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SATB2免疫组化染色在肿瘤病理诊断应用中的研究进展
SATB2是一种核基质相关的转录因子,主要负责成骨细胞分化过程中的表观遗传调控,也表达在下消化道的腺上皮细胞.近的研究表明,由于SATB2在成骨细胞分化过程中高度特异性表达,故该标记物有辅助诊断良性和恶性骨肿瘤的作用.此外,SATB2也是结肠腺癌高度敏感和特异的标记,也可以用于鉴别诊断不明来源的腺癌.
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机械加载在骨质疏松小鼠治疗中的应用研究
骨质疏松是绝经后妇女的一种严重疾病,并容易导致骨折。前期工作表明,脉冲性机械加载可以促进小鼠骨生长和骨损伤愈合。然而,我们的原创性脉冲性脊柱机械加载对小鼠骨质疏松的改善作用尚需探索。使用绝经后骨质疏松动物模型卵巢切除( OVX)小鼠,我们验证假设：脊柱机械加载通过促进成骨细胞的分化和抑制破骨细胞的发育治疗骨质疏松。 C57BL/6雌性小鼠(14周龄)随机分为3组：假手术组,OVX对照组和脊柱机械加载组(n=10)。小鼠施行卵巢切除去势手术,术后1周进行腰椎机械加载(1N,10Hz,5min/d,5d/week)2周。实验前后分别测量全身骨密度。应用HE和TRAP染色进行股骨的组织形态学分析。收集实验动物的骨髓来源细胞观测破骨细胞发育和成骨细胞分化。结果显示,与假手术组相比,OVX组小鼠体重增加,子宫重量减少,骨密度显著下降,骨小梁体积分数(BV/TV)显著减少(均P<0.001)。与OVX小鼠相比,脊柱机械加载显著改善骨密度的降低( BMD P<0.05；BMC P<0.01),增加骨容量( BV/TV；P<0.001)。 TRAP组织学染色显示OVX组多核破骨细胞形成明显增加,加载后明显抑制活跃的破骨细胞数目。骨髓来源细胞培养显示,加载显著促进间充质干细胞向成骨细胞分化(P<0.001)。此外,脊柱加载显著降低破骨细胞形成、并抑制其迁移和粘附(均P<0.001)。本研究表明,脊柱加载通过促进成骨细胞的分化,同时抑制破骨细胞的发育,改善OVX导致的骨丢失。 BMD、BMC和BV/TV的降低证实卵巢去势导致小鼠骨量减少；TRAP组织学染色显示OVX卵巢去势通过激活破骨细胞导致骨吸收增强。机械加载通过抑制破骨细胞的发育纠正骨质疏松小鼠的骨量丢失,同时刺激成骨细胞的分化促进骨重建。脊柱机械加载为绝经后妇女骨质疏松提供了新的治疗手段。
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硼替佐米对多发性骨髓瘤患者间充质干细胞自噬活性和成骨分化潜能的影响
成骨减低是骨髓瘤骨病的主要发病机制之一.蛋白酶体抑制剂硼替佐米(Bzd)作为一种新型的生物靶向治疗药物对多发性骨髓瘤(MM)有很好的疗效[1],另有研究发现,Bzd可诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞分化[2],但其机制目前尚不明确.自噬是广泛存在于真核生物中的生命现象,在细胞和生物体的发育和分化过程中起重要作用,但在MSCs多向分化中的作用尚未见报道.本研究检测了Bzd对MM患者骨髓MSCs自噬活性与成骨分化潜能的影响,初步探讨自噬在骨髓瘤骨病中的作用.
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骨折愈合的分子机制与新的调控措施研究现状
骨折伴随感染可明显延迟愈合,慢性持续性炎症可刺激破骨细胞导致骨吸收,并影响骨形成过程中成骨细胞分化.核转录因子-κB (nuclear factor-κB,NF-κB)是炎症反应中关键的转录因子,在炎症反应中扮演着举足轻重的角色.BMP-Smad、Runx2等信号通路是控制成骨细胞分化的关键因素.本文综述了炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)对成骨细胞分化的影响和可能的改善措施,并对NF-κB对成骨细胞分化过程中关键的骨形成蛋白(BMP)-Smad通路、Runx2信号通路的调节进行综述,为终可能筛选出几种有临床应用前景的、有效拮抗炎症因子并促进成骨细胞分化的化合物打下基础.
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骨移植材料的现状和研究进展
创伤引起的骨不连、骨缺损的处理和骨肿瘤的保肢治疗以及一些重建手术往往都涉及植骨的问题.骨移植技术的应用使得这些棘手的问题得到了一定的解决.目前临床应用的骨移植材料有自体骨、异体骨以及各种人工合成的移植材料替代物,而干细胞、骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)和各种生长因子复合植骨材料也已进入了临床研究阶段,所有这些骨移植材料都至少具备了以下的一种生物学特性:(1)骨传导性(osteoconduction):为血管的长入和新骨的形成提供一个支架;(2)骨诱导性(osteoinduction):内含成骨诱导蛋白,能够刺激植骨区周围的间充质干细胞向成软骨细胞或成骨细胞分化,形成新骨;(3)成骨作用(osteogenesis):内含有骨原细胞(成骨细胞或者骨祖细胞),一旦植入合适的环境就能够直接形成新骨[1].医生根据手术的要求选择合适的植骨材料,认识和了解各种移植材料的特性及其存在的问题对合理选择植骨材料尤其重要.
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异体骨移植材料的现状和产品质量规范
创伤引起的骨不连、骨缺损的处理和骨肿瘤的保肢治疗以及一些重建手术往往都涉及植骨问题,骨移植技术的应用有望使这项难题得到较满意的解决.目前临床应用的骨移植材料有自体骨、异体骨以及各种人工合成的移植材料替代物,而干细胞、骨形成蛋白(BMPs)和各种生因子复合植骨材料也已进入了临床研究阶段.所有这些骨移植材料都至少具备了以下的一种生物学特性:(1)骨传导性:为血管的长入和新骨的形成提供支架;(2)骨诱导性:内含成骨诱导蛋白,能够刺激植骨区周围的间充质干细胞向成软骨细胞或成骨细胞分化,形成新骨;(3)成骨作用:内含有骨原细胞(成骨细胞或骨祖细胞),一旦植入合适的环境就能够直接形成新骨.医生可根据手术要求选择合适的植骨材料.
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秦皮乙素促进成骨细胞分化延缓增龄性骨质疏松的研究
目的 探讨秦皮乙素对成骨细胞分化的调控及对增龄性骨质疏松症的治疗作用.方法 取7月龄C57BL/6小鼠随机分为对照组、秦皮乙素200 mg/kg组与秦皮乙素400 mg/kg组,分别灌胃给予生理盐水与秦皮乙素.给药3个月后取材,X射线检测小鼠胫骨骨密度,qPCR检测成骨细胞分化标记基因表达,成骨诱导液诱导28 d后茜素红染色检测成骨细胞矿化结节形成能力,胫骨组织HE染色观察骨组织形态.结果 10月龄时灌胃给予200 mg/kg秦皮乙素的小鼠胫骨骨密度略高于对照组,而灌胃给予400 mg/kg秦皮乙素的小鼠胫骨骨密度明显高于对照组.HE染色结果同样显示400 mg/kg组小鼠骨小梁显著多于对照组.成骨诱导分化与茜素红染色结果显示,秦皮乙素400 mg/kg组骨髓来源间充质干细胞矿化结节形成能力增强.qPCR结果表明秦皮乙素剂量依赖地促进成骨细胞分化标记基因碱性磷酸酶、骨涎蛋白、Col1与Runx2的表达,同时发现经典Wnt信号关键基因Dkk1与Lef1表达也明显升高.结论 秦皮乙素促进成骨细胞分化能力,进一步延缓增龄性骨质疏松症,其可能与调控经典Wnt信号相关.
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ER/NO/cGMP通路介导雌马酚对成骨细胞的促分化作用
目的 探讨植物雌激素雌马酚(Equol)诱导小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖及向成骨细胞分化的作用机制.方法 以无酚红α-MEM(含活性碳吸附过的10%胎牛血清)培养小鼠BMSCs,同时分别给予雌马酚(10-6 mol·L-1)、雌马酚(10-6 mol·L-1)合用雌激素受体(estrogen receptor,ER)拮抗剂ICll82,780(10-7 mol·L-1)、雌马酚(10-6 mol·L-1)合用非选择性一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)抑制剂L-硝基精氨酸甲酯(L-NAME(6×10-3 mol·L-1));测定[3H]-甲基胸腺嘧啶掺人率反映细胞增殖情况;测定细胞内碱性磷酸酶活性与钙沉积量反映细胞向成骨细胞分化状态;用一氧化氮(nitric oxide,NO)及环磷酸鸟苷(cyclic GMP,cGMP)试剂盒分别测定细胞培养液中NO产量与细胞内cGMP含量.结果 合用ICI 182,780(10-7 mol·L-1)或L-NAME(6×10-3 mol·L-1)可拈抗雌马酚(10-6 mol·L-1)引起的培养液中NO产量与细胞内cGMP含量的增加,并同时取消雌马酚(10-6 mol·L-1)刺激BMSCs增殖及向成骨细胞分化的作用.结论 雌马酚可通过ER/NO/cGMP信号通路而促进BMSCs增殖及向成骨细胞分化.
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黄精多糖对小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中ALP 和 BGP 表达的影响
目的：探讨黄精多糖（ PSP）对小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化作用中碱性磷酸酶（ alkaline phosphatase，ALP）和骨钙素（ bone gla protein，BGP）表达的影响。方法取8周龄雄性BALB／C小鼠1只，无菌操作分离小鼠股骨和胫骨，注射器冲出骨髓制成细胞悬液，传代3次后分为7组用于实验。诱导组细胞采用体积分数为0．1双抗、含不同浓度PSP的血清＋IMDM培养，非诱导组细胞采用体积分数为0．1双抗血清＋IMDM培养。每天在倒置显微镜下观察各组细胞的生长情况及形态变化。在培养第3，5，7，9，11，13天用四唑盐法（MTT）检测细胞的生长情况并绘制细胞生长曲线。在培养第7天、第14天采用ELISΑ酶联免疫吸附法分别测量细胞碱性磷酸酶（ ALP）和骨钙素（ BGP）的表达量。结果①小鼠骨髓间充质干细胞经PSP诱导后呈三角形、多角形、不规则状，可重叠生长。②各组细胞生长曲线总体趋势基本相同，在第7，9，11，13天，非诱导组细胞不再生长，而各PSP诱导组细胞均继续生长。③各不同浓度PSP诱导组均比非诱导组高表达ALP和BGP（ P＜0．01）。结论 PSP可显著促小鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化过程中ALP和BGP的表达，且随着浓度的增高该促进作用逐渐增强。
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p44/42和P38 MAPKs在骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中发挥不同的功能
目的观察p44/42MAPK、p38 MAPK通路在维生素C(Vit C)、β-磷酸甘油(β-GP)诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)向成骨细胞分化过程中的作用.方法用[3H]-甲基胸腺嘧啶掺入率法反映细胞增殖情况;测定碱性磷酸酶活性与钙沉积量反映细胞向成骨细胞分化状态;用Western-blotting法反映MAPK的表达情况.结果与溶剂对照组相比,在促成骨细胞分化剂Vit C、β-GP作用下,骨髓间充质干细胞(BMSCs)p44/42MAPK、p38 MAPK通路均提前5 d激活.p44/42MAPK通路阻断剂(PD98059)明显减少[3H]-甲基胸腺嘧啶掺入率,抑制BMSCs的增殖;而p38 MAPK通路的阻断剂(SB203580)则显著降低ALP活性及钙沉积量,抑制BMSCs向成骨细胞的分化.结论p44/42MAPK通路在BMSCs的增殖过程中起重要作用,而p38 MAPK通路可能与BMSCs向成骨细胞分化调节有关.
关键词： 骨髓间充质干细胞 增殖 成骨细胞分化 p44/42MAPK p38 MAPK -
氧化应激与骨质疏松
骨质疏松是以骨组织退化、骨量减少,以及易发生骨折为特征的一种慢性骨病,破骨细胞和成骨细胞功能失衡是导致这一病理过程的直接原因.这两种细胞的分化异常在骨质疏松的发病机理中扮演重要角色,骨质疏松患者成骨细胞分化减少而破骨细胞分化增加[1,2].近年来氧化应激作为骨质疏松的一个危险因子已越来越受到重视.有研究表明,氧化应激状态能够抑制骨髓中成骨细胞的分化,同时刺激破骨细胞分化,促进了骨质疏松的发生发展[3].笔者就目前对氧化应激在骨质疏松发生发展中的作用的研究作一综述.
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蛋白质组学在骨疾病及成骨细胞分化中的应用
蛋白质组学是对基因编码的蛋白质进行大规模分析的一门新兴学科,对于寻找骨相关疾病的诊断标志物、筛选药物作用靶点,以及对探讨成骨细胞分化的相关机制等提供了新的方向和方法.本文对蛋白质组学的基本概念、研究方法,以及其在骨疾病和成骨细胞分化中的研究进展进行综述.
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阻断PI3K信号通路显著抑制成骨前体细胞MC3T3-E1的分化
目的:研究PI3K信号通路对成骨前体细胞MC3T3-E1分化的调控作用.方法:首先通过Western印迹试验检测到PI3K信号通路参与成骨细胞分化的调控.应用PI3K激酶的特异性抑制剂LY294002药物阻断PI3K信号通路的活化,通过碱性磷酸酶(ALP)和von Kossa染色观察成骨前体细胞MC3T3-E1分化的改变.结果:Western印迹试验显示,成骨细胞分化过程中PI3K信号通路明显活化.阻断该信号通路的活化显著抑制成骨细胞碱性磷酸酶的活性,同时降低成骨细胞体外形成骨结节结构的能力.结论:PI3K信号通路参与了成骨细胞分化的调控,而这种调控作用是成骨细胞分化所必需的.
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骨钙素及运动对其水平的影响
骨钙素(osteocalcin)又称ν—羧基谷氨酸蛋白(bone ν—carboxyglutamic acid-containing protein，BGP)或骨依赖维生素K蛋白(bone vitamin K dependent protein)。它首先由Hauschka从鸡骨(1975年)、Price从小牛骨(1976年)中分离提取，并鉴定了该物质的化学结构，取名为骨钙素。本文仅就骨钙素的一般研究新进展及运动对其水平的影响作一综述。1 骨钙素的生物化学性质 骨钙素是由活跃的成熟成骨细胞所分泌的一种非胶原蛋白［1］，是成骨细胞分化的后表型的标志［2，3］。它由49个氨基酸组成，其分子量为5.6kda-6.5kda［4，5］，含有3个ν-羧基谷氨酸片段(分别在17，21，和24位上)，是一种钙结合氨基酸［6］。3种基因编码骨钙素，其中骨钙素基因1(OG1)和骨钙素基因2(OG2)仅由成骨细胞所表达，骨钙素相关基因(ORG)在肾中被表达［7］。新合成的骨钙素必须依赖维生素K的翻译后修饰，引起特异谷氨酸片段的ν-羧基化，才具有生物活性，在人类仅仅在片段17位上被羧基化［8］。骨钙素结构有两个主要特征：(1)“谷氨酸螺旋”，一种紧密的Ca2+-依赖α-螺旋构像，很方便地吸附到羟磷灰石上；(2)C端β-折叠，与细胞受体及细胞外蛋白具有潜在的联系［9］。
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同种异体组织移植在骨科应用的现状和前景
同种异体骨移植骨移植是指用手术方法将各种骨组织或材料移植到人体内骨骼缺损、需要加强或融合的部位,是目前骨科临床上广泛应用的一种手术方法,用于创伤、肿瘤或骨病所致骨缺损的填充、辅助骨折的愈合和脊柱的融合.移植骨的生物学功能包括:(1)骨传导性:为血管的长入和新骨的形成提供一个支架.软骨细胞或成骨细胞分化,形成新骨.(3)成骨作用:内含有骨原细胞(成骨细胞或者骨祖细胞),一旦植入合适的环境就能够直接形成新骨.
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骨细胞间隙连接与物理-生物信号传导研究进展
物理信号特别是力负载在骨转换中起重要作用,而骨组织中的细胞成分是对其周围环境的刺激作出反应的基本结构单位,它们在接受刺激后通过结构和功能的调整从而作出反应.然而力负载通过什么途径对细胞群体产生作用,骨细胞对力负载引起的顺式反应机理至今还令人困惑.本文综合近年来一些新实验研究,阐述骨细胞间隙连接(gap junction)在组成骨细胞网络,并通过间隙连接的细胞内通讯(GJIC)机制在力学传递中的重要作用,其中对间隙连接的结构、功能,力负载(如应力、底物变形、流体流动、电磁场等)引起的生物物理信号在GJIC的传递,GJIC对成骨细胞分化的调节等方面作了综述,并提出GJIC的进一步研究与组织工程关系的启示.
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二甲基亚砜诱导HL-60细胞分化的比较蛋白质组学研究
不同的诱导分化剂可诱导急性髓系白血病细胞系HL-60细胞向不同谱系的细胞分化[1].二甲基亚砜( DMSO)由于其溶解极性和非极性化合物能力极强而被广泛用作溶剂.目前,DMSO作为细胞低温保鲜剂(浓度一般在10％)可直接给患者注射[2].据新报道,DMS0可通过活化转录因子促进成骨细胞分化[3].我们采用比较蛋白质组学方法,研究DMSO诱导HL-60细胞分化过程中蛋白质的差异表达,并探讨其可能的分子机制.
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miR-25／TWIST1调控通路在成骨细胞矿化中的作用研究
目的：探究miR-25在成骨细胞分化过程中的作用及其作用机制。方法β-甘油磷酸（β-glycerophos-phate，β-GP）和抗坏血酸（ ascorbic acid）诱导成骨细胞矿化，茜素红（ Alizarin Red S）染色实验观察成骨细胞的矿化情况。生物信息学运算预测miR-25的靶基因。实时定量PCR法检测miR-25以及其他相关基因的表达。过表达实验和抑制实验用于研究miR-25在成骨细胞分化中的作用及其与靶基因之间的相互关系。荧光素酶报告基因实验验证miR-25与其靶基因之间的结合。结果 miR-25的表达随成骨分化过程而逐渐升高。过表达miR-25通过转录后调控其靶基因TWIST1的表达来促进成骨分化。作为调控成骨细胞分化的的转录因子，扭曲基础螺旋—环—螺旋蛋白1（ TWIST1）是miR-25的靶基因。结论 miR-125通过作用于靶基因 TWIST1在成骨细胞的分化中发挥了重要的调控作用，表明调控miR-25的表达，可能成为骨代谢疾病新的治疗靶点。
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骨形态发生蛋白信号传导系统与成骨细胞分化
骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)属于转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族,能够促进骨的形成.而骨形成的关键是骨髓基质干细胞向成骨细胞分化.
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Dlx2基因过表达与前成骨细胞系MC3T3-E1成骨分化过程中的细胞凋亡和周期调控
背景:Dlx2 基因在颅神经嵴细胞迁徙进入第一鳃弓过程和颅颌面骨骼发育中起重要作用,但Dlx2 基因对成骨细胞分化过程中细胞凋亡和细胞周期调控的影响尚未见报道.目的:观察Dlx2 基因过表达对前成骨细胞系MC3T3-E1 成骨分化过程中细胞凋亡和细胞周期调控的影响.方法:构建反转录病毒pMSCV-puro-Dlx2 并转染矿化诱导液培养下的MC3T3-E1 细胞,构建稳定过表达Dlx2 基因的细胞系MC3T3-E1-Dlx2.RT-PCR 和Western blot 验证Dlx2 基因过表达细胞系的建立.Annexin V/PI 双染色后流式细胞分选检测细胞凋亡,PI/RNase 双染色后流式细胞分选检测细胞周期变化.结果与结论:实验成功构建稳定过表达Dlx2 基因的细胞系MC3T3-E1-Dlx2.发现Dlx2 基因过表达促进细胞凋亡(P < 0.05),同时阻滞细胞周期于G1/G0 期(P < 0.05),减低细胞增殖性,促进细胞分化行使功能.
