一、背景

大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)基特別添加了能有效改善細(xì)胞生長狀態(tài)的營養(yǎng)物質(zhì)和特別甄選的優(yōu)質(zhì)胎牛血清，適合SD大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的體外培養(yǎng)。

大鼠由美國費(fèi)城Wistar研究所育成。常用的既有近交系，也有遠(yuǎn)交群。其被毛呈白色，特征為頭部較寬、耳朵較長、尾的長度小于身長。Wistar大鼠性情溫順，性周期穩(wěn)定，早熟多產(chǎn)，平均每窩產(chǎn)自10只左右，生長發(fā)育快，乳腺癌發(fā)病率很低，對傳染病抵抗力強(qiáng)。

骨髓原始間充質(zhì)干細(xì)胞是骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，是人們在哺乳動(dòng)物的骨髓基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的一種具有分化形成骨、軟骨、脂肪、神經(jīng)及成肌細(xì)胞的多種分化潛能的細(xì)胞亞群。它們對骨髓中的造血干細(xì)胞（HSC）不僅有機(jī)械支持作用，還能分泌多種生長因子（如IL-6，IL-11，LIF，M-CSF及SCF等）來支持造血。

常用的分離MSC的方法主要有全骨髓法和密度梯度離心法，全骨髓法即根據(jù)干細(xì)胞在低血清培養(yǎng)基中有貼壁優(yōu)勢特性，定期換液除去不貼壁細(xì)胞，從而達(dá)到純化及擴(kuò)增MSC的目的。密度梯度離心法即根據(jù)骨髓中各細(xì)胞成分比重的不同，分離單核細(xì)胞進(jìn)行貼壁培養(yǎng)。

二者本質(zhì)上無多大區(qū)別。隨著對MSC表面抗原認(rèn)識的深入，又有人利用免疫方法如流式細(xì)胞儀法、免疫磁珠法等對其進(jìn)行分離純化。但經(jīng)過流式或磁珠分選后的細(xì)胞出現(xiàn)了增殖緩慢等一些問題，加之成本較高和技術(shù)的難度，在某種程度上限制了這些方法的廣泛應(yīng)用。

二、應(yīng)用

用于一氧化碳釋放分子-3對大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的影響及機(jī)制研究：

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)因其強(qiáng)大的增殖及多分化潛能,已成為組織工程研究的種子細(xì)胞。如何促進(jìn)BMSCs高效地向成骨細(xì)胞方向分化是目前骨組織工程丞待解決的關(guān)鍵問題。雖然已有許多關(guān)于誘導(dǎo)BMSCs成骨分化的研究報(bào)道,但仍有許多不足之處,如增加感染、癌癥的風(fēng)險(xiǎn)等,因此仍需繼續(xù)研究新的、有效的促進(jìn)成骨分化的方法。

一氧化碳釋放分子(CORMs)是一類攜帶并可控性釋放一氧化碳(CO)的羰基化合物,具有抗炎、改善血管功能、抗凋亡、心臟保護(hù)等多種作用。我們課題組前期主要圍繞CORMs的抗炎特性進(jìn)行了體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)CORMs對牙周炎有抑制作用。

牙周炎的兩個(gè)主要特征為炎癥和牙槽骨吸收破壞。CORMs能否促進(jìn)骨再生CORMs對間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化有何影響?目前尚未見公開報(bào)道。在前期人牙周膜細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn),CORM-3刺激可引起細(xì)胞血紅素氧合酶-1(HO-1)的高表達(dá)。

在大鼠腦星形膠質(zhì)細(xì)胞等其它細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了CORMs引起HO-1高表達(dá)的情況。HO-1高表達(dá)能夠促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化,由此推測CORMs或許能夠促進(jìn)BMSCs成骨分化。

在針對CORMs生理效能研究的同時(shí),相關(guān)機(jī)制研究不斷深入,最近的研究還涉及到了microRNA,發(fā)現(xiàn)CORMs可引起細(xì)胞在microRNA水平發(fā)生變化,并最終調(diào)節(jié)或改善細(xì)胞功能狀態(tài)。microRNA是一種約22nt大小的內(nèi)源性非編碼RNA,通過結(jié)合靶基因mRNA誘導(dǎo)其降解或抑制其翻譯,參與生命過程中一系列的重要進(jìn)程。

microRNA-20b可通過抑制PPARy等激活BMPs/Runx2信號通路,促進(jìn)BMSCs成骨分化。體內(nèi)敲除Dicer酶后,microRNA消失,最終可導(dǎo)致小鼠肢體發(fā)育障礙,這些結(jié)果提示適當(dāng)水平的microRNA表達(dá)對于干細(xì)胞成骨分化是的。

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