取后,进行双向凝胶电泳分析,共进行3次实验得到银染结果,两张电泳图谱的蛋白斑点分布模式有相似性,图1,.1,17,两种细胞中不同表达丰度的蛋白;18,29,两种细胞有相同表达丰度的蛋白.图1hBMSCs(A)和人成纤维细胞(B)的双向凝胶电泳图,略,3次重复实验结果经ImagingMaster2DElite510软件分析,发现hBMSCs可以检测到782?65个点,成纤维细胞可以检测到760?57个点,这些蛋白质等电点和相对分子质量分布范围较广,但大多数集中于pH4,8,相对分子质word格式论文量15,100ku区域.对其中29个稳定表达的差异蛋白质斑点进行切割,用胰蛋白酶消化后进行MALDI-TOF-MS分析,通过UniProtKB/Swiss-PROT和NCBInonredundantproteindatabases蛋白数据库搜索,成功地鉴定出29种差异表达的蛋白,其中1,17种蛋白为两种细胞中有显著差别表达的蛋白点,18,29种蛋白为两种细胞中有相同丰度表达的蛋白点,表1,.表1hBMSCs和成纤维细胞中表达的29种蛋白,略,a,9.1,b,2.0,c,2.2,在hMBSCs中表达高出倍数,,d,10.5,在成纤维细胞中的表达高于的倍数,.2.2WesternBlot结果为验证双向电泳分析的准确性,选取其中的5种蛋白,α-平滑肌肌动蛋白,enolase1,vimentin,60SacidicribosomalprotEinP0andcofilin-1作进一步的蛋白质印迹分析,5种蛋白表达量比较与双向凝胶电泳蛋白表达丰度的比较结果一致,图2,.图2hBMSCs和人成纤维细胞中5种蛋白的WesternBlot结果,略,3讨论hBMSCs是目前理想的组织工程瓣膜的间质种子细胞,成纤维细胞较肌成纤维细胞对于维持正常心脏瓣膜的结构和功能具有更重要的意义,7-10,.但尚不清楚hBMSCs向成纤维细胞进行分化的机制, 应用 hBMSCs构建的组织工程瓣膜均需移植入动物体内后一段时间才能完成组织工程瓣膜的成纤维细胞表型和基质的最后重塑.但是,有研究表明组织工程产品在体内复杂的生物word格式论文环境中重塑会存在个体差异性,11,,可能会导致组织工程瓣膜不能被很好的重塑而导致再次衰败.因此,通过比较hBMSCs和成纤维细胞中的蛋白表达差异,从细胞的蛋白水平理解两种细胞的结构和功能上的差异,对于研究在体外诱导hBMSCs向成纤维细胞分化,以及应用hBMSCs构建TEHV是非常必要的.hBMSCs最初被定义为骨髓中在体外能够粘附生长、增殖和具有自我更新和多向分化能力的“成纤维细胞”样细胞,5,,它们在形态上和成纤维细胞非常的相似.免疫细胞化学分析显示hBMSCs具有肌成纤维细胞样的表型特点,7-8,.通过流式细胞分析技术研究,一系列的表面分子在hBMSCs中被发现,3-4,,然而,有研究发现那些细胞表面分子在成纤维细胞表面有同样的表达.此后,进一步通过基因组学的方法研究发现,在两种细胞中确实存在一些差异基因.蛋白质组,作为细胞基因组的最后表达,能够更详尽、更直接地描述细胞的结构和功能特点,12,.我们第一次采用比较蛋白质组学的方法研究了hBMSCs和人成纤维细胞的蛋白表达差异.采用2-DE分离细胞蛋白样本,银染凝胶,而后挖取蛋白点进行质谱分析仍是目前有效的蛋白质组学研究方法.在这项研究中,通过比较hBMSCs和成纤维细胞蛋白的2-DE图谱,对其中29个稳定表达的差异蛋白质斑点进行了质谱分析、鉴定,相应蛋白数据库信息检索和功能分析.在hBMSCs和成细胞中具有等量高丰度的表达.这种蛋白在两种细胞中的相同表达显示了两种细胞在形态和组织来源上相似性.为了验证蛋白组结果的可靠性,我们进行鉴定、分析的29种差异蛋白中,选出5种蛋白进行了word格式论文WesternBlot实验.两种实验得出了相同的结果,进一步证实采用蛋白质组学方法在蛋白水平研究细胞的形态、结构和功能的可靠性,13,.实验通过分析hBMSCs和成纤维细胞中的蛋白差异表达清楚看到了两种细胞性质不同的hBMSCs和成纤维细胞在形态、结构和功能上异同性.这些结果对于我们今后研究hBMSCs向成纤维细胞分化和应用hBMSCs构建TEHV 是非常有意义的.【参考文献】,1,ProckopDJ.Marrowstromalcellsasstemcellsfornonhematopoietictissues,J, .Science,1997,276:71-74.,2,LiechtyKW,MackenzieTC,ShaabanAF,etal.Humanmesenchymalstemcellsengraf tanddemonstratesite-specificdifferentiationafterinuterotransplantationinsheep,J,.NatMed,2000 ,6:1282-1286.,3,BrentonS,Nathalie,B,TeresaOS,etal.MesenchymalStemCells,J,.ArchMed Res,2003,34:565-571.,4,HaynesworthSE,BaberMA,CaplanAI.Cellsurfaceantigensonhumanmarrow-deri word格式论文vedmesenchymalcellsaredetectedbymonoclonalantibodies,J,.Bone,1992,13:69-80.,5,FriedenstEInAJ,ChailakhyanRK,LalykinaKS. The developmentoffibroblastcoloniesinmonolayerculturesofguineapigbonemarrowa ndspleencells,J,.CellTissueKinet,1970,3:393-402.,6,CandianoG,BruschiM,MusanteL,etal.Bluesilver:avery-sensitivecolloidalCoomassieG-250stainingforproteomeanalysis ,J,.Electrophoresis,2004,25:1327-1333.,7,HoerstrupSP,KadnerA,MelnitchoukS,etal.Tissueengineeringoffunctionalt rileafletheartvalvesfromhumanmarrowstromalcells,J,.Circulation,2002,106:1143-1150.,8,AlexanderK,SimonPH,GregorZ,etal.Anewsourceforcardiovasculartissueeng ineering:humanbonemarrowstromalcells,J,.EurJCardiothoracSurg,2002,21:1055-1160.word格式论文,9,ReyesM,LundT,LenvikT,etal.Purificationandexvivoexpansionofpostnatalh umanmarrowmesodermalprogenitorcells,J,.Blood,2001,98:2615-2625.,10,PittengerMF,MackayAM,BeckSC,etal.Multilineagepotentialofadultmesench ymalstemcells,J,.Science,1999,284:143-147.,11,McBreartyBA,ClarkLD,ZhangXM,etal.Geneticanalysisofamammalianwound-healingtrait,J,.ProcNatlAcadSciUSA,1998,95:11792-11797.,12,BlackstockWP,WeirMP.Proteomics:quantitativeandphysicalmappingofcellu larproteins,J,.TrendsBiotechnol,1999,17:121-127.,13,PanepucciRA,SiufiJL,SilvaWAJr,parisonofgeneexpressionofumbil icalcordveinandbonemarrow-derivedmesenchymalstemcells,J,.StemCells,2004,22:1263-1278.。

间充质干细胞治疗骨关节炎的研究进展

间充质干细胞治疗骨关节炎的研究进展

间充质干细胞治疗骨关节炎的研究进展作者:张旭丰哲李富涛陈禺崔真伟来源:《风湿病与关节炎》2020年第11期【摘要】骨关节炎是以关节疼痛、僵直畸形及功能障碍为主要临床表现的疾病,关节软骨退变及损伤是其最根本的病变。

目前,骨关节炎临床治疗效果并不理想,手术治疗具有高风险、高费用及术后并发症等一系列问题,大部分保守治疗只能缓解症状。

随着医疗水平不断提高,通过干细胞及细胞因子修复受损软骨是目前治疗骨关节炎的一种新思路,故对近年来间充质干细胞治疗骨关节炎的研究进行综述。

【关键词】骨关节炎;软骨细胞;软骨修复;间充质干细胞;研究进展;综述骨关节炎(osteoarthritis,OA)作为一种最常见的骨关节疾病,已成为医学领域面临的一大难题,现有的临床治疗效果并不理想,只能起到缓解病情的作用。

随着骨组织工程和软骨再生医学领域的迅速发展,利用干细胞及细胞因子已逐渐成为治疗OA的一种新方法。

其中,间充质干细胞(MSC)以其来源广泛、获取创伤小、繁殖能力强、具有良好的软骨分化潜能等优势,已成为治疗OA的重点研究细胞,有望在OA的治疗中发挥重要作用。

本文主要介绍基于MSC的软骨修复作用治疗OA的研究现状及应用前景。

1 OA与软骨修复OA是以软骨退行性变、消失,以及关节边缘韧带附着处和软骨下骨反应性增生形成骨赘,并由此引起关节疼痛、僵直畸形和功能障碍为主要病理改变的慢性骨关节疾病,又称退行性关节炎、增生性关节炎、肥大性关节炎等。

目前,OA的发病机制尚未完全阐明,相关研究显示,老龄化、体质量指数(BMI指数)超常、持续劳损、关节创伤、畸形、遗传因素、细胞因子异常、关节内微环境异常、生物力学改变等因素都与OA的发病密切相关[1]。

关节软骨退变及损伤是其最根本的病变。

关节软骨是构成关节表面的主要部分,具有承受重力、缓冲压力及润滑关节等作用。

软骨被破坏后,两骨端直接接触,反复摩擦产生炎症,软骨下骨及滑膜也随之改变[2]。

由关节磨损或创伤引起的关节软骨缺损,根据是否延伸至软骨下骨可分为部分或全部厚度损伤[3],这些缺损会导致软骨阐明退化,最终形成OA,导致患者关节剧烈疼痛、畸形、活动障碍,甚至残疾,生存质量严重下降。

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展作者:刘剑伟蒋卫平来源:《中国医学创新》2020年第17期【摘要】关节软骨缺损的再生修复是现代骨科临床面临的巨大挑战之一。

由于软骨组织的无血管性质,其再生或修复能力有限,因此需要适当的材料系统,在物理、机械、组织学和生物学方面重新调整天然软骨组织的功能,促进软骨再生。

目前包括基因治疗在内的组织工程技术正在成为软骨治疗的关键方法之一,并且为许多软骨创伤和疾病的治疗带来了新的曙光和更好的结果。

本文综述和总结了组织工程技术在治疗关节软骨缺损方面的研究进展。

【关键词】组织工程修复关节软骨缺损[Abstract] The regeneration and repair of articular cartilage defects is one of the great challenges faced by clinicians. Due to the vaseless nature of cartilage tissue, its ability to regenerate or repair is limited, and appropriate material systems are needed to facilitate cartilage regeneration by physically, mechanically, histologically, and biologically readjusting the function of natural cartilage tissue. At present, tissue engineering techniques including gene therapy are becoming one of the key methods of cartilage therapy and bringing new light and better results to the treatment of many cartilage injuries and diseases. This paper reviews the progress of tissue engineering in the treatment of articular cartilage defects.[Key words] Tissue engineering Repair Articular cartilage defectFirst-author’s address:Nanning Second People’s Hospital, Nanning 530031, Chinadoi:10.3969/j.issn.1674-4985.2020.17.041關节炎及外伤所致的软骨缺损常常导致关节疼痛,由于软骨组织本身的无血管特性,软骨缺损后常常难以自身修复,因此软骨缺损目前已成为临床治疗的难题之一[1]。

人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达

人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达

人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达目的:系统研究人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)体外成骨诱导分化过程中成骨相关基因的表达变化。

方法:应用密度梯度离心法分离hBMSCs,取第2代细胞通过流式检测及多向诱导分化方法进行干细胞鉴定;应用RT-PCR法对hBMSCs在体外成骨诱导不同时间点的成骨相关基因表达进行检测。

结果:第2代hBMSCs表达间充质干细胞表面标志CD44、CD90,具有成脂和成骨分化潜能。

成骨相关基因在诱导早期部分表达,中期均有表达,基因表达大部分在14天达高峰,与矿化相关的基因表达在21天达高峰。

结论:hBMSCs体外成骨诱导过程中成骨相关基因呈动态表达,其表达时序与成骨细胞生理发育基本相似。

Abstracts:ObjectiveTo investigate the osteogenic related genes expression during in vitro osteogenic differentiation of human bone mesenchymal stem cells (hBMSCs).MethodshBMSCs were isolated by density gradient centrifugation. Surface markers and cell cycle were analyzed by flow cytometry. The multiple differentiation potential of hBMSCs were identified using in vitro osteogenic and adipogenic induction. The osteogenic related genes expression of hBMSCs at different induction time point were evaluated by semiquantitative RT-PCR analysis.ResultsThe hBMSCs were derived from bone marrow and expressed CD44 and CD90, markers of mesenchymal stem cell. The second passage of hBMSCs showed adipogenic and osteogenic differentiation potential. During the osteogenic induction process,hBMSCs expressed part of osteogenic related genes in early stage, and all of them in middle stage.The peak expression of most of genes were on the 14th day, and the mineralization associated genes on the 21st day. ConclusionsThe osteogenic related gene expression of hBMSCs shows a dynamic progress during in vitro osteogenic induction, which is consistent with in vivo development of osteoblast.Key words:hBMSCs;in vitro differentiation;osteogenic genes;expression pattern骨缺损的修补和重建是修复重建外科临床面临的常见问题。

骨髓间充质干细胞研究与应用概况

骨髓间充质干细胞研究与应用概况

骨髓间充质干细胞研究与应用概况于雷;高俊玲【摘要】骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMSCs)是当下热点研究对象之一。

1867年德国病理学家Cohnheim教授[1]在研究创口愈合过程中发现骨髓中存在一种非造血系统的多潜能细胞,但研究因为条件原因未能深入。

后来有研究者[2]在20世纪60年代开展一系列开创性研究,发现从骨髓中分离得到长梭状、成纤维细胞样的细胞群,在塑料培养皿中呈集落样贴壁生长;1987年,又发现这种骨髓单核细胞可在一定的条件下分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞。

培养增殖二十代后仍保有其多向分化的潜能。

于是把这种多能细胞称为间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)。

【期刊名称】《华北理工大学学报:医学版》【年(卷),期】2018(020)002【总页数】5页(P164-168)【关键词】骨髓间充质干细胞;肺纤维化;缺血性脑卒中【作者】于雷;高俊玲【作者单位】[1]华北理工大学基础医学院,河北唐山063000;[1]华北理工大学基础医学院,河北唐山063000;【正文语种】中文【中图分类】R329.2骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMSCs)是当下热点研究对象之一。

1867年德国病理学家Cohnheim教授[1]在研究创口愈合过程中发现骨髓中存在一种非造血系统的多潜能细胞,但研究因为条件原因未能深入。

后来有研究者[2]在20世纪60年代开展一系列开创性研究,发现从骨髓中分离得到长梭状、成纤维细胞样的细胞群,在塑料培养皿中呈集落样贴壁生长;1987年,又发现这种骨髓单核细胞可在一定的条件下分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞。

培养增殖二十代后仍保有其多向分化的潜能。

于是把这种多能细胞称为间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)。

骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白胶促进前交叉韧带重建后的腱-骨愈合

骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白胶促进前交叉韧带重建后的腱-骨愈合

骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白胶促进前交叉韧带重建后的腱-骨愈合朱乐全;卢剑华;冉俊岭;杨卫保;王辉【摘要】背景:骨髓间充质干细胞与纤维蛋白胶联合应用可提高前交叉韧带重建后的早期腱-骨界面断裂强度与刚度,促进移植物与骨隧道早期愈合.目的:探讨骨形态发生蛋白2基因转染骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白胶对前交叉韧带重建术后腱-骨愈合的影响.方法:将腺病毒载体Ad-GFP-骨形态发生蛋白2转染至骨髓间充质干细胞,48 h后检测GFP基因表达及骨形态发生蛋白2表达.将54只新西兰大白兔(购买于重庆市医学实验动物中心)随机分为空白组、实验组、对照组,每组18只,均建立前交韧带重建模型,实验组将基因转染48 h的骨髓间充质干细胞与纤维蛋白胶混合,注射至腱-骨界面;对照组将未转染的骨髓间充质干细胞与纤维蛋白胶混合,注射至腱-骨界面;空白组未注射任何材料.术后第4,8,12周分别获取股骨-移植肌腱-胫骨标本,进行组织学检测与生物力学检测.结果与结论:①转染48 h后,荧光显微镜下可见细胞表达绿色荧光,转染效率为(86.1±6.3)%;SP免疫组织化学检测细胞胞浆内骨形态发生蛋白表达阳性;Western-blot检测可见骨形态发生蛋白2阳性表达条带;②苏木精-伊红染色显示,实验组、对照组腱-骨愈合效果明显优于空白组,实验组腱-骨愈合效果优于对照组;③生物力学检测显示,实验组、对照组的最大载荷、刚度均强于空白组(P<0.05),实验组的最大载荷、刚度均强于对照组(P<0.05);④结果表明,骨形态发生蛋白2进一步增强了骨髓间充质干细胞复合纤维蛋白胶促进前交叉韧带重建后的腱-骨愈合效果.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2019(023)001【总页数】5页(P30-34)【关键词】前交叉韧带重建;骨形态发生蛋白2;骨髓间充质干细胞;纤维蛋白胶;腱-骨愈合;干细胞【作者】朱乐全;卢剑华;冉俊岭;杨卫保;王辉【作者单位】重庆市黔江中心医院·吉首大学附属黔江医院骨科,重庆市 409000;重庆市黔江中心医院·吉首大学附属黔江医院骨科,重庆市 409000;重庆市黔江中心医院·吉首大学附属黔江医院骨科,重庆市 409000;重庆市黔江中心医院·吉首大学附属黔江医院骨科,重庆市 409000;重庆市黔江中心医院·吉首大学附属黔江医院骨科,重庆市 409000【正文语种】中文【中图分类】R459.9;R394.20 引言 Introduction前交叉韧带在维持膝关节稳定性方面起着重要作用,一旦其受损,自愈能力极差,需进行前交叉韧带重建治疗,但腱-骨界面愈合过程复杂且缓慢,愈合强度较差,直接影响了患者术后早期康复,进而影响治疗效果[1-3]。

骨形态发生蛋白9的研究进展

骨形态发生蛋白9的研究进展

骨形态发生蛋白9的研究进展骨形态发生蛋白9(BMP-9)是转化生长因子超家族的成员之一,已知BMP 家族中成骨活性最强的成员;Smad蛋白在其信号传导中起重要作用;BMP-9腺病毒为载体表现出强大成骨能力;BMP-9还具有促进原始神经元乙酰胆碱的合成,调节造血干细胞,降低血糖等作用。

标签:骨形态发生蛋白9;信号通路;成骨作用;腺病毒骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,简称BMPs)是转化生长因子(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族的成员之一,在人体内由肝脏合成并分泌,具有多种生物学功能,尤其是骨诱导能力,现已成为了医学界的研究热点,特别是为难以突破的骨缺损修复问题提供了新的治疗方法,现阶段BMP 家族中的BMP-2和BMP-7以被成功应用到临床治疗中,并取得了良好的效果。

BMP-9又称GDF2(growth differentiation factor 2),是已知BMP家族中成骨活性最强的成员,因其骨诱导活性不会受到免疫反应的较大抑制,故也是该家族中唯一能在有免疫能力的活体动物体内显著诱导骨形成的成员。

目前研究已证实,动物模型中BMP-9可有效地修复骨缺损。

现阶段BMP-9 的成骨机制、成骨作用、表达纯化方法、载体及支架材料的选择已经成为目前研究工作的热点和重点。

1基本特征BMP9(也称GDF-2,growth differentiation factor 2)是BMPs 中的一种,主要由肝脏分泌并完成表达,其免疫原性较低,通常不会引起免疫排斥反应,只具有轻微的免疫刺激能力。

BMP9从结构上看为高度保守的糖蛋白,对核酸酶以及胶原酶等大部分蛋白酶不敏感,只对胰蛋白酶和糜蛋白酶敏感。

现已经证实BMP9具有诱导和维持胚胎神经元的类胆碱分化、调节葡萄糖和脂肪酸代谢、调节体内铁的动态平衡等多种重要功能,BMP-9通常会以前体和二聚体的形式存在,其在结构上不含有第7保守半胱氨酸这一特点与绝大多数TGF-β超家族成员相区别[1-2]。

骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术

骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术

骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术李凯【摘要】骨组织工程自20世纪80年代诞生以来,取得了飞速的发展,为临床上骨缺损的治疗带来新的希望.纵观骨组织工程研究的二十多年里,其构成的三大要素:种子细胞方面、支架材料方面和组织构建方面都取得了一定的进展.但是距离组织工程骨在临床中正式使用尚有一定距离,有待进一步的研究.本文就目前骨组织工程研究的现状及最新进展作一综述.%Bone tissue engineering has developed rapidly since the 1980s and brought new hope for the treatment of bone defects. Throughout twenty years, the three major elements of bone tissue engineering: seed cells, scaffolds and organizations to build have made great progress. However, there is still certain distance for tissue engineered bone to be used officially in clinic. In this paper, the current status of bone tissue engineering research and the latest developments are reviewed.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】骨组织工程;骨缺损;研究进展【作者】李凯【作者单位】哈尔滨医科大学附属第三医院骨科,黑龙江哈尔滨150081【正文语种】中文【中图分类】R681.2临床上由于各种原因导致的骨缺损很常见,然而修复骨缺损的惟一方法是通过骨移植来实现。

骨形态发生蛋白BMP和骨形成的研究进展

骨形态发生蛋白BMP和骨形成的研究进展

骨形态发生蛋白BMP与骨形成的研究进展1陈于东2陈锦平1义乌市中医院2浙江省人民医院1965年,Urist等人将脱钙牛骨基质植入皮下和肌内后发现能够诱导新骨形成,他们认为脱钙骨基质中存在能诱导骨生长的未知物质,称之为BMPs。

其后的研究表明BMPs是一组复合物,迄今为止,人们己经成功分离出了40余种这类蛋白质,而且通过DNA重组技术,人的9种不同的BMP (1-9)己经得到了清楚的解释。

Wozney等曾详细报道了BMP1、BMP2、BMP3的分子克隆和分子结构与活性的关系。

BMPs是一个重要的骨相关细胞因子家族,除BMP-1外均属于TGF-B超家族,可由间充质细胞、成骨细胞及软骨细胞产生。

BMPs家族的成员通过结合I型和II型丝氨酸2苏氨酸激酶受体发挥作用,BMPs是目前发现的唯一能在体内异位诱导化骨与软骨的细胞因子,能诱导未分化的间充质细胞分化为骨软骨母细胞并产生骨软骨基质,还能刺激成骨细胞和软骨细胞分化,在骨和软骨的生长和发育中起重要作用。

1 BMP-2的理化性质人类成熟的BMP-2是一种可溶的、低分子跨膜糖蛋白,分子量约为32Kd,包括N端疏水性分泌性引导序列、中间区域的前肽和C端成熟区。

具有活性的BMP-2分子是由两个相同亚基形成的二聚体,两个亚基之间以二硫键相连,它的C-端拥有七个高度同源性的半胱氨酸残基片段,其中六个半胱氨酸残基在多肽链内形成二硫键,依赖半胱氨酸二硫键维持特定构象并保持一定的生理活性,N-端的10个碱基序列是肝素的结合位点,与细胞外的肝素特异性结合,可影响BMP-2受体激活,并调节其生物活性。

Tabas等利用体细胞杂交株,用cDNA探针杂交技术确定了BMP-2基因定位于20p-12p。

2 内源性BMP来源BMP分布于各种动物的硬组织,且骨皮质含量高于骨松质,其它组织含量甚少,但内源性BMP 确切来源目前没有完整的结论,原位杂交分析和免疫组化研究发现BMP-2的mRNA可在骨组织和多种间充质组织中表达,如肢芽、心脏、和颌骨滤泡等,但BMP-2的mRNA在骨组织中表达水平比在其它组织高40倍。

骨髓间充质干细胞的研究进展

骨髓间充质干细胞的研究进展

骨髓间充质干细胞的研究进展【关键词】骨髓干细胞骨组织工程学研究内容要紧包括三方面a)种子细胞的研究;b)支架材料的研究;c)组织工程化骨的临床应用。

其中种子细胞是组织工程研究中首要的、最大体的环节。

作为骨组织工程的理想种子细胞,应具有以下特点:a)结构比较简单,是不具有特定性能的原始细胞;b)取材容易,对机体损伤小;c)体外培育增殖能力强;d)可在必然条件下向特定方向转化;e)稳固表达到骨细胞表型;f)植入人体后能继续产生成骨活性;g)无致瘤性[1~2]。

20世纪70年代中期已证明骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem,BMSCs)具有自我增殖能力和分化潜能,且具有来源普遍、取材简单、分化成骨的潜能强等特点,成为目前骨组织工程种子细胞研究的重点。

1 BMSCs体外增殖的生物学特性及培育BMSCs的体外增殖生物学特性干细胞是指那些具有高度增殖和自我更新能力,并能分化为两种以上不同类型组织细胞的细胞;组织干细胞是指发育成熟的个体内具有多向分化潜能的细胞,目前比较明确的能够转化的组织干细胞主若是BMSCs。

对BMSCs的细胞周期研究说明,其大约有20%为静止期细胞,即G0期细胞。

这说明BMSCs具有壮大的增殖能力,每传一代细胞数量就增加2~4倍。

但有文献报导,高度传代(大于25代)的BMSCs中有一部份已经表现出凋亡特性。

BMSCs的体外培育Freiden stein发觉了骨髓培育中有呈纺锤状的少量贴壁细胞,能够分化形成多种中胚层组织,包括:骨、软骨、肌腱、肌肉组织、骨髓基质结缔组织等,这种形成集落的初始骨髓基质细胞被称为成纤维细胞样细胞集落形成单位(Colony forming unit firbroblastic,CFU F)。

Minguell[3]以为BMSCs为存在于骨髓基质中的非造血来源的细胞亚群,Ashton称其为骨髓基质成纤维细胞。

BMSCs对营养条件要求高,而且含量很低,约为%~%,要利用BMSCs就必需实现其体外分离培育及扩增[4]。

骨髓间充质干细胞成软骨分化机制研究进展

骨髓间充质干细胞成软骨分化机制研究进展

骨髓间充质干细胞成软骨分化机制研究进展张佳瑶同济大学口腔医学院·同济大学附属口腔医院修复科,上海牙组织修复与再生工程技术研究中心 200072刘玛丽浙江杭州师范大学 310000摘要:近年来,随着我国科技实力的不断增强,骨组织工程飞速发展,为骨修复带来了全新的期盼。

骨髓间充质干细胞是骨组织工程中的种子细胞,通过诱导骨髓间充质干细胞定向分化为软骨细胞能够有效治疗骨关节炎、软骨缺损等疾病,由于骨髓间充质干细胞在分化过程中不仅涉及众多信号通路,并且还会受到蛋白质、药物、RNA以及基因等多种因素的影响,因此,为进一步提升骨髓间充质干细胞在科学研究和临床中的应用效果,本篇文章将依据国内外的相关研究,对骨髓间充质干细胞成软骨分化机制的研究进展展开综述。

关键词:骨髓间充质干细胞;软骨细胞;分化机制引言:骨髓间充质干细胞是一种尚未分化充分的类中胚层细胞,具有多向分化潜能,能够在特定的条件下分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、心肌细胞以及神经元等[1-5]。

由于骨髓间充质干细胞取材方便、对身体损伤小并免疫原性相对较低,所以,它在组织工程学中的应用非常广泛,是骨组织工程中不可或缺的种子细胞。

近年来,随着我国人口老龄化的加剧,软骨病变、骨关节炎等疾病的发病率显著提升,对广大老年人群的机体健康和日常生活造成了严重的影响。

软骨组织主要由细胞外基质和软骨细胞共同组成,属于一种结缔组织,由于该组织内缺少血管和神经支配,一般无法自我再生,再加之软骨细胞的增殖能力也非常薄弱,所以,软骨损伤通常无法自我修复,如何有效治疗软骨相关疾病一直深受医学界的关注。

随着骨组织工程的高速发展,诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化在治疗软骨病变、骨关节炎等疾病中的优势作用日益凸显,但是,由于骨髓间充质干细胞成软骨在分化过程中很容易因发生肥大变性而生成纤维软骨,从而导致治疗陷入中断或者失败,故此,总结分析骨髓间充质干细胞成软骨分化机制的研究进展对于相关科学研究及临床治疗具有重要意义[6-10]。

间充质干细胞

间充质干细胞
MSC在组织工程中的应用
MSC在自身免疫系统疾病中的应用
治疗基础:自身免疫系统疾病(系统性 红斑狼疮、类风湿性关节炎、甲状腺机能 亢进、I型糖尿病等)目前方法是使用免疫 抑制药物抑制免疫系统表达。MSC具有良好 的免疫调节作用。
MSC在心血管疾病治疗中的应用
*机制:分化为心肌细胞;促进血管新 生;旁分泌机制;抑制心室重构;激 活内源性修复机制,引起干细胞龛的 再生 。
++
来源易,细胞
数量较多,但
+
++
++
++ 体外优化培养
后是否能适应
体内的环境还
有待研究
常 间充见质干干细细胞
间充质干细胞克服了其 他一些干细胞的缺陷
不容易获得 分离困难
伦理学问题
单向分化
All kill!
MSC主要功能
免疫
调节
支持
促血管
造血
新生
基因 组织 治疗 修复
组织修复:(骨骼肌系统再生)
Bad News
一位患有狼疮性肾炎的患者,接受了干细胞治 疗。患者在接受治疗后就出现了肾衰竭,检查 后发现,在接受干细胞注射的肾脏部位出现了 奇怪的肿块与损伤,其后证明它们是骨髓和血 管组织的混合物。此外,她的肝脏和肾上腺也 出现了相同的肿块。两年后她因肾坏死死亡。 对于这些肿块的一个解释是:这些肿块来自注 射的干细胞。
*临床应用:急性心肌梗死;缺血性心 肌病;慢性心功能不全。
MSC在神经系统疾病中的应用
*临床应用:新生儿缺氧-缺血性脑病(HIE小儿脑 瘫);神经变性疾病,如肌萎缩侧索化症(ALS)、帕 金森病、阿尔茨海默病等。
*干细胞可释放神经营养因子及重建运动神经元微环境 等机制来保护濒死的运动神经元。

骨组织工程最新研究进展

骨组织工程最新研究进展

骨组织工程最新研究进展骨组织作为生命科学研究领域的一门崭新学科,其研究范围涉及骨、软骨、肌腱等多种组织的再造与修复,与骨组织的研究与治疗范围有非常大的交叉。

本文仅就组织工程在骨组织领域的研究进展,从骨、软骨、肌腱等骨组织治疗中涉及较多的组织构建方面作一简要概述。

标签:骨组织;研究进展作为一门古老的学科,骨组织的发展具有悠久历史,其发端可追溯到人类生命起源的最初阶段;骨组织是随着社会的发展与经济的进步,针对日益增高的创伤发生率与日趋复杂和严重的创伤程度,而逐渐成为骨外科学领域的一个重要分支;骨组织的发展不但继承了传统骨科的丰厚内涵,而且更体现在其融汇吸收了现代医学与现代生物学等生命科学领域多学科发展的最新成果。

一骨组织工程研究进展作为组织工程研究领域中最为活跃的一部分,骨组织工程的研究已处于组织构建与缺损修复的前沿,是可能率先进入临床应用的组织工程领域之一。

骨创伤修复雄厚的理论与研究基础,各种生物材料在临床骨缺损治疗中的长期广泛应用,都为骨组织工程的发展提供了得天独厚的有利条件。

骨髓基质干细胞具有获取时对机体损伤小、培养扩增后数量充足且自体细胞避免了免疫排斥反应的特点,已经成为骨组织工程研究中的最佳细胞来源。

应用骨髓基质干细胞作为种子细胞已成功修复大动物的颅骨、下颌骨与四肢骨缺损。

笔者所在实验室利用BMACs复合藻酸钙成功修复了羊颅骨标准缺损;Schliephake等利用煅烧牛骨作为支架复合BMSCs修复羊的下颌骨节段缺损,组织形态计量学结果显示,新骨形成量較单纯材料组有显著增加;Kon等发现BMSCs复合羟基磷灰石陶瓷后修复羊胫骨节段缺损,2个月时力学强度显著高于单纯材料组。

目前的研究焦点在于如何能够使骨髓基质干细胞的体外培养与诱导标准化,以进一步应用于大规模的临床治疗。

此外,最新研究表明同种异体骨髓基质干细胞复合TCP能修复犬股骨21mm的节段缺损,而不需要进行免疫抑制治疗,若进一步证实在人体可行,通过建立一个骨髓基质干细胞库,即能更及时方便地应用组织工程方法来修复骨缺损。

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• Geraghty等人最近发表的一项研究描述了一种新的,可行的骨软骨异体移植物,其包含 能够刺激MSC的细胞外基质(ECM)蛋白和软骨形成生长因子(即TGF-β1和3, BMP2,4,7,bFGF和IGF1),完成山羊模型中的体内软骨修复。
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上述研究显示使用与MSC相关的BMP促进关节软骨修复带来有限的有利结果。同时, 使用其他软骨形成诱导因子例如TGF-β蛋白或者诸如PRP或Geraghty等人描述的嵌 入新的骨软骨同种异体移植物中的因子的异质混合物已经证明了更好的结果。可能是 因为这些因素以及包含BMPs,比单独使用BMPs软骨修复更有希望。事实上,BMP 与MSC一起在体内显示比成软骨细胞更高的骨诱导能力。
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结论
BMP已经在再生医学和组织工程领域中展示出巨大的潜力。它们已经在许多临床前和临床研 究中测试,探索它们在几种动物模型缺陷和人类疾病中的软骨形成或骨诱导潜能。特别是 BMP2和BMP7,已经被完全用于治疗许多软骨和骨缺损,并且最近被批准用于不连骨断裂 的协议作为辅助治疗。 该领域目前仍是分子细胞研究领域的热门,越来越多的文献和近年来的研究结果表明,为骨 替换生产理想的移植物这一目标确实可以实现,并且未来的BMP和MSC将参与特别设计的 植入物的生产用于骨组织工程。
1、由于对调节其活性的因素的理解有限; 2、缺乏对这些细胞和它们的生态微环境的组分之间的复杂相互作用的了解。 由于以上两个因素,MSC的临床应用受到限制。仍有待相关研究进一步探索。
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MSCS在致癌和生殖细胞分化中的应用
• 当在一个或多个(转化生长因子-β)TGF-β超家族成员的存在下将MSC以无血清的3D培 养形式(为细胞提供一个更加接近体内生存条件的微环境的培养技术)接种时,发生软骨 形成分化。在该条件中,细胞放弃典型的成纤维细胞形态并开始产生软骨特异性基质组分。 细胞通常在不超过2-3周内分化成分泌蛋白多糖的软骨细胞样细胞。

不同来源间充质干细胞生物学特性差异

不同来源间充质干细胞生物学特性差异

不同来源间充质干细胞生物学特性差异方洪松;周建林;彭昊;邓爽;翁金清;刘丰;陈森;周观金【摘要】背景:间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为软骨、肌肉、肌腱等。

间充质干细胞进行的临床试验主要包括组织损伤修复,如骨、软骨、关节损伤的修复,心脏、肝脏、脊髓损伤和神经系统疾病的治疗。

<br> 目的:比较各种来源的间充质干细胞的生物学特性。

<br> 方法:检索1987到2015年PubMed数据库和中国知网数据库收录的与间充质干细胞来源,间充质干细胞生物学特性相关的文献。

从细胞表面标记物,增殖、分化、迁移能力,以及功能方面进行分析总结,探讨了各种来源的间充质干细胞的优缺点。

<br> 结果与结论:不同来源的间充质干细胞的增殖潜力和表面标记物存在差异。

不同组织来源的间充质干细胞免疫活性可能与间充质干细胞处于不同组织中的活化状态、种属差异、组织来源和培养条件的不同有关,从而导致不同源性间充干细胞免疫活性也不完全相同。

深入认识影响不同组织来源间充质干细胞迁移的因素和机制,可以增强不同源性间充质干细胞靶向迁移的能力,提高其在创伤愈合、组织修复和再生中的治疗效率。

%BACKGROUND:Mesenchymal stem cels, underin vivo orin vitro specific induction conditions, can differentiate into the cartilage, muscle, tendons and so on. Clinical trials concerning mesenchymal stem cels mainly include tissue repair (such as bone, cartilage and joint repair) and treatment of heart, liver, spinal cord injury and nervous system diseases.<br> OBJECTIVE:To compare the biological characteristics of mesenchymal stem cels from different sources. <br> METHODS: PubMed and CNKI databases were retrieved for articles related to sources of mesenchymal stem cels and biological characteristics of mesenchymal stem celspublished from 1987 to 2015. The retrieved articles were summarized and analyzed in the folowing aspects: cel surface marker, proliferation, differentiation, migration, and function, so as to explore the merits and demerits of mesenchymal stem cels from different sources. <br> RESULTS AND CONCLUSION:A difference in the proliferation ability and surface markers is found between different sources of mesenchymal stem cels. Immunological competence of mesenchymal stem cels from different sources may be correlated with their activation status, species differences, tissue sources and culture&nbsp;conditions, resulting the immunological competence of mesenchymal stem cels from different sources is not exact the same. In-depth understanding of the factors and mechanisms by which influence the migration of mesenchymal stem cels from different sources can enhance the migration ability of different sources of mesenchymal stem cels, and increase their efficiency in wound healing, tissue repair and regeneration treatment.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2015(000)032【总页数】6页(P5243-5248)【关键词】干细胞;培养;间充质干细胞;造血干细胞;脐带;胎盘;骨髓;细胞分化;细胞增殖;国家自然科学基金【作者】方洪松;周建林;彭昊;邓爽;翁金清;刘丰;陈森;周观金【作者单位】武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060;武汉大学人民医院骨关节外科,湖北省武汉市 430060【正文语种】中文【中图分类】R394.2文章亮点:1 此问题的已知信息:间充质干细胞是体内一类具有增殖、分化潜能的成体干细胞,能靶向迁移到损伤组织,并对损伤部位进行修复,具有极好的迁移能力,在临床炎症疾病的治疗中显示了广阔的应用前景。

诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)体内成骨分化的实验研究

诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)体内成骨分化的实验研究

诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)体内成骨分化的实验研究摘要】背景:骨髓间充质干细胞为骨缺损的治疗提供一种新的研究方法,是近年来研究的热点。

目的:回顾近年来骨髓间充质干细胞经不同途径及物质诱导成骨分化及效果的研究进展。

方法:检索中国知网数据库和Pub Med数据库2010年至2018年文献,共检索到1076篇文章,按纳入和排除标准文献进行筛选,共纳入18篇文章进行分析。

结果与结论:骨髓间质干细胞具有较高的成骨活性。

在体内经不同的方式及诱导剂的诱导,可分化成成骨细胞而修复骨缺损区。

目前尚无理想的诱导方法,需要进一步的研究及探讨。

【关键词】骨髓间充质干细胞;骨组织工程;诱导【中图分类号】R285 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2018)19-0171-031.资料和方法1.1 资料来源检索时间范围:2010年1月1日至2018年2月15日。

检索词:中文检索词为“骨髓间充质干细胞;成骨;分化;诱导”。

英文检索词为“mesencgymal stem cells,osteogenesis,differentiation,induction”。

检索数据库:万方数据库, Pub Med数据库。

1.2 资料的纳入与排除标准纳入标准:骨髓间充质干细胞、体内成骨的相关研究。

排除标准:重复及陈旧文献。

1.3 对纳入文献的评价计算机检索得到751篇中文文献,325篇英文文献。

选择近期发表及权威杂志上发表的文章,共18篇。

2.结果目前诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化的研究体内成骨的研究相对较少。

由于体内与体外实验环境相差甚大,体内成骨实验是否成功,是今后研究的重点。

2.1 中医中药国内研究者尝试应用中药或其提取物诱导BMSCs成骨分化,并取得一定成就。

刘建鹏等[1]将含复方接骨中药血清进行体内及体外试验,得出含复方接骨中药血清诱导的MSC-BCB复合体移植具有体内成骨作用,成骨速度与成骨质量均优于单纯BCB移植。

骨形态发生蛋白修复关节软骨的研究进展

骨形态发生蛋白修复关节软骨的研究进展

骨形态发生蛋白修复关节软骨的研究进展吴宝杰;余升华;陈惠润;胡汉生【摘要】Articular cartilage injury is a common disease , which can cause the formation of osteoarthritis that makes people’s lives terrible. Articular cartilage has a limited capacity for spontaneous repair, due to its avascular nature and absence of progenitor cells and the effective method to repair damaged articular cartilage has not yet been established. At present , the research of the growth factor to promote the repair and restoration of articular cartilage are becoming more and more popular and BMP is the special factor that can induce bone formation , thus it has obvious effectfor the repair of articular cartilage. But It is still in the research stage and a lot of problems still remained unsolved be solved. So it is very necessary to review the repair of articular cartilage defect with bone morphogenetic protein.%关节软骨损伤是一种常见疾病,其可导致关节炎的发生而严重影响人们的日常生活。

骨形态发生蛋白-2在骨形成过程中的作用机制(一)

骨形态发生蛋白-2在骨形成过程中的作用机制(一)

骨形态发生蛋白-2在骨形成过程中的作用机制(一)骨和软骨组织中含有多种参与调节骨骼发育及生长的多肽类生长因子。

此类因子通过自分泌、旁分泌或者内分泌的方式,在细胞与细胞之间,细胞与细胞外基质之间传递信息,参与复杂的骨形成调节过程。

在诸多因子中,骨形态发生蛋白(bonemorphogeneticproteins,BMPs)是唯一能够单独诱导骨组织形成的局部生长因子。

由于BMPs与转化因子在C端都含有7个保留的半胱氨酸残基,所以属于转化生长因子-B超家族(transforminggrowthfactor-batesuperfamily,TGF-βs)成员。

本文仅对骨形态发生蛋白-2(BMP-2)在骨形成过程中分子生物学作用机制综述如下。

1骨形态发生蛋白研究概况1965年,Urist首次将0.6M盐酸制备的脱钙骨基质(decalcifiiedbonematrix,DBM)植入鼠股肌内,成功诱导异位骨形成,从而提出了骨诱导理论(Osteoimductivetheory)。

Urist认为DBM 中存在着非特异性物质,其降解片段能够诱导血管周围的未分化间充质细胞分化为骨系细胞。

在异位或常位的骨组织或软骨组织中形成过程中〔1〕,这类骨诱导物质作为形态原(Morphogen),可以为反应细胞所感知,通过激活或抑制细胞内的基因,调节骨系细胞的分化和增生。

1971年,Urist将这类诱导成骨物质定义为骨形态发生蛋白(BMPs)〔2〕。

在近20年中,人们不仅从多种动物骨组织中分离和纯化出天然的BMP-1、BMP-2、BMP-3和BMP-4,而且还通过基因重组技术进一步在中国仓鼠的卵母细胞和大肠杆菌中表达出了人类基因重组的骨形态发生蛋白(rhbMPs)〔3,4〕。

迄今为止,已经报导了13种BMPs,而且数目仍在继续增加〔5〕。

研究结果表明,在动物生长发育中,BMPs及其相应的受体几乎遍及动物体内所有内脏及体表器官。

因此,BMPs的功能远远地超出了单纯的骨诱导作用。

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常 玉 立 孙 天 胜 , 智 , 超 群 , 兆 仲 , 志 成 , 大 江 ~, 刘 叶 余 张 任
[ 要 ] 目的 比较 纤 维 蛋 白胶 ( S 复合 骨形 态 发 生 蛋 白一 ( MP 2 与 各种 自体 骨髓 问充 质 干 细 胞 ( MS s 移 植 骨 折 后 体 内 摘 F) 2B )tt ,Orh p e isa d Tr u tlg to a d c n a ma oo y,Bejn iigAr n r lHopia ,Bejn 0 7 0 h n my Ge ea s tl iig 1 0 0 ,C ia
Abtat Obet e Toiv siaet eo to e i p tn il o iecic l o ed fc ff rn saa tc mbn d wih rc m sr c: jci n e t t h se g nc o e ta f rsz rt a n eeto i i eln o ie t e o v g i b b
wi o tOS id cin weec l ce n ec tn o sya t lg u netd rs etv l n ot e1 m o ed fc fe p rme tl t u n u t r ol td a d p rua e u l uoo o sijce e p ciey it h 5m b n ee to x ei na h o e
成 骨 的 效 果 。方 法 2 O只 日本 大 耳 白兔 行 桡 骨 中段 骨 缺 损 造 模 。取 第 2 B C 进 行 成 骨 诱 导 。分 别将 B C 联 合 成 骨 诱 导 后 代 MS s MS s
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Co pa i o f Os e g n c Po e i l n v v b t e m r s n o t o e i t nta i i o e we n Aut o o s Bo a r w M e e h m a e l m pl ntng a Fi i a a ol g u ne M r o s nc y l St m Ce l I a i nd br n Se l nt Co bi e t c m bi e u a Bo o p g n tc m n d wi h Re o ndH m n ne M r ho e e i Pr t i 一 Gr f i g o en 2 a tn CH A N G — i SUN a — h ng , LI Yu l , Ti n s e U Zhi, e . t a1
r bi m o l T h a t e e BM SCs,o t o i ab t de_ e gr fs w r s e —ndu e c d BM SCs BM SCs nd o t o i du e , a s e —n c d BM SCs BM P o bi d w ih fbrn s a— , c m ne t i i e l
SCs i p a tng i i . M eho s ) m l n i n vvo t d BM S e e c t e nd i uc d w ih ose e i u l m e t ( S) m e um . BM SCsw ih nd Cs w r ulur d a nd e t t og n c s pp e n O di t a
生 骨 的数 量 和 质 量 与 D组 无 显 著 性 差 异 ( P> O 0 ) 但 两 组 均 优 于 B组 ( .5, P< O 0 ) C组 ( .1和 P< O 0 ) E组 骨 缺 损 主要 由 纤 维 结 缔 .1 ,
组 织 填 充 。结 论 B C 联 合 成 骨 诱 导后 的 B C 、 s复合 B 一 具 有 理 想 的体 内成 骨 能 力 ; MS s 成 骨 诱 导后 的 B C MS s MS s F MP 2均 B C 与 MS s 联 合 移 植 可 能 存 在 协 同 效 应 , 有 更 强 的 成 骨 能 力 , 作 为 种 子 细 胞 应 用 于 骨 组织 工 程 。 具 可 [ 键 词 ]纤 维 蛋 白胶 ; 形态 发 生 蛋 白 2 B 一) 骨 髓 间充 质 干 细 胞 ; 关 骨 ( MP 2 ; 细胞 移 植 ; 缺损 骨

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中国康 复理论与实践 20 年 1 09 月第 1 卷 1 5 笫 期 n e !r e1 翌 ! R r 0 J 旦 !, :
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基 础 研 究
自体 骨 髓 间 充 质 干 细 胞 移 植 与 纤 维 蛋 白胶 复 合 骨 形 态 发 生 蛋 白 体 内成 骨 的 比 较 研 究
bn d h i e um a o o p ge e i ot i一 (r n b ne m r ho n tcpr en 2 hBM P 2) gr fi g a re ut l go onem arow e e h a tn nd va id a o o us b r m s nc yma t m el (BM ls e c ls
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