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mTOR信号通路介导的自噬在镉抑制人骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用
编辑人员丨1周前
目的:研究mTOR信号通路介导的自噬在镉抑制人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)成骨分化中的作用。方法:根据氯化镉的染毒剂量,分为0、2.5和5.0 μmol/L染毒组,每组细胞均处理1 d、4 d和(或)7 d,检测ALP活力、成骨标志物(ALP,RUNX2和OSTERIX)mRNA和蛋白质表达水平、自噬相关蛋白(LC3和Beclin-1)和mTOR信号通路相关蛋白(mTOR,p-mTOR和p-p70S6K)表达情况,碱性磷酸酶染色和茜素红染色情况。选择MHY 1485为信号通路激活剂,设置对照组、氯化镉组(5.0 μmol/L)、MHY 1485组和氯化镉+MHY 1485联合处理组,处理7 d后分别检测各组hBMSCs的自噬相关蛋白和mTOR信号通路相关蛋白表达水平。结果:在第1天和第4天,0、2.5和5.0 μmol/L组之间的ALP活力差异无统计学意义( P值均>0.05);在第7天,与0 μmol/L组相比,2.5、5.0 μmol/L组的ALP活力、成骨标志物ALP、RUNX2和OSTERIX表达水平和mTOR信号通路相关蛋白mTOR、p-mTOR、p-p70S6K表达水平均降低( P值均<0.05),5.0 μmol/L组的自噬相关蛋白LC3、Beclin-1表达均有所增加( P值均<0.05)。与0 μmol/L组相比,2.5、5.0 μmol/L组的染色变浅,ALP和矿化结节生成减少。与氯化镉组相比,氯化镉与MHY 1485联合处理组的自噬相关蛋白表达下降,mTOR信号通路相关蛋白表达增加,差异具有统计学意义( P值均<0.05)。 结论:镉抑制hBMSCs成骨分化可能与mTOR信号通路介导的自噬有关。
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编辑人员丨1周前
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复合水凝胶三维培养骨髓间充质干细胞的矿化及异位成骨研究
编辑人员丨1周前
目的:构建负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)的明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂水凝胶膜板,研究其体外矿化性能及体内异位成骨能力。方法:从2周龄SD大鼠(SD大鼠均购自空军军医大学实验动物中心)骨髓中提取BMSCs并用流式细胞术鉴定,设置实验组T1、T2、T3水凝胶分别混合P3代BMSCs,终细胞浓度分别为1×10 8/L、1×10 9/L、1×10 10/L,对照组C不混合细胞。在1、3、7 d用钙黄绿素-AM/碘化丙锭染色检测细胞的存活率,7、14、21 d茜素红染色观察各组的矿化以及实时荧光定量聚合酶链反应检测成骨相关基因的表达。体内实验将4组水凝胶分别植入18只8周龄SD大鼠臀后侧肌袋内,术后1、2、4周取材,组织学观察成骨效果。两组数据组间比较采用 t检验,多组数据组间比较采用方差分析。 结果:流式鉴定细胞是BMSCs,并且在水凝胶中7 d存活率可达(92.43±0.73)%。体外培养14 d后实验组矿化结节的数量逐渐增多且T3[(211.33±17.16)个]高于T2[(56.67±7.64)个]和T1[(28.33±3.51)个],差异有统计学意义( F=239.234, P<0.05),而对照组并无矿化结节的生成;7 d各组较高表达成骨相关转录因子基因而14 d高表达碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OCN)基因。体内研究结果显示实验组2周开始形成软骨细胞囊泡、成骨细胞等,而对照组无成骨分化倾向。 结论:明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂水凝胶具有良好的细胞相容性,可作为BMSCs三维培养的载体材料,复合水凝胶混合的BMSCs具有良好的矿化能力,在体内具有较好的异位成骨能力。
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编辑人员丨1周前
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紫花草总黄酮对大鼠尿路结石的改善及对尿路炎症损伤的影响
编辑人员丨1周前
目的:探讨紫花草总黄酮对大鼠尿路结石的改善及对尿路炎症损伤的影响。方法:选取50只SD大鼠,将40只大鼠建立尿路结石模型,并按照体质量排序法分为模型组及紫花草总黄酮低、中、高剂量组,每组各9只;另取10只大鼠为对照组。检测各组大鼠的24 h尿量、24 h尿草酸排泄量、24 h尿钙排泄量、尿酸、尿素氮、肌酐、白细胞介素-8(IL-8)、IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、肾脏组织病理变化、钙盐沉积的情况;检测骨形态发生蛋白2(BMP2)、核心结合因子α1(Cbfα1)、锌指结构转录因子(Osx)蛋白的相对表达量。结果:与对照组比较,模型组的24 h尿量减少,24 h尿草酸排泄量、24 h尿钙排泄量增多,尿酸、尿素氮、肌酐、IL-8、IL-1β、TNF-α及BMP2、Cbfα1、Osx蛋白相对表达量升高(均 P<0.05);与模型组比较,紫花草总黄酮低、中、高剂量组的24 h尿量依次增多,24 h尿草酸排泄量、24 h尿钙排泄量依次减少,尿酸、尿素氮、肌酐、IL-8、IL-1β、TNF-α及BMP2、Cbfα1、Osx蛋白相对表达量依次降低(均 P<0.05);与模型组比较,紫花草总黄酮低、中、高剂量组的肾小管上皮细胞水肿减轻,红染物质、炎性细胞浸润减少,钙盐沉积减少,其中高剂量组的改善更明显。 结论:紫花草总黄酮可减轻尿路结石大鼠的症状,改善肾功能,控制尿路炎症损伤,作用机制可能与抑制BMP2信号通路有关。
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编辑人员丨1周前
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颅骨原发性骨肉瘤伴动脉瘤样骨囊肿样改变一例
编辑人员丨1周前
骨肉瘤好发于长骨,颅骨原发的骨肉瘤罕见。本文报道1例40岁女性,左枕部进行性增大的肿块。组织学显示两种形态:一种为实性区,表现为密集增生的梭形肿瘤细胞,局灶间质可见粉染的骨样基质;另一种为囊性区,囊内出血,囊壁梭形细胞增生并可见多核巨细胞。免疫组织化学结果:波形蛋白、RUNX2、Osterix、SATB2阳性,CD99弱阳性,Ki-67阳性指数约30%,p53、CD34、孕激素受体、SSTR2、结蛋白、平滑肌肌动蛋白、STAT6、BCL2、H3.3 G34W、S-100蛋白、SOX10、MDM2、CDK4均阴性。分子表型:H3F3A基因无突变,USP6基因无分离重排,MDM2基因无扩增。患者经历多次复发及手术,于首次术后17个月去世。诊断时需要与颅骨继发性骨肉瘤、动脉瘤样骨囊肿、骨巨细胞瘤、脑膜瘤及伴有骨分化的软组织肿瘤等鉴别。
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编辑人员丨1周前
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Lnc-ob1对大鼠大鼠骨质疏松性骨折的影响及其机制
编辑人员丨1周前
目的:探讨Lnc-ob1对大鼠大鼠骨质疏松性骨折的影响及其分子机制。方法:30只SD随机分为对照组、模型组和治疗组,模型组和治疗组大鼠采用切除卵巢去势法建立骨质疏松性骨折模型。治疗组大鼠经骨折部位注射过表达Lnc-ob1腺相关病毒,对照组和模型组大鼠在相同部位注射等体积空载腺相关病毒。治疗8周后,采用荧光定量聚合酶链反应(PCR)分析3组大鼠骨折部位Lnc-ob1表达水平,采用X线片评分分析骨折愈合;测定3组大鼠骨密度;采用蛋白质印迹法(Western blot)分析骨痂组织Osterix蛋白表达水平;采用三点弯曲法检测3组大鼠胫骨生物力学参数。组间计量数据比较采用单因素方法分析。结果:治疗组大鼠骨折部位Lnc-ob1表达水平(2.12±0.21)明显高于对照组(1.10±0.09),差异有统计学意义( t=18.370, P<0.05)。治疗组大鼠X线评分[(3.50±0.71)分]明显高于对照组[(2.30±0.82)分],差异有统计学意义( t=3.497, P<0.05)。治疗组大鼠骨密度[(0.55±0.11) g/cm 2]明显高于对照组[(0.29±0.07) g/cm 2],差异有统计学意义( t=6.268, P<0.05)。治疗组大鼠骨体积分数、骨痂骨小梁数量和骨小梁厚度[(44.37±2.78)%、(0.23±0.04)/mm、(0.25±0.04) mm]明显高于模型组[(34.92±3.87)%、(0.14±0.03)/mm、(0.15±0.04) mm],差异有统计学意义( t=6.268、5.499、6.121, P<0.05)。治疗组大鼠股骨最大荷载和抗弯强度[(175.05±10.79) N、(139.51±8.49) N/mm]明显高于模型组[(126.14±10.29) N、(111.98±12.76) N/mm],差异有统计学意义( t=10.370、5.681, P<0.05)。治疗组大鼠骨折部位Osterix表达水平(0.94±0.09)明显高于模型组(0.69±0.10),差异有统计学意义( t=5.428, P<0.05)。 结论:Lnc-ob1可通过转录因子Osterix表达,促进骨质疏松性胫骨骨折的愈合,增加骨折部位的生物功能。
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编辑人员丨1周前
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成骨分化后的去分化BMSCs移植对前十字韧带重建腱骨界面骨形成的作用及机制
编辑人员丨1周前
目的:观察成骨分化后的去分化骨髓间质干细胞(differentiation osteogenic bone marrow mesenchymal stem cells,De-BMSCs)移植对前十字韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建术后腱骨界面骨形成的促进作用,并探索De-BMSCs成骨分化效应增强的分子机制。方法:从家兔胫骨和股骨中提取BMSCs,经成骨诱导分化后用普通培养基进行去分化培养制备De-BMSCs,鉴定De-BMSCs的干细胞特性。建立家兔ACL重建模型,分为3组:腱骨界面注射海藻酸钠凝胶(对照组);腱骨界面注射复合BMSCs海藻酸钠凝胶(BMSCs组);腱骨界面注射复合De-BMSCs海藻酸钠凝胶(De-BMSCs组)。术后4周和12周取膝关节标本,进行组织学、影像学、生物力学检测,评估腱骨界面骨形成情况。De-BMSCs体外成骨诱导分化,给予活化T细胞核转录因子1(nuclear factor of activated T cells 1,NFATc1)RNA干扰处理,检测成骨分化标志基因及Nanog/NFATc1/Osterix信号通路的表达,明确De-BMSCs成骨分化效应增强的分子机制。结果:De-BMSCs可向成骨、成脂、成软骨分化,具有干细胞特性(均 P<0.05)。术后4周De-BMSCs组BV/TV值为0.36±0.01,较对照组0.24±0.03和BMSCs组0.30±0.02明显增加( P<0.05),最大负荷(40.34±1.19)N和刚度(20.67±2.14)N/mm较对照组[(14.88±2.74)N,(8.67±2.19)N/mm]和BMSCs组[(26.31±1.76)N,(13.81±2.14)N/mm]明显升高(均 P<0.05);术后12周De-BMSCs组BV/TV值0.47±0.02较对照组0.30 ± 0.02和BMSCs组0.35 ± 0.03明显增加(均 P<0.05),最大负荷(64.46±6.69)N和刚度(25.18±3.11)N/mm较对照组[(41.01±6.12)N,(11.59±2.54)N/mm]和BMSCs组[(48.21±4.12)N,(15.89±2.94)N/mm]明显升高(均 P<0.05);De-BMSCs成骨分化过程中,Nanog的表达增加( P<0.05),NFATc1的表达上升且其与Osterix的相互作用增强( P<0.05),成骨分化标志基因COL1A、OCN、OPN的表达增加(均 P<0.05)。 结论:De-BMSCs移植可促进ACL重建后的腱骨界面骨形成,其作用机制可能是Nanog/NFATc1/Osterix信号通路介导了De-BMSCs成骨分化效应增强。
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编辑人员丨1周前
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人骨形态发生蛋白-4@MSNs调控Wnt/β-连环蛋白信号促进骨髓间充质干细胞成骨分化
编辑人员丨1周前
目的:探讨介孔二氧化硅(MSNs)纳米颗粒负载人骨形态发生蛋白-4(BMP-4)对小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响和作用机制。方法:制备BMP-4@MSNs,扫描电镜观察其形态和表征,计算BMP-4的载药量、包封率和体外缓释率。细胞计数试剂盒(CCK-8)检测BMSCs增殖能力,茜素红染色检测BMP-4@MSNs对BMSCs的成骨诱导能力,反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质印迹法(Western blot)检测BMSCs的相关成骨基因和蛋白表达。组内比较采用One-way ANOVA分析。结果:合成的BMP4@MSNs直径大小为(140.4±1.683) nm,载药量为29.4%,包埋率为84.9%。BMP4@MSNs组细胞增殖高于MSNs组在第3天(1.13±0.07比1.35±0.16, t=3.545, P<0.05)、第5天(1.39±0.08比1.64±0.07, t=3.401, P<0.05)、第7天(1.65±0.10比2.11±0.20, t=5.069, P<0.05)。BMP4@MSNs组的成骨矿化结节茜素红染色深度高于对照组和MSNs组。RT-PCR和Western blot结果提示BMP4@MSNs具有上调成骨相关基因和蛋白(RUNX2、OCN、Osterix)的表达,及上调Wnt/β-连环蛋白(β-Catenin)信号通路相关基因和蛋白(β-Catenin、LRP5)的表达和下调GSK-3β关基因和蛋白的表达。 结论:BMP-4@MSNs通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进骨髓间充质干细胞成骨分化。
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编辑人员丨1周前
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3D生物打印对明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂复合细胞水凝胶支架成骨分化的影响
编辑人员丨1周前
目的:应用3D生物打印技术制备明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂复合水凝胶负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)的仿生活性组织工程支架,探讨3D生物打印对含BMSCs水凝胶支架的成骨分化作用。方法:常规提取2周龄SD大鼠BMSCs并用流式细胞术鉴定,将明胶、海藻酸钠、硅酸镁锂混合,加入BMSCs后应用3D生物打印技术制备含细胞的复合水凝胶支架,应用注模法制备含细胞的非打印支架。体外实验中根据是否打印分为含细胞打印组和含细胞非打印组,每组制备12个样品,并设置单纯细胞对照组。通过扫描电镜观察复合水凝胶内部结构,冻干法测定支架膨胀率和含水量。在培养3 d后用鬼笔环肽染色观察支架内细胞活性,分别于培养1,3,7 d后进行细胞增殖与毒性检测(CCK-8)实验测定吸光度值确定细胞增殖情况和培养7,14 d后使用RT-PCR检测成骨细胞特异性转录因子(Osterix)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原等成骨相关基因表达。体内实验根据是否打印及是否含有细胞分四组:含细胞打印植入组、含细胞非打印植入组、不含细胞打印植入组、不含细胞非打印植入组,每组支架制备9个样品。将四组支架分别植入36只8周龄SD大鼠臀后侧肌袋,左右随机,术后2,4,8周取材分别拍摄X线片,并对8周取材组织进行HE及Masson染色观察成骨分化情况。结果:流式细胞术鉴定细胞为BMSCs。水凝胶内部孔隙明显,细胞在孔隙内可自由伸展。含细胞打印组的支架膨胀率为(1 039.37±30.66)%,支架含水量为(91.21±0.26)%,与含细胞非打印组的支架膨胀率[(1 032.38±35.05)%]和支架含水量[(91.16±0.28)%]比较,差异无统计学意义( P>0.05)。在体外培养3 d水凝胶内细胞生长状态良好。体外培养1 d,各组吸光度值差异无统计学意义( P>0.05);培养3 d时,含细胞打印组和含细胞非打印组吸光度值差异无统计学意义( P>0.05),但均高于单纯细胞对照组( P<0.05);培养7 d后,含细胞打印组吸光度值(2.72±0.17)高于含细胞非打印组(2.35±0.11)( P<0.05),且均高于单纯细胞对照组(1.95±0.12)( P<0.05)。体外培养7 d,含细胞打印组和含细胞非打印组的成骨分化相关基因表达量差异无统计学意义( P>0.05),但均高于单纯细胞对照组( P<0.05);体外培养14 d后,含细胞打印组的基因表达量[Osterix(1.650±0.095)、OCN(2.725±0.091)、Ⅰ型胶原(2.024±0.091)]均高于含细胞非打印组[Osterix(1.369±0.114)、OCN(2.174±0.198)、Ⅰ型胶原(1.617±0.082)]和单纯细胞对照组[Osterix(1.031±0.094)、OCN(1.116±0.092)、Ⅰ型胶原(0.736±0.140)]( P<0.05)。体内植入2周,各组X线片灰度值差异无统计学意义( P>0.05);体内植入4周和8周,含细胞打印植入组和含细胞非打印植入组X线片灰度值高于不含细胞打印植入组和不含细胞非打印植入组( P<0.01);体内植入8周,HE染色显示载细胞支架不同程度降解并且与细胞相互浸入,Masson染色可见不同程度的胶原生成。 结论:复合水凝胶支架可为BMSCs生长提供良好的三维环境,3D生物打印可促进BMSCs在水凝胶支架内增殖和成骨分化;负载BMSCs的生物支架在体内可缓慢降解,具有较好的异位成骨能力。
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编辑人员丨1周前
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特发性甲状旁腺功能减退症对大鼠牙萌出的影响
编辑人员丨1周前
目的:通过建立特发性甲状旁腺功能减退症(idiopathic hypoparathyroidism,IHP)动物模型,探究生长发育期甲状旁腺功能减退对牙萌出及牙釉质发育的影响,以及IHP影响牙萌出的作用机制。方法:选择出生后第7天(postnatal 7,P7;P14、P25、P38含义以此类推)的SD大鼠共48只,采用随机数字表法分为IHP组和假手术组,每组24只,用纳米碳负显影技术对IHP组大鼠行双侧甲状旁腺切除术(parathyroidectomy,PTX),对假手术组大鼠应用同样技术但不行PTX,术后检测大鼠血清钙、磷、甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)浓度,建立IHP模型。P14、P25及P38时分别处死大鼠并收集下颌骨样本,每组每个时点6只,通过显微CT分析下颌第三磨牙根方牙槽骨的骨微结构参数、下颌第三磨牙萌出高度及牙釉质体积。制备组织学石蜡切片,通过免疫组织化学染色检测大鼠第三磨牙周围牙槽骨中成骨标志物Runt相关转录因子2(runt‐related transcription factor 2,RUNX2)、成骨细胞特异性转录因子(osterix,OSX)的分布及表达,抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色检测破骨细胞数量。分离下颌第三磨牙,显微硬度仪检测牙釉质硬度,扫描电镜观察牙釉质显微结构。另收集P14大鼠下颌骨,每组6只,体外分离培养牙囊细胞进行细胞集落形成实验。诱导牙囊细胞成骨向分化后用碱性磷酸酶染色和茜素红染色检测矿化程度。提取下颌骨组织及牙囊细胞mRNA,实时荧光定量PCR检测与成骨、破骨细胞分化和功能有关的基因及甲状旁腺激素受体-1(parathyroid hormone receptor 1,PTH1R)基因的表达。结果:通过双侧PTX成功建立大鼠IHP模型,术后IHP组大鼠血清钙及PTH浓度显著降低、血清磷浓度显著升高( P<0.01)。IHP组下颌第三磨牙牙釉质体积[(4.58±0.24)mm 3]较假手术组[(5.22±0.46)mm 3]显著减小( P<0.05),牙釉质表面釉柱结构排列紊乱,显微硬度[(167.76±21.86)MPa]较假手术组[(223.92±10.94)MPa]显著降低( P<0.01)。IHP组下颌第三磨牙萌出高度显著低于假手术组( P<0.05),根方牙槽骨骨体积分数、骨小梁数量均较假手术组显著减小( P<0.05),根方牙槽骨中RUNX2、OSX蛋白表达均较假手术组显著降低( P<0.05),冠方牙槽骨破骨细胞数量[(3.86±1.07)个]显著低于假手术组[(6.43±1.27)个]( P<0.01)。IHP组牙囊细胞增殖活性较假手术组显著降低( P<0.01)。诱导成骨分化后,IHP组牙囊细胞矿化能力较假手术组减弱。与假手术组相比,IHP组下颌骨组织中RUNX2、OSX等成骨相关基因表达水平均显著降低( P<0.05),核因子κB活化因子配体/骨保护素比值亦显著降低( P<0.01),PTH1R的基因表达显著降低( P<0.05)。同时,IHP组牙囊细胞中RUNX2、OSX等成骨相关基因表达、核因子κB活化因子配体/骨保护素比值及PTH1R的基因表达也较假手术组显著降低( P<0.01)。 结论:IHP可能通过抑制PTH/PTH1R信号通路,进而抑制牙囊细胞的增殖及成骨向分化、影响破骨细胞分化及功能,从而使牙萌出过程中牙胚周围牙槽骨的骨改建受阻,最终导致牙齿迟萌。
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编辑人员丨1周前
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阿霉素体外抑制成骨分化和促进破骨形成的机制研究
编辑人员丨1周前
目的:研究阿霉素在体外对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)向成骨细胞分化和骨髓单核细胞(BMMs)向破骨细胞分化的影响。方法:将大鼠BMSCs在成骨培养基中用不同浓度的阿霉素处理,以CCK-8法检测其对BMSCs活性的影响,通过碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色以及ALP活性的测定检测阿霉素对成骨细胞分化的影响。实时荧光定量PCR、Western印迹和免疫荧光检测成骨相关基因的表达。BMMs同样用不同浓度的阿霉素处理,检测其对BMMs活性和破骨细胞分化的影响,并检测破骨相关基因的表达。结果:阿霉素干预BMSC后ALP活性及钙结节吸光度均下降,且成骨相关基因(ALP、Ⅰ型胶原和骨钙素)表达减少( P<0.05)。阿霉素可以抑制BMSCs的Smad1/5/9、骨形态发生蛋白2(BMP-2)、Osterix、核心结合因子α1(Runx2)的表达,加入BMP-2可以消除阿霉素对ALP活性的影响。阿霉素可以抑制护骨素而促进NF-κB受体活化蛋白配体(RANKL)的表达。阿霉素可以直接、间接促进BMMs分化为破骨细胞,促进破骨相关基因抗酒石酸酸性磷酸酶、活化T-细胞核因子1c(NFATc1)和c-Fos的表达。 结论:阿霉素在体外可通过BMP-2/Smads信号通路抑制BMSCs向成骨细胞分化;同时,促进RANKL诱导的BMMs向破骨细胞分化。
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编辑人员丨1周前