成骨诱导

摘要： 背景:绿原酸是干李子中含量最丰富的多酚类物质,作为一种食源性药物有望用于骨质疏松治疗之中。目的:探究绿原酸对成骨前体细胞成骨分化的影响及其机制,并在骨质疏松小鼠模型中进行相关验证。方法:(1)体外实验:以含不同质量浓度(0,0.1,1,10,100 mg/L)绿原酸的培养基培养MC3T3-E1细胞,采用CCK-8法检测细胞增殖。采用含0,10,20 mg/L绿原酸的成骨诱导培养基培养MC3T3-E1细胞,进行碱性磷酸酶染色、茜素红染色、成骨基因表达与BMP-2/RUNX2/SMAD4信号通路蛋白检测。(2)体内实验:将32只雌性C57BL/6小鼠随机分成4组,假手术组、去卵巢组及低、高剂量绿原酸组,每组8只,低、高剂量绿原酸组去卵巢后腹腔注射25,50 mg/(kg·d)的绿原酸,连续给药8周。给药8周后,进行骨组织Micro-CT扫描与组织形态学观察。结果与结论:(1)体外实验:当绿原酸质量浓度≤10 mg/L时,对MC3T3-E1细胞的增殖无明显影响。碱性磷酸酶染色与茜素红染色显示,随着绿原酸质量浓度的增加,MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶活性、钙沉积和钙结节生成能力提高,成骨相关基因碱性磷酸酶、骨桥蛋白、骨钙素、骨形态发生蛋白2、RUNX2、SMAD4表达升高,骨形态发生蛋白2、RUNX2、SMAD4蛋白表达升高。(2)体内实验:Micro-CT扫描显示,去卵巢组小鼠骨密度、骨体积分数、骨小梁厚度及数量均低于假手术组(P <0.05),骨小梁分离度高于假手术组(P <0.05);经过不同质量浓度绿原酸干预后,去卵巢小鼠的上述指标均有所改善,其中高剂量绿原酸组改善效果有显著性意义(P <0.05)。苏木精-伊红染色显示,去卵巢组小鼠骨量少于假手术组,经过绿原酸干预后骨量增加。(3)绿原酸可能通过BMP-2/RUNX2/SMAD4信号通路促进成骨分化,预防去卵巢小鼠的骨丢失。

摘要： 背景:骨髓间充质干细胞分化受到多种因素的影响,肥胖小鼠骨髓间充质干细胞具有更佳的成骨分化能力.目的:探究正常饮食小鼠与高脂饮食诱导的肥胖小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的差异.方法:将4-6周龄Balb/c小鼠随机分为正常饮食组和高脂饮食组,饲养20周后,通过全骨髓培养法得到骨髓间充质干细胞,成骨诱导7 d后进行碱性磷酸酶染色以及qRT-PCR检测成骨相关基因的表达,成骨诱导14 d后进行茜素红染色.高脂饲养20周后,Micro-CT分析股骨骨量的变化,小鼠股骨切片进行苏木精-伊红染色.结果 与结论:①与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食饲养20周后小鼠体质量显著增加;②与正常饮食组小鼠骨髓间充质干细胞相比,高脂饮食组小鼠骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶阳性表达和钙结节数目显著增加,成骨相关基因碱性磷酸酶、骨桥蛋白和RUNT相关转录因子2表达水平升高;③Micro-CT重建和骨形态参数量化结果显示,与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食组小鼠骨量显著增加,其中骨密度、骨体积分数、骨面积与骨体积比值、骨小梁厚度和骨小梁数目均显著增加,而骨小梁分离度显著减小,苏木精-伊红染色显示高脂饮食组小鼠股骨内含有较多的骨小梁;④结果表明,肥胖小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力增强,进一步导致小鼠的骨密度、骨小梁厚度和骨小梁数目显著增加,骨量显著升高.

摘要： 背景:硅酸钙支架因为具有良好的生物相容性、骨诱导性、骨传导活性及具备一定的生物降解性而备受关注,但由于硅酸钙成骨效应不稳定、降解速率快以及力学性能差的原因,目前尚未应用于临床骨缺损修复中.目的:详细回顾近年来优化硅酸钙支架性能的研究进展,总结单相硅酸钙支架在骨缺损修复应用中的潜力和不足,探索其用于临床骨缺损修复的可能性.方法:通过中国知网、万方、PubMed、Elsevier及Web of Science数据库,以"3D print,calcium silicate,osteogenesis,composite modification,angiogenesis,stress distribution,bone defect repairing"为英文检索词,"3D打印、硅酸钙、成骨诱导、复合改性、成血管诱导、应力分布、骨缺损修复"为中文检索词,检索近20年的相关文献,通过纳入、排除标准筛选,最终纳入文献共83篇,基于终筛文献对骨组织工程中硅酸钙(基)支架性能优化的研究进展及挑战进行系统全面的分析阐述.结果 与结论:①硅酸钙材料具有一定的促骨髓间充质干细胞成骨成血管定向分化的潜力,一定的可降解性,游离的Ca2+和Si4+可诱导羟基磷灰石沉积、促进Ⅰ型胶原分泌以及成骨细胞分化,进而增加骨密度,促进矿化环节,目前已成为骨修复领域最有潜力的前沿研究方向.②然而单相硅酸钙支架在机械性能、生物活性和降解速率上难以完全适配骨缺损区域的骨组织再生,故尚未在临床上广泛使用.③目前,针对硅酸钙(基)支架性能优化的研究虽较丰富,但是缺乏系统的整理归纳,文章将硅酸钙(基)支架的性能优化手段归纳为支架结构的优化和支架材料组成的优化共2大类.④硅酸钙(基)支架的结构优化以3D打印技术效果最为突出,3D打印技术通过精确调控支架的孔隙率和孔径大小,可以使硅酸钙(基)支架拥有更优的应力分布模式和成骨成血管效应;⑤硅酸钙支架材料组成的优化是借助复合材料(包括无机离子、分子、有机分子和高分子聚合物等)对支架生物化学结构的多方面影响,以达到改善硅酸钙(基)植入支架机械力学性能及成骨成血管生物诱导性能的目的.⑥因此,综合利用3D打印技术和材料复合改性手段是目前硅酸钙支架优化研究的新思路,基于单相硅酸钙支架在骨缺损修复应用中存在的弊端,通过对硅酸钙(基)支架结构、组成、表面情况等多方面进行优化改性,以期在未来探索出一种能有效促进成骨分化、骨矿化、机械力学性能和降解速率能够与骨缺损区域骨组织再生相匹配的新型硅酸钙(基)组织工程骨支架.

摘要： 骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是在一定条件下能够向成骨细胞分化的多能干细胞,其增殖分化与中医“肾主骨生髓”理论及骨质疏松症(osteoporosis,OP)关系密切,大量研究表明传统补肾中药诱导BMSCs增殖分化治疗OP疗效显著。本文以中医“肾主骨生髓”理论为指导,探讨“肾藏精-主骨生髓-BMSCs-OP”之间的科学内涵,并探讨“补肾生髓”理论指导下传统补肾中药通过诱导BMSCs成骨分化与OP的关系,结合补肾中药及复方诱导BMSCs治疗OP的现代医学研究,为进一步探索有效的中医药治疗方案及发挥中医药独特优势提供依据。

摘要： 目的:应用3D打印技术及致孔剂浸出法制备具有两种不同尺度孔隙的磷酸镁多孔支架,研究其物理化学性能及骨诱导能力.方法:通过间接打印法制备多孔磷酸镁(MgP)支架,利用NaCl(粒径25～50μm)作为致孔剂引入微孔,制备MgP-Na微孔支架;通过扫描电镜、压汞仪、通用材料试验机及X线衍射仪检测支架的物理及化学性能;应用CCK8和DAPI染色检测人骨髓间充质干细胞(hBMSC)在支架上的增殖和黏附;采用茜素红染色和碱性磷酸酶(ALP)定量实验评估支架促hBMSC成骨分化的能力.结果:MgP-Na支架具有更高的孔隙率(P<0.05),同时微孔的存在明显降低了MgP-Na支架的压缩强度(P<0.05).两组支架均具有良好的生物相容性,hBMSC可在支架上黏附与增殖,并且微孔结构更有利于细胞的黏附(P<0.05).MgP-Na支架对于hBMSC的钙沉积和成骨分化具有更加积极的作用(P<0.05).结论:磷酸镁多孔支架有望成为修复骨缺损的新型骨组织工程支架,MgP-Na支架的微孔结构在体外骨诱导中起到了积极有效的作用.

摘要： 目的:比较幼年和成年猪松质骨脱细胞基质(DCBM)的成骨特性.方法:制备幼年和成年猪DCBM并验证脱细胞效果.胶原和糖胺聚糖(GAGs)定量检测、Masson三色和阿利新蓝染色评估脱细胞前后胶原和GAGs含量及分布.免疫组化检测松质骨基质中骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)和骨钙蛋白(OCN)的分布情况.qPCR检测幼年和成年DCBM诱导复植间充质干细胞(MSC)的I型胶原(Col-I)、碱性磷酸酶(ALP)、BMP-2和OCN等成骨分化指标的基因表达.纳米液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析DCBM的蛋白组成.结果:定量分析显示,幼年松质骨较成年松质骨在脱细胞前后胶原和GAGs含量更高.幼年松质骨脱细胞前后BMP-2、MMP-13、OCN等的表达均高于成年松质骨.成骨诱导实验显示复植于幼年DCBM的MSC,ALP、Col-I等的mRNA的表达量高于复植于成年DCBM.蛋白质谱GO分析和丰度分析显示幼年DCBM较成年DCBM肽链种类丰富,包含成纤维细胞生长因子、转化生长因子、胰岛素样生长因子等促骨生长细胞因子.结论:同等条件下制备的幼年DCBM与成年猪DCBM比较含有更丰富的促骨生长细胞因子,具有更强的成骨诱导性能.

摘要： 目的:比较幼年和成年猪松质骨脱细胞基质(DCBM)的成骨特性。方法:制备幼年和成年猪DCBM并验证脱细胞效果。胶原和糖胺聚糖(GAGs)定量检测、Masson三色和阿利新蓝染色评估脱细胞前后胶原和GAGs含量及分布。免疫组化检测松质骨基质中骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)和骨钙蛋白(OCN)的分布情况。q PCR检测幼年和成年DCBM诱导复植间充质干细胞(MSC)的I型胶原(ColI)、碱性磷酸酶(ALP)、BMP-2和OCN等成骨分化指标的基因表达。纳米液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析DCBM的蛋白组成。结果:定量分析显示,幼年松质骨较成年松质骨在脱细胞前后胶原和GAGs含量更高。幼年松质骨脱细胞前后BMP-2、MMP-13、OCN等的表达均高于成年松质骨。成骨诱导实验显示复植于幼年DCBM的MSC,ALP、Col-I等的m RNA的表达量高于复植于成年DCBM。蛋白质谱GO分析和丰度分析显示幼年DCBM较成年DCBM肽链种类丰富,包含成纤维细胞生长因子、转化生长因子、胰岛素样生长因子等促骨生长细胞因子。结论:同等条件下制备的幼年DCBM与成年猪DCBM比较含有更丰富的促骨生长细胞因子,具有更强的成骨诱导性能。

摘要： 目的:制备FAP Nb/LDH纳米材料,对FAP Nb/LDH纳米材料进行表征,并探究FAP Nb/LDH纳米材料在促进骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用.方法:通过共沉淀法制备LDH纳米粒,并将其分别与FAPNb配成8∶1,8∶2,8∶4,8∶6,8∶8,8∶10质量比混合,从而得到FAP Nb/LDH纳米材料;通过粒径、电位、分散度系数对FAP Nb/LDH纳米材料的基本理化性质进行表征,采用BCA法检测FAP Nb/LDH纳米材料的载药率和吸附率,通过X射线衍射(XRD)对FAP Nb/LDH纳米材料的形态和晶体结构进行表征;使用人骨髓间充质干细胞测试FAP Nb/LDH纳米材料的细胞毒性和成骨作用;ELISA法检测碱性磷酸酶活性和骨钙素活性,实时荧光定量PCR(qPCR)法检测成骨相关基因的表达.结果:成功合成了具有良好稳定性和分散性的FAP Nb/LDH纳米材料.FAP Nb吸附于LDH表面,所制备的FAP Nb/LDH纳米材料具有良好的晶体结构.LDH:FAP Nb质量比在8∶6时,载药率最高,培养基中FAP Nb纳米材料浓度为0.7 mg/L时,具有最明显的促进成骨分化性能,碱性磷酸酶活性、骨钙素活性、Ⅰ型胶原mRNA的表达水平最高;FAP Nb/LDH纳米材料无细胞毒性(P＜0.05).结论:FAP Nb/LDH纳米材料具有良好的成骨作用和生物相容性,是一种具有良好应用潜力的骨组织修复材料.

摘要： 目的 通过溶胶-凝胶法合成纳米尺径的硅基生物活性颗粒(SBPs),检测其对间充质干细胞(MSCs)成骨分化和迁移的作用.方法 通过溶胶-凝胶法合成SBPs,通过扫描电镜和ZATA电位分析仪检测颗粒的物理特征.在培养基中添加SBPs配置成系列浓度的条件培养基,检测不同浓度的SBPs对小鼠MSCs增殖、成骨分化和迁移的影响.结果 SBPs的平均直径为134.3 nm,并且呈均匀分散球形颗粒.不同浓度的SBPs对MSCs增殖无影响;但4μg/mL的SBPs对细胞成骨分化有明显的促进作用;高浓度(＞16 μg/mL)的SBPs抑制MSCs的成骨分化;4 μg/mL的SBPs对MSCs有明显的促进迁移的作用.结论 在适宜浓度范围内(1～4μg/mL),SBPs具有促成骨作用和诱导MSCs迁移,未来可能被用来与其他生物材料复合制备新型的骨移植材料.

摘要： 本文利用组织工程方法,对小肠粘膜下层为支架材料复合培养成骨诱导后的骨髓基质干细胞构建骨组织的可行性进行了研究.结果显示,骨髓基质干细胞经成骨诱导为成骨细胞后与小肠粘膜下层复合培养植入裸鼠体内后可形成骨组织,小肠粘膜下层是一种良好的骨组织工程支架材料.

摘要： 本发明公开一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载micro RNA‑214抑制剂可降解材料，由以下原料组成：氧化石墨烯、聚乙烯亚胺、micro RNA‑214抑制剂、丝素蛋白、纳米羟基磷灰石。本发明的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载micro RNA‑214抑制剂可降解材料在体内可降解，具有较好的成骨分化功能和更高的生物活性，在促进细胞增殖分化，促进细胞粘附等方面有明显优势，且降解产物对周围环境无明显影响。因此，本发明的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA‑214抑制剂可降解材料适用于临床中的微创骨修复应用。

摘要： 本发明公开了一种成骨诱导剂及在脂肪间充质干细胞成骨诱导分化中的应用。RUNX2是成骨分化过程中关键的调控因子，能够调控众多基因的转录，RUNX2缺失会导致成骨细胞的分化完全被抑制。本发明发现，川白芷素可显著提高脂肪间充质干细胞成骨分化调控因子RUNX2的表达水平，为有效的RUNX2表达激活剂；将川白芷素作用于脂肪间充质干细胞，茜素红染色结果发现川白芷素可以显著提高细胞钙矿化结节程度，表明川白芷素对ADSCs成骨分化具有显著的诱导作用。

摘要： 一种基于弓形虫外分泌蛋白的成骨诱导分化培养基、制备方法及成骨诱导分化方法，其成骨诱导分化培养基含有弓形虫外分泌蛋白。成骨诱导分化培养基还含有地塞米松、L‑抗坏血酸、β‑甘油磷酸钠和完全培养基。含量如下：弓形虫外分泌蛋白：0.5mg/mL～15mg/mL；地塞米松：80nM～120nM；L‑抗坏血酸：30mM～80mM；β‑甘油磷酸钠：3mM～15mM。本发明的弓形虫外分泌蛋白作为成骨诱导培养基添加成分可大幅提高间充质干细胞成骨分化效果。

摘要： 本发明涉及细胞培养技术领域，特别涉及一种脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物及其成骨诱导方法。本发明脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物包括钙粘附蛋白‑11和富血小板血浆，该脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物可显著提高脂肪间充质干细胞的成骨诱导分化能力，采用PRP代替动物血清，减少了其应用的风险和免疫原性，并且可应用于临床。

摘要： 本发明提供一种脂肪干细胞的纯化方法，该方法包括：原代脂肪干细胞培养和CD90+细胞群纯化。本发明还提供纯化后的脂肪干细胞在成骨诱导和成软骨诱导方面的应用。通过本发明得到的ADSCs中CD90+细胞群，具有更高的干细胞分化潜能，可以提高ADSCs在组织工程中的使用效率和修复效果，在相同诱导条件下，成骨率和成软骨率分别提高了3‑5倍和5‑7倍。

摘要： 一种基于弓形虫外分泌蛋白的成骨诱导分化培养基、制备方法及成骨诱导分化方法，其成骨诱导分化培养基含有弓形虫外分泌蛋白。成骨诱导分化培养基还含有地塞米松、L‑抗坏血酸、β‑甘油磷酸钠和完全培养基。含量如下：弓形虫外分泌蛋白：0.5mg/mL～15mg/mL；地塞米松：80nM～120nM；L‑抗坏血酸：30mM～80mM；β‑甘油磷酸钠：3mM～15mM。本发明的弓形虫外分泌蛋白作为成骨诱导培养基添加成分可大幅提高间充质干细胞成骨分化效果。

摘要： 本发明公开了一种脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物，由以下原料组成：基础培养基、β‑甘油磷酸二钠、磷酸铁锂、纳米硒化铋、泡桐素、成纤维细胞生长因子、重组胰岛素。本发明提供的组合物添加磷酸铁锂、纳米硒化铋以及泡桐素等成分，能有效提高细胞的成骨增殖分化效率。其中添加的磷酸铁锂、纳米硒化铋提高了脂肪间充质干细胞成骨分化信号活性，能有效促进细胞的成骨分化。泡桐素和成纤维细胞生长因子、重组胰岛素一起促进成骨细胞增殖，缩短细胞分化时间。本发明还提供一种脂肪间充质干细胞成骨诱导方法，采用本发明提供的组合物可以高效稳定的对脂肪间充质干细胞进行成骨诱导分化，保障了脂肪间充质干细胞在骨组织工程中的应用。

摘要： 本发明公开了一种成骨诱导剂及在脂肪间充质干细胞成骨诱导分化中的应用。RUNX2是成骨分化过程中关键的调控因子，能够调控众多基因的转录，RUNX2缺失会导致成骨细胞的分化完全被抑制。本发明发现，川白芷素可显著提高脂肪间充质干细胞成骨分化调控因子RUNX2的表达水平，为有效的RUNX2表达激活剂；将川白芷素作用于脂肪间充质干细胞，茜素红染色结果发现川白芷素可以显著提高细胞钙矿化结节程度，表明川白芷素对ADSCs成骨分化具有显著的诱导作用。

摘要： 本发明涉及细胞培养技术领域，特别涉及一种脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物及其成骨诱导方法。本发明脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物包括钙粘附蛋白-11和富血小板血浆，该脂肪间充质干细胞成骨诱导组合物可显著提高脂肪间充质干细胞的成骨诱导分化能力，采用PRP代替动物血清，减少了其应用的风险和免疫原性，并且可应用于临床。

摘要： 本发明提供一种脂肪干细胞的纯化方法，该方法包括：原代脂肪干细胞培养和CD90+细胞群纯化。本发明还提供纯化后的脂肪干细胞在成骨诱导和成软骨诱导方面的应用。通过本发明得到的ADSCs中CD90+细胞群，具有更高的干细胞分化潜能，可以提高ADSCs在组织工程中的使用效率和修复效果，在相同诱导条件下，成骨率和成软骨率分别提高了3‑5倍和5‑7倍。