北京大学学报(医学版) ›› 2016, Vol. 48 ›› Issue (1): 37-44. doi: 10.3969/j.issn.1671-167X.2016.01.007
张晓1,刘云松1,吕珑薇1,陈彤1,吴刚2△,周永胜1, 3△
ZHANG Xiao1, LIU Yun-song1, LV Long-wei1, CHEN Tong1, WU Gang2△, ZHOU Yong-sheng1, 3△
摘要:
目的:探讨新型成骨诱导生长因子骨形态发生蛋白2/7异二聚体(bone morphogenetic protein 2/7 heterodimer,BMP-2/7)在诱导人脂肪间充质干细胞(human adipose-derived stem cells,hASCs)成骨分化中的作用。方法:体外培养hASCs,以成骨诱导培养基(osteogenic medium,OM)中添加150 μg/L BMP-2/7为实验组,以单纯OM为阳性对照组(OM组), 以常规增殖培养基(proliferation medium,PM)为阴性对照组(PM组)。体外诱导的第1、4和7天检测细胞DNA含量,第7和14天进行碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及定量检测,第21和28天进行茜素红染色及定量检测,第1、4、7和14天分别进行成骨相关基因的检测。体内实验使用6只裸鼠,于其背部正中做皮肤切口,向两侧分离出4个皮下植入腔,分别植入:(1)单纯β磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)支架(支架对照组);(2)β-TCP支架+hASCs(体外PM培养1周)(增殖细胞对照组);(3)β-TCP支架+hASCs(体外OM培养1周)(诱导细胞对照组);(4)β-TCP支架+hASCs(体外OM+150 μg/L BMP-2/7培养1周)(实验组)。植入后4周进行取材,标本制成组织学切片,进行HE和Masson三色染色分析。结果:体外诱导后第1天,实验组细胞DNA含量与PM组差异没有统计学意义(P>0.05),第4天时实验组细胞DNA含量较PM组升高(P<0.05),第7天时组间DNA含量没有明显差异(P>0.05)。诱导7天和14天后,实验组的ALP染色及定量检测均高于OM组和PM组(P<0.05);第21和28天矿化结节染色及钙沉积定量检测均高于OM和PM组(P<0.05)。诱导第1天时实验组的成骨相关基因(Runx2、ALP、COL-1A1)的表达量即高于PM组 (P<0.05),诱导第4天时骨钙素(osteocalcin,OC)基因表达量即开始升高,第4、7和14天的基因表达量较OM和PM组显著升高(P<0.05)。HE染色分析可见实验组和诱导细胞对照组的hASCs能分泌出嗜酸性较强的均质细胞外基质,出现了强嗜酸性的类骨组织;与诱导细胞对照组相比,实验组的细胞外基质嗜酸性更强,类骨组织的面积更大,结构更加典型;其他两对照组均未见矿化基质和类骨组织生成。Masson三色染色分析可见实验组呈强阳性表现,细胞基质中充满绿染的胶原;诱导细胞对照组和增殖细胞对照组的细胞基质中有不同程度的阳性表现,但较之实验组,胶原的数量明显减少;单纯支架组未见胶原的表达。结论:BMP-2/7在hASCs的成骨分化过程中发挥了重要作用,能够有效促进hASCs的体外和体内成骨分化。
中图分类号:
[1] | 武志慧, 胡明智, 赵巧英, 吕凤凤, 张晶莹, 张伟, 王永福, 孙晓林, 王慧. miR-125b-5p修饰脐带间充质干细胞对系统性红斑狼疮的免疫调控机制[J]. 北京大学学报(医学版), 2024, 56(5): 860-867. |
[2] | 简远志,王菲,尹宁,周若宇,王军波. 基于胚胎干细胞模型的Cry1Ab蛋白发育毒性[J]. 北京大学学报(医学版), 2024, 56(2): 213-222. |
[3] | 潘媛,顾航,肖涵,赵笠君,汤祎熳,葛雯姝. 泛素特异性蛋白酶42调节人脂肪干细胞成骨向分化[J]. 北京大学学报(医学版), 2024, 56(1): 9-16. |
[4] | 韩超,周祝兴,陈有荣,董子慧,余家阔. 绵羊外周血间充质干细胞的生物学特性[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(6): 1151-1157. |
[5] | 帅婷,刘娟,郭艳艳,金婵媛. 敲减长链非编码RNA MIR4697HG抑制骨髓间充质干细胞成脂向分化[J]. 北京大学学报(医学版), 2022, 54(2): 320-326. |
[6] | 尤鹏越,刘玉华,王新知,王思雯,唐琳. 脱细胞猪心包膜生物相容性及成骨性能的体内外评价[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(4): 776-784. |
[7] | 张胜男,安娜,欧阳翔英,刘颖君,王雪奎. 生长停滞特异性蛋白6在人牙周膜细胞迁移及成骨分化中的作用[J]. 北京大学学报(医学版), 2021, 53(1): 9-15. |
[8] | 白向松,吕珑薇,周永胜. Tribbles同源蛋白3抑制人脂肪间充质干细胞成脂向分化[J]. 北京大学学报(医学版), 2020, 52(1): 1-9. |
[9] | 谢静,赵玉鸣,饶南荃,汪晓彤,方滕姣子,李晓霞,翟越,李静芝,葛立宏,王媛媛. 3种口腔颌面部来源的间充质干细胞成血管内皮分化潜能的比较研究[J]. 北京大学学报(医学版), 2019, 51(5): 900-906. |
[10] | 刘爽,郭雨龙,杨静逸,王维,徐健. 间充质干细胞治疗系统性红斑狼疮有效性的meta分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(6): 1014-1021. |
[11] | 刘霞,李英妮,孙晓麟,彭清林,卢昕,王国春. 去整合素金属蛋白酶对成骨分化的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(6): 962-967. |
[12] | 隋华欣,吕培军,王勇,冯驭驰. 低能量激光照射对人脂肪来源干细胞/海藻酸钠/明胶三维生物打印体成骨能力的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(5): 868-875. |
[13] | 王子成,程立,吕同德,苏黎,林健,周利群. 炎症因子预处理的脂肪干细胞可明显抑制外周血单个核细胞增殖[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(4): 590-594. |
[14] | 张苏杰,赵卫红,于路平,殷华奇,张晓威,李清,刘士军,徐涛. 伴多发淋巴结肿大的乏脂型血管平滑肌脂肪瘤并发术后顽固性淋巴瘘1例报道及文献回顾[J]. 北京大学学报(医学版), 2018, 50(4): 717-721. |
[15] | 张伟,庞春艳,王永福. 脂肪间充质干细胞对MRL/lpr小鼠的治疗效果及对脾脏Th17/Treg细胞平衡的影响[J]. 北京大学学报(医学版), 2017, 49(6): 974-978. |
|