骨形态发生蛋白
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已报道BMP2,4,6,7和9诱导人MSC的体外软 骨形成。
在人类骨髓来源（BM）MSCs中，BMP2（在 TGF-β3存在下）是软骨形成最有效的诱导物， 与BMP4和BMP6相比，更能诱导富含蛋白多糖 的软骨的产生，而在滑膜外植体中，BMP7是比 BMP2更有效地引起软骨细胞分化。
最新的研究证明BMP4和7诱发人类MSC的体外显 著反应，表明这些因子在体内的使用促进软骨的 损伤修复。
BMP / Smad信号通路也可以被一组细胞外蛋白拮抗 剂严格调节，它们作为BMP信号传导中的拮抗剂 的基本作用通过在缺乏这些蛋白之一的实验动物中 发生的许多严重或致死缺陷来证明。
BMPS在骨形成
在脊椎动物中，骨形成可以通过成膜细胞在 膜性骨化中的直接分化来实现，或者在软 骨内骨化中从软骨细胞的分化开始。这两 个过程由BMPs控制，BMP2和BMP4作为 成骨细胞和软骨细胞表型的主分化诱导， 导致骨和软骨形成。
3D培养和伴随的TGF-β的存在是获得真正的软骨 细胞表型所必需的条件。
有研究探讨使用封装在骨诱导支架或形态生物材 料中的MSCs以增强骨和软骨在体内的自然愈合 过程。结果表明这些多能细胞似乎都能够在支架 内区分自身以及吸引邻近自体祖细胞的因子。这 种行为可以更快地完成骨折愈合，并且所得新骨 的质量优于单独使用的骨诱导或软骨形成的骨架。 因此，这些结果促使进一步研究，探索伴随使用 MSC和BMP家族的最有希望的成员。即，嵌入 合适的支架或载体中的BMP2和7已经用于治疗 实验动物模型中的几种软骨缺陷和骨折，有希望 很快被应用于临床。
因此，MSC在用于软骨修复有良好的研究前景。 如已经提到的，BMP2和BMP7都具有大量被证明 的增强体内软骨修复的能力以及促进在体外在适 当的诱导培养基中培养的MSC的软骨形成分化的 能力。
在最近的一项研究中，Seo等人研究了嵌入有 MSC的双层支架和含有TGF-β1及血小板衍生生 长因子（PDGF）的富血小板血浆（PRP）用于 软骨形成层，以及MSC和BMP2用于成骨层，在 骨软骨马模型中的缺陷。缺陷产生在距骨的外侧 滑车脊处，其中通常发现骨软骨病，并插入双层 支架。然后评价组织修复，显示相对于对照，植 入支架显着改善骨软骨组织再生。
应用BMPS和MSCS进行软骨修复
软骨缺损如椎间盘和膝关节的退化是关节残疾的 常见原因，能够影响世界各地许多人的生活质量。 关节软骨在损伤后自发修复的能力有限。
接种自体软骨细胞以促进软骨再造具有一些优于 同种异体软骨细胞或固体组织移植的好处。但由 于在体外扩张期间软骨细胞去分化以及需要大量 软骨样品，其应用受到限制。
BMPS
BMPs在体内诱导软骨形成和异位骨生长，建立，促 进和支持软骨形成和成骨。
已知大约20个BMP家族成员。BMP结合两种类型的 丝氨酸/苏氨酸激酶受体，即I型（BMPR-I）和II型 受体（BMPR-II）。在配体结合后，BMP信号通过 Smad依赖性（规范途径）或Smad非依赖性途径 转导到靶基因。
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。
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。
骨密度和MSCS在骨组织修复中 的应用
骨骼疾病，肿瘤切除，创伤和先天性畸形是需要 骨重建的骨缺损的主要原因。几十年来，自体骨 移植已经是临床上治疗骨缺损的金标准。由于自 体骨移植物的有限的可用性和供体位点的发病率， 基于干细胞的组织工程策略作为替代性治疗方法 是非常有希望的。但是，由于：1、免疫排斥；2、 早期再吸收；3、可能的感染传播。限制了同种异 体移植的使用。
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。
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BMP）控制多 种生物过程。
在多年的研究中，特别是两种BMP，BMP2和BMP7 已经获得了较大的突破，用于治疗各种软骨和骨缺 损。
由于BMP在生物医学应用中的潜力，对研究间充质 干细胞（MSC）的生物学，其分化能力下的规则 以及测试其在组织工程中的真实能力的研究逐渐增 多。事实上，MSC的特异性分化为用于移植的靶 向细胞型谱系是再生医学的主要目标。
使用人重组BMP2，BMP4 ，BMP6或BMP7的早 期实验证明这样的蛋白能够在多种间充质前体细 胞系中单独刺激成骨细胞（或软骨形成）。
BMP2和BMP7现已被批准用于临床中用于治疗非 联合骨折作为辅助治疗。
虽然这些分子在骨折愈合中的使用已经很广泛，但 它的不良作用依然需要引起重视，特别是在高剂 量下，主要有以下几个不良作用：
1、更高的骨折不连续率； 2、局部炎症反应； 3、伤口愈合并发症； 4、血肿形成； 5、异位骨形成。
因此，这些分子的剂量需要在每个临床环境中精细 校准。且主要应用与骨折愈合失败高风险的患者。
这些不良作用仍然需要进一步研究，以期在今后的 临床应用中逐渐减少。
间充质干细胞（MSC）
成骨的修复涉及BMMSCs（人类骨髓来源MSCs） 中，其作为能够侵入骨折部位的骨软骨祖细胞的 来源，增殖并分化成软骨和骨。 MSC是具有自 我更新能力并分化成多个谱系的多潜能成体细胞， 这些细胞在1980年被发现，MSCs最近在再生医 学中的潜力越来越受到关注。
在人类骨髓来源（BM）MSCs中，BMP2（在 TGF-β3存在下）是软骨形成最有效的诱导物， 与BMP4和BMP6相比，更能诱导富含蛋白多糖 的软骨的产生，而在滑膜外植体中，BMP7是比 BMP2更有效地引起软骨细胞分化。
最新的研究证明BMP4和7诱发人类MSC的体外显 著反应，表明这些因子在体内的使用促进软骨的 损伤修复。
BMP / Smad信号通路也可以被一组细胞外蛋白拮抗 剂严格调节，它们作为BMP信号传导中的拮抗剂 的基本作用通过在缺乏这些蛋白之一的实验动物中 发生的许多严重或致死缺陷来证明。
BMPS在骨形成
在脊椎动物中，骨形成可以通过成膜细胞在 膜性骨化中的直接分化来实现，或者在软 骨内骨化中从软骨细胞的分化开始。这两 个过程由BMPs控制，BMP2和BMP4作为 成骨细胞和软骨细胞表型的主分化诱导， 导致骨和软骨形成。
3D培养和伴随的TGF-β的存在是获得真正的软骨 细胞表型所必需的条件。
有研究探讨使用封装在骨诱导支架或形态生物材 料中的MSCs以增强骨和软骨在体内的自然愈合 过程。结果表明这些多能细胞似乎都能够在支架 内区分自身以及吸引邻近自体祖细胞的因子。这 种行为可以更快地完成骨折愈合，并且所得新骨 的质量优于单独使用的骨诱导或软骨形成的骨架。 因此，这些结果促使进一步研究，探索伴随使用 MSC和BMP家族的最有希望的成员。即，嵌入 合适的支架或载体中的BMP2和7已经用于治疗 实验动物模型中的几种软骨缺陷和骨折，有希望 很快被应用于临床。
因此，MSC在用于软骨修复有良好的研究前景。 如已经提到的，BMP2和BMP7都具有大量被证明 的增强体内软骨修复的能力以及促进在体外在适 当的诱导培养基中培养的MSC的软骨形成分化的 能力。
在最近的一项研究中，Seo等人研究了嵌入有 MSC的双层支架和含有TGF-β1及血小板衍生生 长因子（PDGF）的富血小板血浆（PRP）用于 软骨形成层，以及MSC和BMP2用于成骨层，在 骨软骨马模型中的缺陷。缺陷产生在距骨的外侧 滑车脊处，其中通常发现骨软骨病，并插入双层 支架。然后评价组织修复，显示相对于对照，植 入支架显着改善骨软骨组织再生。
应用BMPS和MSCS进行软骨修复
软骨缺损如椎间盘和膝关节的退化是关节残疾的 常见原因，能够影响世界各地许多人的生活质量。 关节软骨在损伤后自发修复的能力有限。
接种自体软骨细胞以促进软骨再造具有一些优于 同种异体软骨细胞或固体组织移植的好处。但由 于在体外扩张期间软骨细胞去分化以及需要大量 软骨样品，其应用受到限制。
BMPS
BMPs在体内诱导软骨形成和异位骨生长，建立，促 进和支持软骨形成和成骨。
已知大约20个BMP家族成员。BMP结合两种类型的 丝氨酸/苏氨酸激酶受体，即I型（BMPR-I）和II型 受体（BMPR-II）。在配体结合后，BMP信号通过 Smad依赖性（规范途径）或Smad非依赖性途径 转导到靶基因。
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。
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。
骨密度和MSCS在骨组织修复中 的应用
骨骼疾病，肿瘤切除，创伤和先天性畸形是需要 骨重建的骨缺损的主要原因。几十年来，自体骨 移植已经是临床上治疗骨缺损的金标准。由于自 体骨移植物的有限的可用性和供体位点的发病率， 基于干细胞的组织工程策略作为替代性治疗方法 是非常有希望的。但是，由于：1、免疫排斥；2、 早期再吸收；3、可能的感染传播。限制了同种异 体移植的使用。
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。
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BMP）控制多 种生物过程。
在多年的研究中，特别是两种BMP，BMP2和BMP7 已经获得了较大的突破，用于治疗各种软骨和骨缺 损。
由于BMP在生物医学应用中的潜力，对研究间充质 干细胞（MSC）的生物学，其分化能力下的规则 以及测试其在组织工程中的真实能力的研究逐渐增 多。事实上，MSC的特异性分化为用于移植的靶 向细胞型谱系是再生医学的主要目标。
使用人重组BMP2，BMP4 ，BMP6或BMP7的早 期实验证明这样的蛋白能够在多种间充质前体细 胞系中单独刺激成骨细胞（或软骨形成）。
BMP2和BMP7现已被批准用于临床中用于治疗非 联合骨折作为辅助治疗。
虽然这些分子在骨折愈合中的使用已经很广泛，但 它的不良作用依然需要引起重视，特别是在高剂 量下，主要有以下几个不良作用：
1、更高的骨折不连续率； 2、局部炎症反应； 3、伤口愈合并发症； 4、血肿形成； 5、异位骨形成。
因此，这些分子的剂量需要在每个临床环境中精细 校准。且主要应用与骨折愈合失败高风险的患者。
这些不良作用仍然需要进一步研究，以期在今后的 临床应用中逐渐减少。
间充质干细胞（MSC）
成骨的修复涉及BMMSCs（人类骨髓来源MSCs） 中，其作为能够侵入骨折部位的骨软骨祖细胞的 来源，增殖并分化成软骨和骨。 MSC是具有自 我更新能力并分化成多个谱系的多潜能成体细胞， 这些细胞在1980年被发现，MSCs最近在再生医 学中的潜力越来越受到关注。