血小板源生长的影响Factor-BB在骨髓基质细胞介导血管化骨再生

文摘

骨组织的再生医学主要取决于有效的招聘内源性或移植干细胞引导骨再生。血小板源生长因子(PDGF)是一种功能性因素,已广泛应用于组织再生和修复。然而,PDGF的短半衰期限制其有效性,PDGF调节干细胞骨再生的机制仍然需要阐明。在这项研究中,我们建立了转基因PDGF-B-overexpressing骨髓基质细胞(bmsc)使用慢病毒载体,然后探讨了机制PDGF-BB调节BMSC-based血管化骨再生。我们的研究结果表明,PDGF-BB增加成骨分化但抑制脂肪形成的差异化的bmsc通过细胞外signal-related激酶1/2 (ERK1/2)信号通路。此外,分泌PDGF-BB显著增强人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)迁移和血管生成通过磷脂酰肌醇3激酶(PI3K) / AKT和ERK1/2信号通路。我们评估的影响PDGF-B-modified bmsc对骨再生使用批评-大小的老鼠颅顶的缺陷模型。射线照相法、微ct和组织学分析表明PDGF-BB超表达改善BMSC-mediated血管新生和骨在骨再生。这些结果表明,PDGF-BB促进BMSC-based骨再生增强bmsc的成骨和血管生成能力。

1。介绍

重建骨缺陷由感染引起,外伤或肿瘤切除仍是一个实质性的临床挑战。骨髓基质细胞(bmsc)具有再生潜能被认为是理想的细胞来源骨再生(1,2]。此外,bmsc的组合与特定的生长因子,如骨形成蛋白(bmp)和血管内皮生长因子(VEGF),被认为是一种很有前途的战略骨组织再生(3]。

血小板源生长因子(PDGF) two-chain多肽,最初发现血小板(4,5,有五个多肽亚型:PDGF-AA, PDGF-AB, PDGF-BB, PDGF-CC, PDGF-DD [5,6]。在这些亚型中,PDGF-BB是一个独特的配体,可以与所有三个PDGF受体相互作用,即PDGFR -ααPDGFR -αβ和PDGFR -ββ(4]。PDGF-BB是一个强大的有丝分裂原(7,8许多细胞类型)和化学引诱物(9,10和有能力促进血管生成11]。因此,PDGF-BB被认为是一个关键的调节因子在组织修复和再生12]。先前的研究已经表明,PDGF-BB可以提高骨再生干细胞(13,14]。然而,PDGF-BB的机制有助于干细胞骨再生仍需进一步阐明。此外,血液中的PDGF的短半衰期(几分钟)限制了其功效15]。因此,当地持续交付PDGF-BB可能重要的才能获得理想的结果。被迫表达PDGF-BB通过慢病毒转导可能是一个有用的方法来调查的影响PDGF-BB干细胞的调控骨再生。在此系统中,慢病毒转导将使稳定、高效表达的转基因细胞即使在几个段落,从而促进两种在体外和在活的有机体内调查的机制PDGF-BB监管干细胞骨再生。

在这项研究中,我们建立了一个PDGF-B-modified BMSC线使用慢病毒基因传递向量,然后探讨了机制PDGF-BB调节BMSC成骨的和脂肪形成的分化。我们进一步研究了PDGF-BB-induced血管内皮细胞迁移和血管生成的机制。最后,PDGF-B-modified bmsc涨跌互现,多孔磷酸钙骨水泥(CPC)脚手架和移植到老鼠批评-大小的颅顶的缺陷。骨再生使用ct机和组织学分析评估。

2。材料和方法

2.1。隔离和老鼠bmsc的文化

bmsc是隔离还是费舍尔344老鼠如前所述16- - - - - -18]。简单地说,在双边鼠胫骨和股骨骨髓冲洗使用杜尔贝科的修改鹰的介质(DMEM Gibco BRL,大岛,纽约)含10%胎牛血清(美国Gibco的边后卫)和抗生素(青霉素100 U /毫升,链霉素100 U /毫升),然后,细胞在DMEM培养在37°C调湿有限公司5%₂孵化器。两天之后,不依从细胞被丢弃。细胞在章节2和3是用于这项研究。

2.2。慢病毒载体建设和转导

慢病毒载体包含人类PDGF-B基因和增强型绿色荧光蛋白(eGFP Lenti-PDGF)或LacZ和eGFP (Lenti-LacZ)是由Cyagen生物科学,Inc .(广州)。简而言之,目标质粒pLV.EX3d。P / puro-EF1A > PDGFB > IRES / eGFP和pLV.EX3d。P / puro-EF1A > Lacz > IRES / eGFP使用网关技术(pLV.EX3d构造。P / puro-EF1A > Lacz > IRES / eGFP用作控制),然后,293英尺与目标细胞转染质粒一起辅助质粒(pLV / helper-SL3 pLV / helper-SL4和pLV / helper-SL5)使用Lipofectamine 2000(英杰公司)根据制造商的指示19]。包含慢病毒颗粒的上层清液是收获和超离心机。转导,bmsc是培养24小时达到70 - 80%的融合,然后用Lenti-PDGF转导或Lenti-LacZ感染复数的20倍。流式细胞术的转导效率进行了分析计算的百分比eGFP-expressing细胞在第三天。

的表达PDGF-BB bmsc的评估使用实时逆转录聚合酶链反应(实时rt - pcr)和免疫印迹。PDGF-BB分泌的量PDGF-B-modified bmsc培养基从每组使用PDGF-BB检测酶联免疫试剂盒(Abcam)根据制造商的指示19]。所有实验进行了一式三份。

2.3。成骨诱导bmsc

成骨分化,细胞被播种在12-well盘子和培养成骨的介质(青霉素和链霉素DMEM, 10%的边后卫,1%,50μg / mL L-ascorbic酸、甘油磷酸酯10毫米,和100海里地塞米松)有或没有PD98059 (10μ米),一个细胞外signal-related激酶(ERK)抑制剂(细胞信号技术,Inc .)。成骨的介质改变每两天。osteogenesis-related基因的表达确定后3到7天的文化使用实时聚合酶链反应和免疫印迹。成骨分化也是评估通过碱性磷酸酶(ALP)和茜素红S (ARS)染色钙沉积。对于高山分析,每组与4%多聚甲醛固定细胞7天然后沾一个高山工具包(Beyotime,中国)。高山的半定量的分析活动是由测试光密度值(OD)对硝基苯磷酸在405 nm使用(pNPP,σ)作为底物(20.]。农业研究所分析,细胞从每组和95%酒精固定10分钟,然后沾0.1% ARS的解决方案(σ)30分钟21天。进一步的定量分析,ARS染色同眠10%氯化十六烷吡啶(σ),并在590 nm OD值测定。每组的总蛋白质含量是衡量使用Bio-Rad蛋白质分析工具包(美国Bio-Rad),高山和ARS水平计算的光学密度每毫克的蛋白质。所有实验进行了一式三份。

2.4。脂肪形成的诱导bmsc

每组脂肪形成的分化,细胞被播种在12-well盘子,融合在DMEM培养,直到他们达到100%,然后在脂肪形成的培养介质包含0.5毫米isobutylmethylxanthine(σ),0.5毫米氢化可的松,60毫米消炎痛(σ)有或没有PD98059 (10μ米)。细胞内脂质积累与油红O染色如前所述[21]。简单,细胞与4%多聚甲醛固定15分钟和沾稀释油红O 10分钟的解决方案。所有样本被认为与一个倒置相差显微镜(德国徕卡)和染色领域评估使用图像pro 5.0(美国媒体控制论)。过氧物酶体的表达proliferator-activated受体γ2 (PPARγ2)通过实时rt - pcr和免疫印迹分析。所有实验进行了一式三份。

2.5。实时rt - pcr分析

从细胞总RNA提取使用试剂盒试剂(表达载体)。总RNA浓度测量与热科学NanoDrop™1000紫外可见分光光度计(NanoDrop技术,威明顿、德)如前所述[22]。互补脱氧核糖核酸合成根据制造商的指示使用Prime-Script™RT试剂盒(豆类生物、志贺、日本)。Osteogenesis-related标记基因,包括I型胶原蛋白(Col-I),骨桥蛋白(OPN),骨钙素(OCN),脂肪形成的标记基因PPARγ2被检查。Glyceraldehyde-3-phosphate脱氢酶(GAPDH)被用来看家基因的RNA表达水平正常化。所有实验进行了一式三份。PCR引物序列显示在表中1。

2.6。免疫印迹分析

蛋白质溶解产物是收获使用提取试剂(康晨,中国),然后使用BCA蛋白质测定蛋白质浓度测定。等量的蛋白质分离在10%或15% SDS-polyacrylamide凝胶电泳(页面)凝胶和转移到聚乙二烯二氟化物(美国笼罩在PVDF)膜,然后,膜被封锁的5%脱脂乳1 h。之后,膜与初级孵化抗体p-AKT, AKT, ERK p-ERK(稀释比例:1:1000;所有相关抗体PI3K / AKT信号或Erk1/2信号从细胞信号技术,购买Inc .)、PDGF-BB (1: 1000;Abcam ab23914) Col-I (1: 1000;Abcam ab34710), OPN (1: 1000;Abcam ab8448) OCN (1: 500;PPAR Abcam ab93876)γ2 (1:500;Abcam ab209350),β肌动蛋白(1:3000;σ)。然后,膜与HRP-conjugated孵化二级抗体(σ)。最后,免疫印迹可视化使用ECL +试剂(Amersham淀粉微球生物科技、美国)(23]。

2.7。人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)迁移和血管生成试验

HUVECs买来AllCells有限公司(上海,中国)。HUVECs在内皮细胞培养基底介质(循证医学,AllCells)缺乏生长因子(19]。调查的刺激影响PDGF-BB分泌PDGF-B-modified bmsc对HUVEC迁移和血管生成,PDGF-B-modified bmsc培养在six-well板块在DMEM (10⁶细胞每2毫升)24 h,然后,上层清液收集以下研究。

一个transwell趋化迁移模型被用来研究HUVECs的迁移活动培养的上清液从每组。HUVECs被播种到上部腔体24-well板(10⁴细胞每包含膜)8μm毛孔(纽约康宁公司,康宁公司)。下室,不同媒体添加如下:(一)上层清液从Lenti-LacZ集团(b)的上层清液Lenti-PDGF集团补充PD98059 (10μ米),(c)的上层清液Lenti-PDGF集团补充LY294002 (10μ米),或者从Lenti-PDGF组(d)上层清液。孵化后12 h 37°C,迁移的细胞被固定为4%多聚甲醛和苏木精染色在室温下15分钟,然后,转向较低的细胞的过滤器使用荧光观察立体显微镜(德国徕卡)。迁移细胞的数量在每组数在6个随机领域每室。

调查是否磷脂酰肌醇3激酶(PI3K / AKT通路和ERK1/2信号通路参与PDGF-BB-mediated HUVEC迁移和血管生成在体外,HUVECs preincubated PD98059 (10μ米)或LY294002 (10μM, PI3K / AKT抑制剂、细胞信号技术)30分钟,然后,这些细胞被孵化的上层清液,持续15分钟。蛋白质免疫印迹分析溶菌产物是收获。

为在体外血管生成试验,HUVECs (3×10⁴细胞/)被播种到96年-文化板块,它被涂上一层基底膜基质(BD生物科学),和培养以下媒体:(a)上层清液从Lenti-LacZ集团(b)上层清液从Lenti-PDGF集团补充PD98059 (10μ米),(c)的上层清液Lenti-PDGF集团补充LY294002 (10μ米),或者从Lenti-PDGF组(d)上层清液。细胞培养后12 h,观察使用一个倒置光学显微镜(德国徕卡)。每组五个随机拍摄微观领域,然后,每个字段的网格数字量化使用ImageJ的血管生成分析仪。

2.8。准备中共BMSC /复杂

多孔磷酸钙骨水泥(CPC)支架(Rebone,中国)在使用前消毒。bmsc从每组收集和resuspended FBS-free介质,然后,一个细胞悬液(2×10⁷从每组细胞/毫升)添加到共产党支架直到饱和。这些植入物被用于的一部分在活的有机体内动物研究,其余是培养为1或3天扫描电镜检查,观察BMSC蔓延,中共脚手架上粘附、增殖。培养后1 - 3天在体外,样品固定在2%戊二醛、脱水在一系列的乙醇分级方案,与黄金sputter-coated,观察到通过扫描电子显微镜(SEM、日立、东京、日本)。

2.9。动物实验

所有程序都是通过动物研究委员会第九人民医院、上海交通大学医学院。所有外科手术进行如前所述[22,24]。12个男性F344大鼠被用于这项研究。简单,动物被腹腔注射戊巴比妥麻醉,然后,一个1.5厘米矢状切口是在头皮上公开颅盖。两个5毫米直径批评-大小的缺点用环钻钻了。共有24个老鼠被随机分为四组收到以下的植入物:(1)中国共产党( ),(2)中国共产党与bmsc ( ),(3)中国共产党与bmsc / Lenti-LacZ ( ),或(4)中国共产党bmsc / Lenti-PDGF ( )。

2.10。Microfil灌注

Microfil(美国马Flowtech,卡佛)灌注是用来识别血管形成如前所述[25]。短暂,胸部的头发剃掉,然后,一个长在胸部和腹部切口是(从前面四肢剑突)。使用剪刀胸骨被切断,并横向肋骨被收回了。左心室后渗透与angiocatheter降主动脉夹。下腔静脉后切入,20毫升的肝素化盐水灌注,然后,20毫升Microfil灌注在2毫升/分钟,其次是与生理盐水灌注。

2.11。放射学和ct机分析

在8周,时间均在每组大鼠腹腔内注射过量戊巴比妥的献祭。颅顶的骨头固定在10%福尔马林溶液,头骨获得的x射线图像和牙科x光机(奖杯、法国)。重建的头骨的形态学评估使用ct机系统(mct - 80、Scanco医疗、瑞士)如前所述[26]。简而言之,颅顶的骨扫描在高分辨率扫描模式(像素矩阵,1024×1024;立体像素大小,20μm;切片厚度、20μ米)测量骨体积。扫描之后,三维图像重建与GEHC微视图的软件。参数骨密度(BMD)和新骨体积相对于组织体积的百分比测定使用辅助软件(Scanco医疗AG)、瑞士)。

2.12。组织学分析

放射学和微ct分析后,颅顶的骨头脱水升序酒精浓度从70%提高到100%,然后,样本嵌入在有机玻璃(PMMA)。中央部分的矢状部分被剪掉了使用切片机(德国徕卡)和抛光的最后的厚度大约40岁μm。部分是沾染了范Gieson picro洋红评估新骨形成。红色表示新骨形成;剩余CPC材料出现黑色,蓝色斑点的Microfil灌注血液灌注。苏木精和伊红染色(他),颅顶的骨头在15% EDTA脱钙与石蜡3周和嵌入式。一系列5毫米的部分被以同样的方式作为硬组织切片,然后,沾染了他的部分进行组织学分析。新形成的骨的面积(红色区域在范Gieson picro fuchsin-stained部分和HE-stained部分)和血管(蓝色斑点显示血管充满Microfil在范Gieson picro fuchsin-stained部分;都洋溢着血管管腔内的红细胞在HE-stained部分)是定量评估每组四个随机选择部分使用图像pro 5.0(美国媒体控制论)。

2.13。统计分析

并给出了实验数据的平均值±标准推导(SD)。组之间的差异进行了分析通过方差分析与图基的事后测试。的值 被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。基因转导和PDGF-BB表达式

基因转导三天后,倒置荧光显微镜观察和流式细胞术结果显示目标基因的转染效率PDGF-B大于80%(图1(一),图1 (b))。实时rt - pcr和免疫印迹结果表明,PDGF-BB在bmsc的表达显著调节基因转导后Lenti-PDGF组(图1 (c),图1 (d))。ELISA结果表明PDGF-B-modified bmsc可以稳定,不断分泌PDGF-BB蛋白质水平(图1 (e))。

3.2。细胞分化分析

成骨分化分析表明,Col-I和OPN的表达在mRNA和蛋白水平增加Lenti-PDGF组的价格相比Lenti-LacZ组(图3天至7天2(一个),图2 (b))。OCN也显著增加mRNA和蛋白水平在7天(图2(一个),图2 (b))。相比之下,没有显著区别Lenti-LacZ天组和Lenti-PDGF组3(图2(一个),图2 (b))。高山染色更强烈的Lenti-PDGF组比Lenti-LacZ组,和半定量的分析显示(图一致的结果2 (c))。ARS染色显示显著增加钙沉积Lenti-PDGF组和定量分析与ARS染色结果(图是相一致的2 (d))。

脂肪形成的差异化分析表明,脂滴堆积在Lenti-PDGF组显著降低的价格相比Lenti-LacZ组(图3(一个))。油红O染色区域Lenti-PDGF组显著减少(图3 (b))。PPARγ2 mRNA和蛋白表达显著减少Lenti-PDGF组的价格相比Lenti-LacZ组(图3 (c),图3 (d))。

ERK1/2信号通路被报道参与调停成骨、脂肪形成的bmsc的分化27,28]。也知道PDGF-BB调节通过ERK1/2几种类型的细胞的增殖信号通路(29日,30.]。因此,我们调查是否该信号通路激活在bmsc迫使PDGF-BB表达式。我们的研究结果表明,磷酸化ERK的表达显著增加PDGF-B-modified bmsc(图2 (b))。ERK1/2激活的信号通路抑制剂的抑制了管理PD98059(图2 (b))。增加成骨分化和减少脂肪形成的bmsc的分化诱导PDGF-BB也被政府的抑制剂PD98059 ERK-MAPK信号通路的抑制剂(数字2和3)。这些结果表明,PDGF-BB提高成骨分化,抑制脂肪形成的差异化通过ERK1/2 bmsc的信号通路。

3.3。活动和血管生成PDGF-BB对HUVEC的趋化作用在体外

PDGF是化学引诱物,促进血管生成的能力。因此,PDGF被广泛用于组织再生和修复。如图4(一),PDGF-BB分泌PDGF-modified bmsc HUVECs强刺激的迁移。一个大约2.5倍刺激影响上层清液中可观察到从Lenti-LacZ Lenti-PDGF组相比(图组4 (b))。ERK1/2和PI3K / AKT信号通路参与PDGF-induced迁移在不同细胞类型(31日- - - - - -35]。为了进一步确认是否PDGF-BB分泌PDGF-B-modified bmsc HUVECs激活细胞内途径,细胞从Lenti-PDGF用上层清液预处理组。结果表明,磷酸化的表达一种蛋白激酶和磷酸化ERK显著增加,和他们的激活是由相应的抑制剂抑制LY294002或PD98059(图4 (c))。此外,抑制剂显著降低PDGF-BB分泌的趋化效应PDGF-B-modified bmsc对HUVECs(图4(一),图4 (b))。在体外血管生成分析显示,数量显著增加的HUVEC形成的网状结构出现Lenti-PDGF组的价格相比Lenti-LacZ集团文化(图12 h后4 (d),图4 (e))。刺激效应被添加抑制剂抑制LY294002或抑制剂PD98059(数字4 (d)和4 (e))。

3.4。细胞中共支架附件和生存能力

细胞附着和增长的bmsc播种多孔支架通过扫描电镜检查。如图5(一个)中共支架显示,平均孔隙直径300 - 500μm。培养后1天在体外,bmsc和传播在中共支架的表面。当培养3天在体外,形成的细胞生长良好,细胞连接(图5 (b))。这些结果说明中国共产党多孔支架具有良好的生物相容性,使其适合以下在活的有机体内研究。图5 (c)显示了外科手术用于在活的有机体内移植。

3.5。放射学和微ct测量

x射线图像被移植后8周的头骨,和每组的代表照片如图所示6(一)。Lenti-PDGF组,植入物与周围骨组织紧密集成,更不透射线的。相比之下,更radiotransparent地区观察到中共集团BMSC集团和Lent-LacZ组。新形成的骨的形态也使用微ct重建,和颅骨的三维(3 d)重建图像显示结果与x射线图像(图一致6 (b))。从横向看,有更多新形成的骨组织Lenti-PDGF组比中共集团BMSC组和Lenti-LacZ组(图6 (b))。定量分析表明,BMD的BMSC组(0.81±0.04)和Lenti-LacZ组(0.80±0.08)高于CPC组(0.06±0.57)。Lenti-PDGF组显示最高的BMD值(1.04±0.13)在所有的组(图6 (c))。BV /电视比例在所有组(中国共产党,7.00±1.32;bmsc, 16.00±3.00;Lenti-LacZ, 15.67±3.79;Lenti-PDGF, 26.33±3.51)与BMD的水平(图是相一致的6 (d))。

3.6。组织学分析骨再生

每组的undecalcified颅顶的骨骼标本是沾染了范Gieson picro洋红,和脱钙染色标本进行组织学分析。结果表明,新形成的骨组织是存在于所有的组织。然而,新形成的骨组织的数量不同的组中。更多的新观察骨组织形成Lenti-PDGF组比中共BMSC,和Lenti-LacZ团体,与放射学和微ct结果(图一致7(一))。Histomorphometric分析表明,新骨面积的百分比为6.33±1.52%中共集团12.33±2.51%的BMSC集团Lenti-LacZ组12.50±2.78%和22.66±2.08% Lenti-PDGF组(图7 (b))。这些结果表明,PDGF-B-modified bmsc显著提高骨再生能力的颅顶的骨缺损模型。评估血管化,Microfil灌注。如图7(一),每个蓝色现货(绿色箭头)代表一个血管。他还染色显示,新成立的骨组织与血管渗透(绿色箭头)和管腔内的红细胞(图7(一))。新成立的面积由Microfil灌注血管染色在中共组为0.66±0.15%,1.46±0.25%的BMSC集团Lenti-LacZ组1.48±0.36%和2.70±0.26% Lenti-PDGF组(图7 (c))。

4所示。讨论

在这项研究中,我们建立了一个PDGF-B-modified BMSC线使用慢病毒载体调查机制PDGF-BB调控干细胞骨再生。几项研究已经证明了ERK1/2信号通路参与调节成骨的和脂肪形成的msc分化[36]。细胞分化需要持续激活ERK和瞬时激活ERK导致扩散(37]。也知道PDGF-BB调节通过ERK1/2几种类型的细胞的增殖信号通路(29日,30.]。因此,我们推测,连续PDGF-BB表达式通过ERK信号通路可能影响BMSC分化。正如我们所料,被迫表达PDGF-BB bmsc激活ERK信号通路,可以显著提高表达的磷酸化ERK在PDGF-B-modified bmsc。Osteogenic-related标记,如Col-I OPN, OCN,被PDGF-BB调节。高山活动和钙沉积也显著增加了PDGF-BB超表达。然而,增强成骨分化PDGF-B-modified bmsc PD98059,抑制了ERK-MAPK信号通路的抑制剂。众所周知,增加脂肪形成的骨髓减少骨生成,从而导致骨质疏松症。成骨的之间的平衡和脂肪形成的MSC分化维持骨体内平衡是很重要的(38]。先前的研究已经表明,PDGFRα信号反对脂肪形成的几种类型的细胞(39,40]。在这项研究中,脂肪形成的分化PDGF-B-modified bmsc也被评估。油红O染色面积和脂滴堆积明显减少PDGF-B-modified bmsc。PPAR的表达γ2、核受体激活脂肪细胞phenotype-specific基因的表达(41,42),在PDGF-B-modified bmsc明显mRNA和蛋白水平下降。然而,PDGF-BB抑制作用的BMSC脂肪形成的差异化被添加PD98059抑制。综上所述,我们的研究结果表明,PDGF-BB可以增加成骨分化而抑制脂肪形成的差异化的bmsc通过ERK1/2信号通路。

的一个关键机制促进组织再生干细胞分泌的可溶性生长因子(43- - - - - -46]。以前的研究已经表明PDGF-BB分泌preosteoclasts诱导血管形成在骨建模和改造(47]。慢病毒基因转导后,ELISA结果显示bmsc稳定,不断分泌PDGF-BB。我们进一步通过HUVEC迁移和血管生成化验证实PDGF-BB分泌蛋白具有趋化活性和血管生成活动。这些结果表明,PDGF-BB分泌PDGF-B-modified bmsc刺激的迁移和血管生成潜力HUVECs通过PI3K / AKT ERK1/2信号通路,这可能会进一步促进BMSC-based骨再生。

的影响PDGF-BB BMSC-based骨再生的规定在活的有机体内使用一只老鼠批评-大小的颅顶的缺陷模型进行评估。放射学和微ct测量显示,植入物与周围骨组织紧密集成,更不透射线的PDGF-BB超表达组。根据ct机的横向视图,更多的新形成的骨组织中Lenti-PDGF组比其他组。定量分析表明,BMD和BV / Lenti-PDGF组电视值高于其他组。Histomorphometric分析显示结果符合上述发现,和新骨面积的百分比明显高于PDGF-BB-overexpressing组。骨形成是由血管的存在,和新血管的形成,而运输氧气,营养,和溶性因素,有必要对新骨再生(25]。新成立的面积由Microfil灌注血管染色PDGF-BB-overexpressing组显著增加的价格相比其他组。他还染色表明,新形成的骨组织渗透与血管管腔内的红细胞。如上所述,PDGF-BB是很出名的,促进血管生成的能力,同时也扮演着重要的角色在维持稳定的新成立的血管(11,48,49]。因此,PDGF-BB分泌PDGF-B-modified bmsc可能促进血管生成促进骨再生。

5。结论

总之,我们的结果表明,过度的PDGF-BB bmsc增加成骨分化而抑制脂肪形成的通过ERK1/2分化的信号通路。PDGF-BB PDGF-B-modified分泌的bmsc显著增强血管内皮细胞的迁移和血管生成通过ERK1/2和PI3K / AKT信号通路。增强的bmsc诱导的血管新生和骨生成能力PDGF-BB超表达可能促进在活的有机体内血管化骨再生。这些发现表明,PDGF-BB将是一个强大的血管生成治疗调节器和骨在骨形成和修复。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者指出任何潜在的利益冲突。

作者的贡献

茂林张和了雯雯Yu同样贡献了这个工作。

确认

这项工作是国家重点支持的共同研究和开发项目的中国(2016 yfc1102900),中国国家自然科学基金(81620108006)。

引用

1. s . p . Bruder耷拉下来,库尔思a . a . m .谢伊w·c·海耶斯,n .贾斯瓦尔和联合国,“骨再生净化的植入,culture-expanded人类间充质干细胞,”骨科研究期刊》的研究,16卷,不。2、155 - 162年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. 江x, j .赵王s . et al .,“在大鼠下颌修复premineralized丝绸支架和BMP-2-modified bmsc,”生物材料,30卷,不。27日,4522 - 4532年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. h·侯x张戴k, t . Tang和r . Ge”增强骨形成的基因骨髓基质细胞表达BMP-2, VEGF,而“生物技术信没有,卷。31日。8,1183 - 1189年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. m . Tallquist a .外籍教练,“PDGF信号在细胞和老鼠。”细胞因子和生长因子的评论,15卷,不。4、205 - 213年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. r . m . Manzat Saplacan, l . Balacescu列为et al .,“pdgf和pdgfr结直肠癌的角色,”炎症介质卷。2017年,9页,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. l·弗雷德里克松、h·李和埃里克森,“PDGF家族:四个基因产物形成五个二聚的亚型,”细胞因子和生长因子的评论,15卷,不。4、197 - 204年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. r·格鲁伯f . Karreth f . Frommlet m·b·费舍尔和g . Watzek“血小板是periosteum-derived促有丝分裂的细胞,”骨科研究期刊》的研究,21卷,不。5,941 - 948年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. m·h·李,B.-J。Kwon M.-A。古,k . e .你,J.-C。公园”,刺激血管平滑肌细胞的有丝分裂发生血小板源生长factor-bb由epigallocatechin-3-O-gallate抑制通过阻断细胞内信号,”氧化医学和细胞寿命文章ID 827905卷,2013年,10页,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. y Ozaki, m .西村k漫画家关谷神奇et al .,“综合分析骨髓间充质干细胞的趋化因子,”干细胞与发展,16卷,不。1,第130 - 119页,2007。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. c . h .日和b . Westermark”的作用机制和体内血小板源生长因子的作用,“生理上的评论,卷79,不。4、1283 - 1316年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. j . Homsi和ai达乌德,”的活动和VEGF / PDGF抑制剂的作用机制”癌症控制,14卷,不。3、285 - 294年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. m·c·菲普斯,徐y和s l·贝利斯”的血小板源生长因子作为间充质干细胞的趋化因子通过bone-mimetic实际上电纺支架,”《公共科学图书馆•综合》,7卷,不。7篇文章e40831 2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. 人工智能Caplan和d·科雷亚PDGF在骨形成和再生:洞察一个新颖的机制涉及msc、”骨科研究期刊》的研究卷,29号12日,第1803 - 1795页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. l .徐w·张,k . Lv w . Yu江x,和f·张,“高骨再生使用rhPDGF-BB bmsc,β-TCP犬模型,”临床牙科植入物和相关研究,18卷,不。2、241 - 252年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. d . f . Bowen-Pope t·w·帕斯·d·m·福斯特,和r·罗斯,“体内血小板源生长因子:水平,活动,和间隙,“血,卷64,不。2、458 - 469年,1984页。视图:谷歌学术搜索
16. c .朱问:Chang d .邹et al .,“LvBMP-2基因改性的bmsc结合磷酸钙水泥支架修复颅顶的缺陷的老鼠,”材料科学杂志:材料在医学,22卷,不。8,1965 - 1973年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. w·张,张x, s .王et al。”比较使用脂肪tissue-derived和骨骨髓来源干细胞快速骨再生,”牙科研究杂志》,卷92,不。12日,第1141 - 1136页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. w·张,c .朱d .你们et al .,“多孔丝支架交货的干细胞生长因子和提高骨再生,”《公共科学图书馆•综合》,9卷,不。7篇文章e102371 2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. m . Zhang f .江x Zhang et al .,“血小板源生长的影响factor-BB在人牙髓干细胞介导完成复杂的再生,”干细胞转化医学》第六卷,没有。12日,第2134 - 2126页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. l .夏m .张常问:et al .,“增强dentin-like矿化组织形成AdShh-transfected人牙髓细胞和多孔磷酸钙水泥,”《公共科学图书馆•综合》,8卷,不。5篇文章e62645 2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. y y, w·张,刘et al .,“rhPDGF-BB通过ERK通路骨生成和脂肪生成平衡在ADSCs批评-大小的颅顶的缺陷修复,”组织工程部分,20卷,不。23 - 24日,第3313 - 3303页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. 林k, l .夏·h·李et al .,“增强骨质疏松性骨再生的strontium-substituted硅酸钙生物活性陶瓷,”生物材料,34卷,不。38岁,10028 - 10042年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. 夏y赵,d . l .曾l . g . et al .,“骨髓基质细胞的成骨的潜力来自体外糖尿病老鼠,”国际分子医学杂志》上没有,卷。31日。3、614 - 620年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. d .邹z, d .你们et al .,“批评-大小的鼠颅顶的缺陷的修复使用转基因骨骨髓来源间充质干细胞overexpressing低氧factor-1α,”干细胞卷,29号9日,第1390 - 1380页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. j . d .邹z . Zhang et al .,“在组织工程骨血管形成的既定的活动形式HIF-1α介导bmsc,”生物材料,33卷,不。7,2097 - 2108年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. y邓,h .周,d .邹et al .,”的角色miR-31-modified脂肪干细胞在修复tissue-derived老鼠批评-大小的颅顶的缺陷,“生物材料,34卷,不。28日,第6728 - 6717页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. y l .傅t . Tang苗,张,z曲,k·戴,“刺激成骨分化和抑制脂肪形成的骨髓基质细胞的分化alendronate通过ERK和物激活,“骨,43卷,不。1,40-47,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. 曾y赵、张,d . et al .,“rhPDGF-BB促进增殖和成骨分化的骨髓基质细胞体外糖尿病大鼠通过ERK通路,”生物医学研究的国际卷。2014年,9页,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. k·金斯利,j·l·赫夫w . l .生锈et al .,“ERK1/2介导PDGF-BB刺激血管平滑肌细胞增殖和迁移laminin-5,”生物化学和生物物理研究,卷293,不。3、1000 - 1006年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. e . j .医学会j . Rupp l .易努拉-阿瑞斯e·h .鼠尾草和m . Pech”PDGF-BB调节内皮细胞增殖和血管生成在体外通过PDGFβ受体,”《细胞生物学》杂志上,卷125,不。4、917 - 928年,1994页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. j .菲德勒g·罗德,k·冈瑟和r·e·布伦纳“BMP-2、BMP-4 PDGF-bb刺激基本人类间叶细胞祖细胞趋化迁移,”细胞生物化学杂志》上,卷87,不。3、305 - 312年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. 周x, x高,l, l .太阳,和c,“PDGF-BB-induced MT1-MMP表达间充质干细胞的调节扩散和入侵三维胶原蛋白通过MEK / ERK1/2 PI3K / AKT信号,”细胞信号,25卷,不。5,1279 - 1287年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. l . j .元,c . c .妞妞林s . s . et al .,“添加剂影响高压氧和血小板源生长factor-BB软骨细胞移植通过血小板源生长因子受体表达上调,”骨科研究期刊》的研究,27卷,不。11日,第1446 - 1439页,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
34. y . j .康e . s .全h . y .歌曲et al .,“c-Jun n端激酶的作用在人类脂肪tissue-derived PDGF-induced增殖和迁移的间充质干细胞,”细胞生物化学杂志》上,卷95,不。6,1135 - 1145年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. d . Gentilini m .以前美国迪弗朗西斯科·m·Vignali p .乌拉•威佳诺和a . m . di Blasio”PI3K / Akt和ERK1/2信号通路参与17β-estradiol引起的子宫内膜细胞迁移和生长因子,”人类生殖的分子,13卷,不。5,317 - 322年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. r·k·贾斯瓦尔:贾斯瓦尔,s . p . Bruder g . Mbalaviele d·r·Marshak和m . f . Pittenger“成年人类间充质干细胞分化成骨的或脂肪形成的血统是由增殖蛋白激酶,”《生物化学》杂志上,卷275,不。13日,9645 - 9652年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. c·j·马歇尔“特异性受体酪氨酸激酶的信号:瞬态和持续的细胞外signal-regulated激酶激活,“细胞,卷80,不。2、179 - 185年,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. j . Dragojevičd·b·洛加尔省,r . Komadina和j·马克,“Osteoblastogenesis和脂肪生成在骨关节炎高于骨质疏松性骨组织,”档案的医学研究,42卷,不。5,392 - 397年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
39. t . Iwayama c·斯蒂尔l .姚明et al。”PDGFRα信号驱动器脂肪组织纤维化通过瞄准祖细胞可塑性,”基因与发展卷,29号11日,第1119 - 1106页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. c .太阳、w·l·贝瑞和l·e·奥尔森“PDGFRα控制基质的平衡和脂肪形成的细胞脂肪组织器官形成过程中,“发展,卷144,不。1,第94 - 83页,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. e·d·罗森·Sarraf a . e .特洛伊et al .,“PPARγ是必需的脂肪组织分化的体内和体外,”分子细胞,4卷,不。4、611 - 617年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
42. y巴拉克·m·c·纳尔逊·e·s . Ong et al .,“需要PPARγ胎盘、心脏和脂肪组织的发展,“分子细胞,4卷,不。4、585 - 595年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
43. b . Parekkadan d . van民意调查,k .菅沼et al .,“间充质干细胞分子扭转暴发性肝衰竭。”《公共科学图书馆•综合》,卷2,不。9篇文章e941 2007。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. 人工智能卡普兰和j·e·丹尼斯,“间充质干细胞作为营养介质,”细胞生物化学杂志》上,卷98,不。5,1076 - 1084年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. Aggarwal和m . f . Pittenger“人类间充质干细胞调节同种异体免疫细胞反应,”血,卷105,不。4、1815 - 1822年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
46. t .金奈尔德大肠稳定,m . s .伯内特et al .,”当地交付骨髓来源的间质细胞通过旁分泌机制增加抵押品灌注,”循环,卷109,不。12日,第1549 - 1543页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. 王h·谢、崔z l . et al .,“PDGF-BB分泌preosteoclasts骨生成,诱导血管生成在耦合”自然医学,20卷,不。11日,第1278 - 1270页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
48. gdp Yancopoulos,美国戴维斯:w·盖尔,j·s·Rudge s . j . Wiegand和j . Holash“Vascular-specific生长因子和血管的形成,”自然,卷407,不。6801年,第248 - 242页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
49. n .费拉拉“VEGF和追求肿瘤血管生成因素,”自然评论癌症,卷2,不。10日,795 - 803年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2018茂林Zhang et al。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。