芦荟素在提高骨髓间充质干细胞成骨能力中的应用制造技术

本发明专利技术公开了芦荟素在提高骨髓间充质干细胞（BMSC）成骨能力中的应用。本发明专利技术通过用不同浓度的芦荟素处理BMSC，检测BMSC细胞存活率；采用碱性磷酸酶活性和矿化实验评估芦荟素对BMSC向成骨细胞分化的影响；实时荧光定量PCR检测成骨相关基因Runx2、ALP、OCN和OPN的表达情况；Western印迹法和免疫荧光法检测ERK1/2‑Runx2信号通路变化；结果表明芦荟素通过激活ERK1/2‑Runx2信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化，提高BMSC成骨能力，所述研究结果为研发防治骨质疏松新药提供了数据支持，具有较大的应用前景。

The application of aloin in improving the osteogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells

【技术实现步骤摘要】
芦荟素在提高骨髓间充质干细胞成骨能力中的应用
本专利技术属于生物医学
更具体地，涉及芦荟素在提高骨髓间充质干细胞成骨能力中的应用。
技术介绍
骨质疏松症是以低骨量和骨组织微结构破坏为特征的全身性骨骼疾病，导致骨脆性增加和骨折风险增加。骨质疏松的主要原因是骨形成和骨吸收平衡被破坏。通常，临床防治骨质疏松有两种方法。抗骨吸收药物，如双膦酸盐类药物被广泛用于骨质疏松症的治疗，主要因为其具有减缓骨吸收的功能；另一种方法是使用类固醇药物，包括人甲状旁腺激素(hPTH1-34)，用来刺激骨形成。然而，长期使用这些药物有一定的局限性和副作用。间充质干细胞是具有多向分化潜能的基质细胞，具有向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、神经元和成肌细胞分化的能力。骨髓间充质干细胞(BMSC)是组织再生的理想候选细胞，参与骨形成和骨吸收的调节。系列研究表明，骨质疏松症患者的BMSC与正常人相比具有较低的成骨分化能力。据报道，老年性骨质疏松BMSC的成骨分化能力下降，与整合素α2的下调有关。过表达整合素α2通过激活ERK1/2信号通路促进hBMSCs成骨分化。因此，提高BMSC成骨能力被认为是治疗骨质疏松性疾病的一种可行的方法。芦荟素(aloin)，化学名10-吡喃葡萄糖基-1，8-二羟基-3-(羟甲基)-9(10H)-蒽酮，活性成分以芦荟苷为主的混合物，是一种从双子叶植物芦荟中提取的蒽醌类化合物。研究表明，芦荟素能够有效抗肿瘤、抗炎、抗溃疡性结肠炎和抗氧化过程。然而，芦荟素对BMSC成骨分化的影响还不清楚。Runx2是调节成骨细胞分化和骨形成的关键基因之一。它在BMSC向成骨细胞分化过程中起重要作用。以往研究表明，ERK1/2-Runx2信号通路在调控MSCs向成骨细胞分化中起着重要的作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术中防治骨质疏松性疾病存在的缺陷和不足，提供芦荟素在提高骨髓间充质干细胞成骨能力中的应用，所述芦荟素通过芦荟素通过激活ERK1/2-Runx2信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化，为研发防治骨质疏松新药提供了数据支持，具有较大的应用前景。本专利技术的目的是提供芦荟素在促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的应用。本专利技术的另一目的是提供一种促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的目的是探讨芦荟素对BMSC向成骨细胞分化的影响及其机制。经不同浓度芦荟素处理后，利用CellTiter96AQueousOneSolutionCellProliferationAssay试剂盒检测细胞存活率；采用碱性磷酸酶活性和矿化实验评估芦荟素对BMSC向成骨细胞分化的影响；实时荧光定量PCR检测成骨相关基因(Runx2、ALP、OCN和OPN)表达和Western印迹法和免疫荧光法检测ERK1/2-Runx2信号通路变化。结果显示，不同浓度的芦荟素对BMSC的存活率无明显影响。在成骨诱导条件下，芦荟素可增加细胞的碱性磷酸酶活性活性，促进BMSC的矿化，上调成骨相关基因(Runx2、ALP、OCN和OPN)的表达。此外，经ERK1/2抑制剂PD98059处理后，Runx2表达明显下调，同时BMSC成骨分化受到显著抑制；结果表明，芦荟素通过激活ERK1/2-Runx2信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化，为研发防治骨质疏松新药提供数据支持。因此，本专利技术首先保护芦荟素在促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的应用；即保护芦荟素在提高髓间充质干细胞成骨能力中的应用。同时，本专利技术提供一种促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的方法，所述方法为在成骨诱导条件下，用芦荟素处理骨髓间充质干细胞；所述成骨诱导条件为利用商业化成骨诱导培养基培养细胞。另外，芦荟素在制备促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的制剂中的应用亦在本专利技术保护范围内。一种促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的制剂，所述制剂含有芦荟素。芦荟素可促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，提高BMSC成骨能力，可作为防治骨质疏松性疾病的一种可行的方法。因此，芦荟素在制备防治骨质疏松性疾病药物中的应用也本专利技术保护范围内。一种防治骨质疏松性疾病药物，所述药物含有芦荟素；其原理是通过芦荟素促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，提高BMSC成骨能力。本专利技术研究发现芦荟素是通过激活ERK1/2-Runx2信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化。因此，芦荟素在激活ERK1/2-Runx2信号通路中的应用和/或在制备激活ERK1/2-Runx2信号通路的制剂中的应用。一种ERK1/2-Runx2信号通路激活剂，所述激活剂含有芦荟素。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术研究发现，不同浓度的芦荟素对骨髓间充质干细胞的存活率无明显影响。在成骨诱导条件下，芦荟素可增加细胞的碱性磷酸酶活性，促进BMSC的矿化，上调成骨相关基因的表达。此外，经ERK1/2抑制剂PD98059处理后，Runx2表达明显下调，同时BMSC成骨分化受到显著抑制。结果表明，芦荟素通过激活ERK1/2-Runx2信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化；本专利技术的研究结果为研发防治骨质疏松新药提供数据支持，具有较大的应用前景。附图说明图1为本专利技术所使用的分离提纯的P3代人和大鼠骨髓间充质干细胞表形鉴定及成骨分化能力鉴定图；图2为本专利技术采用MTS方法评价不同浓度芦荟素处理不同时间对人和大鼠骨髓间充质干细胞细胞活力影响的柱状统计分析图；图3为本专利技术利用不同浓度芦荟素处理人和大鼠骨髓间充质干细胞后，采用茜素红染色、ALP活力检测试剂盒、实时荧光定量PCR分别对间充质干细胞成骨分化能力、ALP活力及成骨相关基因(Runx2、ALP、OCN和OPN)mRNA表达水平测定分析图；图4为本专利技术利用不同浓度芦荟素处理人和大鼠骨髓间充质干细胞后，采用Westernblot检测调控成骨分化信号通路(ERK1/2-Runx2)相关蛋白(pERK1/2、ERK1/2、Runx2)表达水平变化分析图；图5为本专利技术在成骨诱导条件下，添加芦荟素和/或ERK1/2抑制剂PD98059后，人和大鼠骨髓间充质干细胞成骨相关基因(Runx2、ALP、OCN和OPN)mRNA表达水平、Runx2蛋白在核内表达水平以及钙沉积形成变化分析图；图6为本专利技术芦荟素通过激活ERK1/2-Runx2信号通路促进BMSCs向成骨细胞分化的机制图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。实施例1原代分离、培养、鉴定人和大鼠骨髓间充质干细胞1、经广东医科大学附属医院医学伦理委员会批准，在患者知情同意情况下，在行髋关节置换术患者股骨近端部位无菌采取骨髓10ml，利用Ficoll-Histopaque(d＝1.077g/ml)分离单核细胞，采用低糖DMEM培养基(含10％胎牛血清和1％PSN)重悬细胞，在37℃、5％CO2细胞培养箱中传代培养；取健康4周龄大鼠股骨和胫骨，利用注射器吸取无菌生理盐水反复冲洗骨髓腔，对冲洗出的骨髓进行间充质干细胞分离，分离及传代培本文档来自技高网...

【技术保护点】
芦荟素在促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的应用。

【技术特征摘要】
1.芦荟素在促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的应用。2.一种促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的方法，其特征在于，在成骨诱导条件下，用芦荟素处理骨髓间充质干细胞。3.芦荟素在制备促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的制剂中的应用。4.一种促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的制剂，其特征在于，所述制剂含有芦荟素。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：楚佳奇，李鹏，全娟花，赵名艳，王家丰，荆凯鹏，魏波，魏劲松，黄瑞，高翔，闫守泉，罗远明，牛艳茹，孔俊超，陈祝明，黄帅，吕贵何，宗治贤，
申请(专利权)人：广东医科大学附属医院，
类型：发明
国别省市：广东,44