骨髓间充质干细胞 骨形成标志物
骨髓间充质干细胞形态

骨髓间充质干细胞形态骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类存在于骨髓中的多能干细胞,在医学领域中具有重要的研究和应用价值。
它们具有自我更新和多向分化的能力,可以分化为成骨细胞、成脂细胞和软骨细胞等,因此被广泛应用于组织工程、再生医学和免疫治疗等领域。
骨髓间充质干细胞的形态特征是它们的形态与其他细胞存在显著差异。
正常情况下,骨髓间充质干细胞呈梭形或纺锤形,细胞体较大,胞质丰富。
细胞核呈椭圆形或卵圆形,位于细胞的中央或偏离中央位置。
细胞浆内含有丰富的有机物质和细胞器,如内质网、线粒体和高尔基体等。
此外,骨髓间充质干细胞表面具有特定的标志物,如CD73、CD90和CD105等,可以通过流式细胞术等技术进行鉴定和分离。
骨髓间充质干细胞的形态特征与其功能密切相关。
首先,骨髓间充质干细胞的形态特征决定了它们具有较好的粘附能力和迁移能力。
这使得它们能够在体内迅速定位到损伤部位,并参与组织修复和再生过程。
其次,骨髓间充质干细胞的形态特征决定了它们的分化潜能和功能。
通过调控细胞外基质、生长因子和信号通路等因素,可以诱导骨髓间充质干细胞向特定方向分化,从而实现组织的再生和修复。
最后,骨髓间充质干细胞的形态特征还与其免疫调节功能密切相关。
研究表明,骨髓间充质干细胞能够通过分泌细胞因子、抑制炎症反应和调节免疫细胞的活性等方式,发挥免疫调节作用,从而对炎症性和自身免疫性疾病具有治疗潜力。
在临床应用方面,骨髓间充质干细胞具有广阔的前景。
首先,骨髓间充质干细胞可以用于组织工程领域,如骨髓间充质干细胞可以通过载体材料和生物活性因子等技术,构建人工骨骼和软骨组织,用于治疗骨和关节疾病。
其次,骨髓间充质干细胞还可以应用于再生医学领域,如骨髓间充质干细胞可以通过干细胞移植等技术,修复受损组织和器官,治疗心脑血管疾病、神经退行性疾病和器官功能衰竭等疾病。
此外,骨髓间充质干细胞还可以用于免疫治疗领域,如骨髓间充质干细胞可以通过调节免疫细胞的活性和增强免疫耐受性等机制,治疗自身免疫性疾病和移植排斥反应等疾病。
《骨代谢生化指标临床应用专家共识(2022)》要点

《骨代谢生化指标临床应用专家共识(2022)》要点骨是具有新陈代谢的活组织,由破骨细胞吸收旧骨、成骨细胞生成等量新骨取代以完成骨转换,在伴随人一生的骨转换过程中,骨代谢生化指标发挥重要调节作用。
骨代谢生化指标包括:钙磷代谢调节指标、骨形成标志物、骨吸收标志物、激素与细胞因子。
其中骨形成标志物与骨吸收标志物合称为骨转换标志物。
骨代谢生化指标虽不能作为骨质疏松诊断的金标准,但通过检测血、尿中骨代谢生化指标水平,可以了解骨组织新陈代谢的情况,用于评价骨代谢状态、骨质疏松诊断分型、预测骨折风险、抗骨质疏松治疗疗效评价,以及代谢性骨病的鉴别诊断。
在骨质疏松发病机制、骨质疏松药物的研究及流行病学研究方面具有重要的临床意义。
1钙磷代谢调节指标在骨代谢调节过程中,主要的钙磷代谢调节指标包括甲状旁腺素、降钙素和维生素D3。
1.1甲状旁腺素对维持机体钙磷平衡和调节骨代谢起着重要作用。
PTH分泌受多种因素的调节,如维生素D、钙、磷、蛋白激酶、性腺类固醇类激素等。
PTH促进骨吸收和骨转换,动员骨钙入血,血钙升高。
研究表明,PTH对骨形成和骨吸收具有双重效应,PTH的生物效应取决于其作用剂量,在持续大剂量PTH的作用下,破骨细胞活性超过成骨细胞,导致骨丢失大于骨形成。
间歇性小剂量PTH促进骨形成。
PTH增高,见于原发性甲状旁腺功能亢进、异位性甲状旁腺功能亢进、继发于肾病的甲状旁腺功能亢进、假性甲状旁腺功能减退等。
PTH减低,见于甲状腺手术切除所致的甲状旁腺功能减退症、肾功能衰竭和甲状腺功能亢进所致的非甲状旁腺性高血钙症等。
测定血清PTH是诊断PTH相关性骨病的最重要指标,在判断和鉴别原发性和继发性甲状旁腺功能亢进时,可结合血钙、血磷和维生素D水平一起分析。
临床上诊断骨质疏松时,当血钙异常时,为查找原因常检测PTH,而当血钙正常时,通常不常规检测PTH,但血钙正常PTH也有升高现象。
1.2降钙素降钙素(CT)是一种重要的参与钙磷代谢调节的多肽类激素。
低氧张力下骨髓间充质干细胞增殖与成骨分化特点及研究进展

国际 骨 科 学 杂 志
2 1 年 9月 第 3 o1 2卷
第 5期
It to ,S pe e 5 0 1 n Orh p e tmb r2 ,2 1 ,Vo.3 ,N . J 1 2 o5
・
3 9 ・ 1
关, 这可 能与依 赖 HI_a机制 有关 。B u ate 等 ] F1 amgr r n 将人 B C种植 于纤维 蛋 白胶 中, 比较 2 和 3 氧 MS 并 1 张力下 B C增殖和成 软骨分 化情况 , 现这 两种 氧张 MS 发 力对 B C增 殖 没有 明显 影 响, MS 干细胞 标 志物 O t c 4恒 定表达 , 3 氧张力下的 B C表 现出更强 的成软骨分 但 MS 化能力 。近年研究 也发 现 , 低氧 张力也 利 于 B C往 心 MS 肌 细 胞 方 向 分 化 。多 项 研 究 结 果 证 实 , 经 干 细 胞 神 ( S ) 、 胎 干 细 胞 ( S ) 、 导 型 多 能 干 细 胞 N C_ 胚 2 E C_ 诱 2 ( s ) 等不 同来源 的干细胞 , 低氧 张力下 表现 出更 i c_ P 2 在 强 的增殖与定 向分化能力 。 从 以上颇有争议 的研究 结果 看 , 目前 似乎 仍不 能定 论低氧 张力 是 B C增殖 、 MS 成骨分化 的促进 因素 , 抑或抑 制 因素 。但可肯定 的是 , 环境 氧张力 是影 响 B C增 微 MS 殖和分化 的重要 因子[ 其影 响 因素 可能包 括 B C来 2 , MS 源、 氧张力大小 、 诱导分化方法等 。 3 p3能调控低 氧张力下 B lC增 殖和分化 5 lS V 抑癌基 因 p 3对 细胞 增殖 具 有 重要 的转 录调 节作 5 用, 不仅在肿 瘤 细胞 , 在干 细胞 内也 存在 这 样 的调 节 通 路 。近年研究口 证实 p 3不仅是 细胞基 因组 的监 察者 , 5 也是前体细胞增殖和分化的护卫者 。细胞在低氧环境下不 仅通过代谢路径 , 而且可调节 自身的增殖与分化以适应低 氧应激 。转录调 节因子 HI- 作 为低氧 应激下细胞 活动 F1 的重要调控蛋 白, 其与 p3的内在联系 , 5 也为细胞低氧应激 理论研究开辟 了新 领域。A n等 研究发 现 , I- ̄ 以 胡 H F I可 稳定 野生型 p 3 白, 5蛋 使得 p 3蛋 白在细 胞 内聚集 , 者 5 两 间关系密切 ; p3敲除小 鼠, B C表 现出更强 的细 在 5 其 MS 胞增殖和分 化能 力 。有研 究I] 明 ,5 2表 9 p 3调节 成 骨细 胞 分化主要通过转录因子 R n 2 ot i B ux/s r e x和 MP与 I F途 G 径而实现 。Z u等 。 h 。 研究 发现 低氧诱 导 MS C凋 亡是 由 于线 粒体失 功能 , 而不依 赖于 p3途径 , 5 也不依 赖于半胱 氨酸天冬氨酸特异性蛋 白酶(ap s)8 csae一 。 p3抑制 B C增殖 和分 化 , 明其 在细 胞增 殖 和 5 MS 表 分化 程序中担 当检 查者 角色 , 以保 证 细胞增 殖 和分化按 照拟定 的线路进 行 。p3通过何 种路径 影响 B C的成 5 MS 骨分化 , 目前仍属未知L 3 。低 氧张力会促 进局部 H F表 I 达, 以通 过增 高血 管 密 度 而 代偿 氧 张 力 下 降 。B r u et t o 等_] 3 研究显示 , 抑制肿瘤细胞 HI-a表达可促进 p 3 F2 5 通 路 的活力 , 进而达 到抑制肿瘤 细胞 的作用 。S n ol I ed e等 3 ] 研究证实 , I _a H F 1 可通 过酪 氨酸酶途 径拮抗 p 3介导 的 5 细胞 凋亡 。Z a ho等口 研究 提 示 , 胞对 低 氧 环 境 的适 细 应 , 能 也 是 通 过 p3与 HI_a的相 互 作 用 实 现 的 。 可 5 F1 T tr l a i3 a a 研究显示 ,5 B C具有更 强 的骨结节 形成 p3 MS 及碱性磷酸 酶表达 能力 , 早期成骨 标志物 R n 2 中期标 ux 、 志物 O N表达增加 , P 而末期标志物骨钙素不变 ; 提示 p3 5 缺失可能促进早期 B C成骨分化 。可见 ,5 是成骨分 MS p3
骨髓间充质干细胞的主要表面标志

骨髓间充质干细胞的主要表面标志1 骨髓间充质干细胞的发现和来源骨髓组织中有多种细胞成分,除基质细胞等已经分化的细胞外,还含有两类多潜能干细胞:造血干细胞和间充质干细胞。
1987 年Friedenstein 等发现在塑料培养皿中培养的贴壁的骨髓单个细胞在一定条件下可分化为多种类型的细胞,而且经过20-30个培养周期仍能保持其多向分化潜能。
由于骨髓中的这种多能细胞能够分化为多种中胚层来源的间质细胞, 故称之为间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs),或间质祖细胞(MPCs),是成人多能干细胞的一类。
早期分离培养时,发现其形状呈成纤维细胞样而称其为成纤维细胞集落形成单位(Colony-forming unit-fibroblast,CFU-F),或骨髓基质成纤维细胞(Marrow stromal fibroblast,MSF)。
Friedenstein AJ , Chailakhyan RK, Gerasimov UV. Bone marrow o steogenic stem cells: in vit ro cult ivat ion and t ransp lantat ion in diffusion chambers. Cell T issue Kinet, 1987, 20 (3) : 263-267]2 鉴于其强大的增殖能力及多向分化潜能,可在体外长期培养和遗传背景较稳定,而且用自体干细胞诱导构建的组织不涉及伦理问题,也不存在MHC限制,所以骨髓间充质干细胞日益受到重视。
但是与造血干细胞等其他细胞相比,骨髓中MSCs的数量非常少,约占整个骨髓有核细胞的十万分之一,并随年龄的增加,细胞数量逐渐减少。
因此,如何简便有效地从骨髓中获取高纯度的MSCs显得尤为重要,寻找高度特异性的MSCs的表面抗原也就成为MSCs研究中的一项重要任务和目标。
不仅如此,一种同样来源于骨髓、贴壁生长、被认为更原始(可以分化为MSCs)也具有更强增殖能力的干细胞也被鉴定,它就是多能成体祖细胞(multipotent adult progenitor cell (MAPC) or mesodermal progenitor cell(MPC))[Reyes, M., Lund, T., Leuvik, T., Aguiar, D., Koodie, L., Verfaillie,C.M. (2001) Purification and in vivo expansion of postnatal human marrow mesodermal progenitor cells. Blood 98, 2615-2625],因能和MSCs一起被纯化而统称BM stromal stem cell。
人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达

人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达目的:系统研究人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)体外成骨诱导分化过程中成骨相关基因的表达变化。
方法:应用密度梯度离心法分离hBMSCs,取第2代细胞通过流式检测及多向诱导分化方法进行干细胞鉴定;应用RT-PCR法对hBMSCs在体外成骨诱导不同时间点的成骨相关基因表达进行检测。
结果:第2代hBMSCs表达间充质干细胞表面标志CD44、CD90,具有成脂和成骨分化潜能。
成骨相关基因在诱导早期部分表达,中期均有表达,基因表达大部分在14天达高峰,与矿化相关的基因表达在21天达高峰。
结论:hBMSCs体外成骨诱导过程中成骨相关基因呈动态表达,其表达时序与成骨细胞生理发育基本相似。
Abstracts:ObjectiveTo investigate the osteogenic related genes expression during in vitro osteogenic differentiation of human bone mesenchymal stem cells (hBMSCs).MethodshBMSCs were isolated by density gradient centrifugation. Surface markers and cell cycle were analyzed by flow cytometry. The multiple differentiation potential of hBMSCs were identified using in vitro osteogenic and adipogenic induction. The osteogenic related genes expression of hBMSCs at different induction time point were evaluated by semiquantitative RT-PCR analysis.ResultsThe hBMSCs were derived from bone marrow and expressed CD44 and CD90, markers of mesenchymal stem cell. The second passage of hBMSCs showed adipogenic and osteogenic differentiation potential. During the osteogenic induction process,hBMSCs expressed part of osteogenic related genes in early stage, and all of them in middle stage.The peak expression of most of genes were on the 14th day, and the mineralization associated genes on the 21st day. ConclusionsThe osteogenic related gene expression of hBMSCs shows a dynamic progress during in vitro osteogenic induction, which is consistent with in vivo development of osteoblast.Key words:hBMSCs;in vitro differentiation;osteogenic genes;expression pattern骨缺损的修补和重建是修复重建外科临床面临的常见问题。
骨标志物三项临床解读

骨标志物三项通常指的是总的1型胶原氨基酸延长肽、骨钙素和β-胶原特殊序列。
以下是它们的临床解读:
1.总的1型胶原氨基酸延长肽(TP1NP):该标志物反映了成骨细胞的合成骨胶原的速度,是评估骨形成状态的重要指标。
其浓度的变化可以反
映成骨细胞的活跃程度和骨形成的速率。
2.骨钙素(OSTEOC):骨钙素是反映骨形成代谢的活跃程度的指标,能够鉴别骨质疏松的不同类型,如高代谢型和低代谢型。
通过骨钙素的指标,
可以区分出不同类型的骨质疏松情况,对治疗非常有意义。
3.β-胶原特殊序列(β-CROSSL):该标志物与破骨细胞活性相关,是评估骨吸收状态的重要指标。
其浓度的变化可以反映破骨细胞的活跃程度和
骨吸收的速率。
在临床上,通过对这三项指标的检测和分析,可以评估患者的骨代谢状态,判断是否存在骨质疏松及其类型,从而指导治疗方案的制定和调整。
需要注意的是,不同医院和实验室的检测方法和正常范围可能存在差异,因此具体解读应结合患者的临床情况和实验室检查结果进行综合判断。
大鼠骨髓间充质干细胞体外培养以及成骨诱导

1 2 MS s 外 分 离 、 养 . C 体 培
颈 椎 脱 臼法 处 死 大 鼠 , 骨 髓 中 分 离 出 细 胞 , 于 3 ℃ 、 于 置 7
5 C 饱 和 湿 度 的培 养 箱 中 培 养 , ~ 4天 首 次 换 液 , 后 每 Oz 3 以 3天 换 液 1 。每 天 观 察 细 胞 生 长 情 况 , ~ 1 次 8 2天 细 胞 生 长 融 合 达 8 以 上 , 含 有 0 0 E T 的 0 2 胰 蛋 白 酶 消 O 用 .1 D A .5
1 材 料 与 方 法 11 主要试剂及仪器 .
14 MS s 鉴 定 及 成 骨 诱 导 . C 的
收集 培养的第 3代 MS s B C ,P S洗 涤 3次 制备 成单 细胞
悬 液 , 个 样 品约 需 2 1 个 细 胞 。将 重 悬 后 的 S 大 鼠骨 每 × 0 D 髓 间质 干 细 胞 悬 液 转 移 至 流 式 检 测 管 中 , 别 加 入 C 2 、 分 D 9
细胞 培 养箱 ( oma , D 9 C 3 F r ) C 2 、 D 4兔 抗 鼠单 克 隆 抗 体 均 购 自
DAKo公 司 。
l 酸 甘 油 钠 ) 对 照 组 仅 加 入 完 全 培 养 基 , 养 3周 , B 磷 , 培 P S冲 洗 后 4 多 聚 甲醛 固 定 细 胞 , 行 茜 素 红染 色 5 n 显微 镜 下 % 进 mi,
目前 , 外 分 离 培 养 B MS 的 方 法 主 要 有 两 种 : 骨 体 M Cs 全
细 胞 的特 异 性 标 志物 l , 5 向神 经 细 胞 转 化 的 B — MS s 表 ] M C 不 达造血谱 系标 志物 C 1C 5 C 3 , D4 而 表达 C 4 , Dl, D4 , D 4 C 1, D 4
骨唾液酸蛋白在体外培养人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的角色

司) ; 中性红 ( S i g ma公 司 ) ; 倒 置 光 镜 显 微 镜 4 o C 避 光静 置 1 5 mi n ,用 流 式 细 胞 仪 进行 分
( Z e i s s公 司 , A x i o v e r t 4 0型 ) ; 透 射 电 子 显 微 析 。 镜( 日本 日立 公 司 , H 一 6 0 0型 ) ; 碱 性 磷 酸 酶 检 测试 剂 盒 ( 南 京 建 成 生 物技 术 有 限公 司 ) 。 骨 髓 问 充 质 干 细胞 标 志 物 S T RO一 1的 检 测 :免疫 荧 光 细 胞化 学 染 色 步 骤 为 1 0 %B S A
维普资讯
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夏 冰 . 等l 骨唾液酸蛋白在体外培养人骨髓间充质干细胞向成禺细胞分{ 匕 中的角色
谋题 孝 景 课 题 为 广 东 省 自然 科 学 基 金 团 队 项
目,研 究 期 限 5 年 , 立 项 题 目“ 上 颈 椎 疾 患 与 损 伤 的 系列基 础和 临 床 研 究” , 资 助 总 额 5 0 万 , 每 年
1 材 料 和方 法 设计 : 对 照 细 胞 观察 。 甘油 、 5 0 mg / L抗 坏 血酸 ;联合 组 添 加 上述 两
组 的所 有试 剂 ; 空 白对照组 不 添 加任 何 处理 因 素; 各组 均处 理 细胞 1 2 d 。 形 态学 观 察 : 用 倒 置光 镜 显 微 镜 、 透 射 电 子 显 微镜观 察 培养细 胞 的形态 。 生长 曲线 的测 定 : 取对 数 生 长期 细 胞接 种 于2 4孔 板 培 养 ,细 胞 初浓 度 为 1 × 1 0 细胞 , 单 位 :解 放 军 广 州 军 区 广 州 总 医 院 医学
分
材料 : 实验于 2 0 0 5 — 1 0 / 2 0 0 6 — 1 2在 解 放 1 mU 孔 , 2 4 h后 添加 处 理 因素 。每 日取 3孔
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骨髓间充质干细胞骨形成标志物
骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有多向分化潜能和自我更新能力的干细胞,在体内广泛存在于骨髓、脂肪组织、胎盘等多个组织中。
它们不仅可以分化为骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞等成骨细胞,还具有抗炎、免疫调节、创伤修复等多种生物学功能。
因此,MSCs在组织工程、再生医学和临床治疗等领域具有广阔的应用前景。
骨形成标志物是用来评估骨形成过程中相关细胞活性和功能的指标。
常用的骨形成标志物有碱性磷酸酶(ALP)、骨骼特异性碱性磷酸酶(BALP)、骨钙素(OCN)、骨形态发生蛋白(BMP)等。
这些标志物的表达水平可以反映骨细胞的分化和骨形成的程度。
研究表明,MSCs具有较高的骨形成潜能。
在适当的诱导条件下,MSCs可以分化为成骨细胞,并表达一系列骨形成标志物。
碱性磷酸酶是成骨细胞常见的表面标志物,其在骨细胞分化过程中起到重要的催化作用。
BALP是碱性磷酸酶的骨骼特异性亚型,其表达水平可以直接反映成骨细胞的分化程度。
OCN是一种由成骨细胞合成和分泌的蛋白质,是成骨细胞功能活性的重要指标。
BMP是促进骨细胞分化和骨形成的重要因子,在MSCs向骨细胞分化过程中起到关键的调控作用。
研究发现,MSCs在体外培养条件下,通过特定的生长因子和细胞
因子的刺激,可以诱导其向成骨细胞分化,并表达骨形成标志物。
例如,将MSCs培养在含有骨形成相关因子(如BMP-2、BMP-7等)的培养基中,可以明显促进MSCs向成骨细胞分化,并增强其表达骨形成标志物的能力。
MSCs还具有抗炎和免疫调节的功能。
炎症反应是骨损伤和骨疾病发生发展的重要环节,而MSCs可以通过抑制炎症因子的产生和调节免疫细胞的活性,减轻炎症反应,促进骨修复和再生。
研究表明,MSCs分泌的细胞因子能够抑制炎症介质的产生和释放,减轻炎症反应,促进受损组织的修复。
同时,MSCs还可以调节免疫细胞的活性,抑制免疫反应的过度,减少免疫介导的骨破坏,并促进骨形成。
由于其多向分化潜能和多种生物学功能,MSCs在组织工程和再生医学领域被广泛应用。
利用MSCs可以构建多种功能性组织工程支架,用于骨缺损的修复和再生。
此外,MSCs还可以通过直接注射或局部植入的方式应用于临床治疗,用于促进骨折的愈合、骨缺损的修复和骨疾病的治疗。
骨髓间充质干细胞具有成骨潜能和多种生物学功能,可以通过分化为成骨细胞和表达骨形成标志物来促进骨形成。
MSCs在组织工程、再生医学和临床治疗等领域有着广泛的应用前景,为骨损伤和骨疾病的治疗提供了新的思路和方法。
未来的研究还需进一步明确
MSCs的分化机制和调控网络,以及优化MSCs的扩增和应用技术,以提高其临床应用的效果和安全性。