Induction of osteoblast differentiation in human adipose derived stem cells by lanthanum ions

Adipose derived stem cells represent a readily available source of adult stem cells for various biomedical applications. In this study, the proliferation and osteogenic differentiation potential of lanthanum nitrate（La3＋） on human adipose derived mesenchymal stem cells（hADSCs） were investigated for the first time and compared with that of dexamethasone（Dex）. Our results provided evidence that La3＋ at 50 μmol/L concentration promoted proliferation of hADSCs upto 2.4 fold when treated for 21 d in DMEM medium. Treatment of hADSCs with La3＋ containing osteogenic induction medium（α-MEM with ascorbic acid and β-glycerophosphate） for 7 d resulted in higher calcium deposition than that in the presence of Dex（0.1 μmol/L） as shown by Alizarin red S and von Kossa staining. Scanning electron micrographs also showed more extracellular matrix mineralization in the presence of La3＋. After 7 d of treatment with La3＋（10 μmol/L） the expression of RunX2, osteopontin（OP） and osteocalcin（OC） increased 3.4, 5.5 and 2.7 fold respectively. Our results provided evidence that in the presence of La3＋ osteogenic differentiation occurred earlier than that in the presence of Dex.     

活化蛋白1在高糖诱导MC3T3-E1成骨细胞凋亡中的作用

目的观察活化蛋白1(AP-1)在高糖诱导MC3T3-E1成骨细胞凋亡中的作用。方法将体外培养的MC3T3-E1细胞分为正常对照组和实验组,实验组包括22.0 mmol/L D-葡萄糖组(高糖组)、P38MAPK-shRNA慢病毒转染组、P38MAPK信号转导阻断剂组、无关shRNA转染组、AP-1抑制剂SP600125组。采用TUNEL和流式细胞术检测细胞凋亡,用EMSA检测MC3T3-E1细胞AP-1的活性。结果与正常对照组相比,高糖组MC3T3-E1成骨细胞P38MAPK表达、AP-1活性、细胞凋亡显著增加。P38MAPK-shRNA慢病毒转染组和P38MAPK信号转导阻断剂组MC3T3-E1细胞AP-1活性较高糖组分别下降57.9%(P<0.01)和45.6%(P<0.05)。AP-1抑制剂组MC3T3-E1细胞凋亡率较高糖组下降39.7%(P<0.01)。结论高糖通过激活P38MAPK增加AP-1活性,诱导MC3T3-E1成骨细胞凋亡,抑制AP-1活性后高糖诱导的MC3T3-E1细胞凋亡显著下降。     

低氧条件下人成骨细胞长链非编码RNA5'aHIF-1α的表达

目的观察低氧条件下人成骨细胞HIF-1α反义转录物5'aHIF-1α的表达变化,探讨低氧对人成骨细胞分化影响的调控机制。方法采用人成骨肉瘤细胞系(MG63),随机分为4组,分别在不同氧体积分数(10%、6%、3%和1%O2)条件下培养72 h。用Trizol法提取总RNA,用实时荧光定量PCR法检测5'aHIF-1α表达;用Western blot法检测HIF-1α蛋白表达。结果 10%O2组MG63细胞5'aHIF-1α表达水平是对照组(6%O2)的2.06±0.07倍,3%和1%O2组MG63细胞5'aHIF-1α表达水平分别是对照组的0.63±0.08和0.43±0.03倍。10%O2组5'a HIF-1α蛋白表达水平明显降低,3%和1%O2组HIF-1α蛋白表达水平随氧体积分数降低而逐渐升高。结论低氧条件下,长链非编码RNA-5'aHIF-1α可能在转录或转录后水平抑制MG63细胞HIF-1α的表达,但随着氧体积分数的降低,其抑制作用逐渐减弱。     

响应面法优化龟甲蛋白提取工艺及其对MC3T3-E1细胞增殖活性

目的:优化龟甲蛋白提取工艺,筛选龟甲促成骨细胞（MC3T3-E1）增殖活性组分。方法:以蛋白含量及对MC3T3-E1细胞增殖率为指标筛选龟甲蛋白提取方法;以料液比、提取温度、时间为自变量,龟甲蛋白含量为因变量,进行单因素提取研究,结合响应面试验设计,获得提取龟甲蛋白最佳工艺;通过超滤技术将龟甲蛋白按分子量分为5个不同组分:总提组分（组分1）,Mw>10 kDa组分（组分2）,Mw:3~10 kDa组分（组分3）,Mw:1~3 kDa组分（组分4）,Mw<1 kDa组分（组分5）,CCK8法测定不同浓度龟甲蛋白（12.5、25、50、100、200 μg/mL）及其不同组分对MC3T3-E1细胞增殖率的影响。结果:磁力搅拌方法得到的龟甲蛋白含量最高,且活性最佳,龟甲蛋白最佳提取条件为料液比1:13（g/mL）、提取温度30℃、提取3 h,此条件下测得龟甲蛋白含量为15.16%;龟甲蛋白不同组分均能促进MC3T3-E1前成骨样细胞增殖,并呈浓度依赖性,在浓度为200 μg/mL时,组分1~5对细胞的增殖率分别为20.58%、25.30%、30.24%、37.89%、38.15%,分子量小于1 kDa的组分促MC3T3-E1细胞增殖活性最佳。结论:本研究为龟甲蛋白的制备工艺提供参考,并证明龟甲蛋白及其不同组分均具有较好的促成骨细胞增殖活性,其中分子量小于1 kDa组分对MC3T3-E1细胞增殖的效果最佳。     

儿童配方奶粉对Caco-2细胞钙转运及对成骨细胞增殖、矿化的影响

为评价某市售儿童成长配方奶粉的补钙和促进骨骼生长能力,以常见市售纯牛奶A作为对照,运用人结肠腺癌细胞（Caco-2）单层模型,研究其对钙离子转运的作用;运用成骨细胞（MC3T3-E1）矿化模型,研究其对成骨细胞增殖与矿化的影响。Caco-2细胞模型结果表明,各剂量组儿童配方奶粉组的钙转运量均高于市售纯牛奶A,但相较空白组无显著性差异（p<0.05）。成骨细胞增殖实验结果表明,5~50 μg/mL的儿童配方奶粉对成骨细胞均有促进增殖作用,增殖速度均在30%以上;并测定细胞碱性磷酸酶活性,当儿童配方奶粉质量浓度为50 μg/mL时,酶活达7.79 U/g蛋白,相较空白组极显著提高（p<0.01）,较市售纯牛奶A的效果更稳定。成骨细胞矿化结果表明,5~50 μg/mL儿童配方奶粉能显著促进成骨细胞产生矿化结晶,50 μg/mL时茜素红吸光值均为0.180,对比空白组提高50%以上,较市售纯牛奶A矿化程度更稳定。综上实验结果,儿童配方奶粉虽对钙在小肠上皮的转运吸收无明显促进作用,但很可能通过促进骨生长而对儿童生长发育起作用。     

MGF-Ct24E改性聚乳酸的合成、表征及其对成骨细胞增殖的评价

力生长因子(MGF)是骨修复重建的一种重要生长因子。以二环己基碳二亚胺为缩合剂,将MGF羧基端E结构域24肽(MGF-Ct24E)共价接枝到丁二胺改性的聚乳酸上(DPLA),制得了新型MGF-Ct24E改性聚乳酸仿生材料(MGF-Ct24E-DPLA)。采用氨基酸分析和高效液相色谱对MGF-Ct24E含量进行了定性定量表征,静态水接触角和吸水率测定了MGF-Ct24E-DPLA材料的亲水性,MTT法评价了其对成骨细胞的增殖作用。结果表明,MGF-Ct24E成功引入到DPLA中,接枝效率为24.7%,并且和DPLA相比,MGF-Ct24E-DPLA材料具有更好的亲水性和促进成骨细胞增殖的能力。因此这种新型MGF-Ct24E改性聚乳酸仿生材料有望成为骨组织工程领域中一种卓越的生物材料。     

黄芪总黄酮对大鼠原代成骨细胞的影响及其机制研究

在大鼠颅骨原代成骨细胞中加入不同浓度的黄芪总黄酮(ATF),用MTT法检测细胞增殖,用碱性磷酸酶(ALP)活性、Ⅰ型胶原及骨钙素水平检测细胞分化,用茜素红染色法检测细胞矿化,用ELISA法和Western blot方法检测成骨细胞中骨形成蛋白(BMP-2)及核心结合因子(Runx-2)的表达。结果表明,ATF能剂量依赖性地促进大鼠原代成骨细胞的增殖、分化及矿化,同时上调成骨细胞中BMP-2和Runx-2蛋白的表达。提示ATF可能通过上调成骨细胞中BMP-2和Runx-2的表达来促进成骨细胞的成骨活性。     

局部辐照大鼠血清对成骨细胞增殖分化的影响

SD大鼠胫骨部位30Gy照射2周和12周后处死,取血离心得血清;酶消化法分离培养新生SD大鼠头盖骨成骨细胞。采用MTT和PNPP法观察不同血清对成骨细胞增殖和分化的影响;用流式细胞仪观察成骨细胞周期变化;用RealtimePCR方法观察成骨细胞CyclinD、CyclinE、p21和p53的表达。结果显示：辐照2周和12周的大鼠血清抑制成骨细胞增殖,对成骨细胞ALP的表达无明显影响;辐照2周和12周的大鼠血清增加G1期成骨细胞比例,减少S期和G2期细胞比例;辐照2周大鼠血清抑制成骨细胞CyclinD和CyclinE的表达;12周大鼠血清促进成骨细胞p21和p53的表达,抑制成骨细胞CyclinE的表达。局部辐照大鼠血清通过抑制成骨细胞CyclinD和CyclinE表达,上调p21和p53的表达持续阻滞细胞于G1期抑制成骨细胞增殖。     

脉冲电磁场对骨质疏松的生物效应

电磁场作为非创伤性疗法在骨病治疗中已得到广泛的关注,故清华大学深圳研究生院以近10年的工作为基础,从细胞水平、动物模型和临床研究3个方面总结了脉冲电磁场应用于防治骨质疏松研究所取得的成果。研究发现,电磁场能够促进DNA的合成和影响成骨细胞的增殖和分化,且其效果存在一定的窗口效应;骨质疏松动物模型研究显示,脉冲电磁场能够改善去势诱导骨质疏松模型骨密度;初步临床实验证实了细胞研究和动物模型研究的作用效果,并且能够有效改善骨质疏松病人的疼痛和改善骨密度水平。因此认为脉冲电磁场将在骨质疏松的防治中发挥重要作用。     

纳米珍珠质/Ⅰ型胶原复合支架结构及活性研究

研究了纳米珍珠质/I型胶原复合支架的组成结构及对MC3T3-E1前成骨细胞的影响。应用扫描电镜、X射线衍射,光谱法进行组成结构,钙离子和多肽释放测试。将MC3T3-E1前成骨细胞在复合支架上进行培养,测定细胞增殖率,碱性磷酸酶及I型胶原蛋白的表达。结果表明,纳米珍珠质/I型胶原复合支架呈多孔状结构,能缓慢释放游离钙离子和多肽。MC3T3-E1细胞生长良好,碱性磷酸酶、胶原蛋白表达水平明显提高。复合支架对MC3T3-E1细胞成骨活性有明显的促进作用。