背根神经节神经元可促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化

doi:10.4103/1673-5374.150717

中国神经再生研究(英文版) ›› 2015, Vol. 10 ›› Issue (1): 119-123.doi: 10.4103/1673-5374.150717

• 原著:脊髓损伤修复保护与再生 • 上一篇下一篇

背根神经节神经元可促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化

收稿日期:2014-12-15 出版日期:2015-01-15 发布日期:2015-01-15
基金资助:
烟台科技发展计划（2011207，2011209），山东省自然科学基金项目（y2008c18）；国家自然科学基金（31271284，81301570），教育部新世纪优秀人才支持项目（bmu20110270），中国国家科学技术部973项目规划（2014cb542200）

Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells

Pei-xun Zhang^{1, #}, Xiao-rui Jiang ^{2, #}, Lei Wang², Fang-min Chen², Lin Xu^{2, *}, Fei Huang ^{3, *}

1 Department of Trauma and Orthopedics, Peking University People’s Hospital, Beijing, China
2 Department of Orthopedics, the Affiliated Yantai Hospital of Binzhou Medical University, Yantai, Shandong Province, China
3 Department of Human Anatomy, Binzhou Medical University, Yantai, Shandong Province, China

Received:2014-12-15 Online:2015-01-15 Published:2015-01-15
Contact: Lin Xu, M.D., Yantaixulin@126.com. Fei Huang, M.D., hfei22518@163.com.
Supported by:
This study was supported by grants from the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program), No. 2014CB542200; the National Natural Science Foundation of China, No. 31271284, 81301570; Program for New Century Excellent Talents in University of Ministry of Education of China, No. BMU20110270; the Natural Science Foundation of Shandong Province of China, No. Y2008C18; Yantai Science and Technology Development Program of China, No. 2011207, 2011209.

摘要/Abstract

摘要：

我们前期的动物实验已经证实了感觉神经纤维对成骨分化有明显的促进作用，而运动神经纤维则影响不显著。那么感觉神经元细胞是否可以促进骨髓间充质干细胞增殖及向成骨方向分化呢？以往的研究均是动物体内实验结果，未见细胞层面的验证结果。鉴于此，实验将体外培养SD大鼠胎鼠的脊髓背根神经节神经元(感觉神经元细胞)，和体外向成骨诱导分化3周转染绿色荧光蛋白的骨髓间充质干细胞直接进行共培养，并将单纯骨髓间充质干细胞分化来源的成骨细胞设为对照组。共培养3，5 d时，荧光显微镜观察，大鼠背根神经节神经元对骨髓间充质干细胞来源的成骨细胞有明显促增殖作用；实时定量PCR检测显示共培养组成骨分化相关因子-碱性磷酸酶、骨钙素、骨桥蛋白和骨形态发生蛋白2 mRNA 表达均高于对照组。结果证实背根神经节神经元可以促进骨髓间充质干细胞增殖并向成骨细胞方向分化，此结果为构建神经化组织工程骨提供了体外实验的理论依据。

关键词: 神经再生, 骨髓间充质干细胞, 骨, 成骨细胞, 神经节, 脊柱, 神经元, 共培养技术, 增殖, 分化, 实时定量PCR, 国家自然科学基金

Abstract:

Preliminary animal experiments have confirmed that sensory nerve fibers promote osteoblast differentiation, but motor nerve fibers have no promotion effect. Whether sensory neurons promote the proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells remains unclear. No results at the cellular level have been reported. In this study, dorsal root ganglion neurons (sensory neurons) from Sprague-Dawley fetal rats were co-cultured with bone marrow mesenchymal stem cells transfected with green fluorescent protein 3 weeks after osteogenic differentiation in vitro, while osteoblasts derived from bone marrow mesenchymal stem cells served as the control group. The rat dorsal root ganglion neurons promoted the proliferation of bone marrow mesenchymal stem cell-derived osteoblasts at 3 and 5 days of co-culture, as observed by fluorescence microscopy. The levels of mRNAs for osteogenic differentiation-related factors (including alkaline phosphatase, osteocalcin, osteopontin and bone morphogenetic protein 2) in the co-culture group were higher than those in the control group, as detected by real-time quantitative PCR. Our findings indicate that dorsal root ganglion neurons promote the proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells, which provides a theoretical basis for in vitro experiments aimed at constructing tissue-engineered bone.

Key words: nerve regeneration, bone marrow mesenchymal stem cells, bone, osteoblasts, ganglion, , spine, neurons, co-culture techniques, proliferation, differentiation, real-time quantitative PCR, NSFC grants, neural regeneration

. 背根神经节神经元可促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2015, 10(1): 119-123.

Pei-xun Zhang, Xiao-rui Jiang, Lei Wang, Fang-min Chen, Lin Xu, Fei Huang. Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells[J]. Neural Regeneration Research, 2015, 10(1): 119-123.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

美国国立医学图书馆（PubMed）

美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

Scopus荷兰《医学文摘库/医学文摘》（Excerpta Medica, EM）

波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

中国科技期刊数据库-统计源期刊（CSTPCD）

编委会

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联系方式：Email: szb@nrren.org 电话：+86 138 0499 8773

编委会成员

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材料方法

讨论

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（3）文章写作结构：

文题：不超过90个字母，20个单词。

摘要：非结构式，250单词。

引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

利益冲突：

参考文献：采用Journal of Neuroscience格式。

特邀述评类文章：观点、点评、研究亮点、给编辑的信等。

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对此科研过程的认识和总结。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000-3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过90个字母，20个单词。

主体内容：

参考文献：不超过5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（4）文章写作结构：

文题：不超过90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（4）文章写作结构：

文题：不超过90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过5条，采用Journal of Neuroscience格式。

文章快阅

Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of BMSCs Pei-xun Zhang, Peking University People's Hospital, China and his colleagues recently found that rat dorsal root ganglion neurons can promote the proliferation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) and induce BMSCs to differentiate into osteoblasts. The ultimate goal of the next research in the field is to construct a skeleton of normal physiological state using tissue engineering techniques; that is, innervated tissue-engineered bone. For this purpose, we need to explore the relationship between nerve cells and osteoblasts at the cellular level. Previous relevant studies focus on in vivo experimental results of animals, but findings at the cellular level have not been reported. A problem exists regarding how to effectively co-culture dorsal root ganglion neurons with BMSCs-differentiated osteoblasts. Pei-xun Zhang et al. validated the relationship between nerve cells and osteoblasts at the cellular level through co-culture of dorsal root ganglion neurons and BMSCs-differentiated osteoblasts. They found that after 3 and 5 days of co-culture, dorsal root ganglion neurons significantly promoted the proliferation of BMSCs-differentiated osteoblasts. This occurs possibly because of the secretion of calcitonin gene-related peptide and substance P by dorsal root ganglion neurons, and the promotion of bone formation by these neuropeptides has been early confirmed. These findings provide the theoretical basis for construction of innervated tissue-engineered bone. These results were published in the Neural Regeneration Research (Vol. 10, No. 1, 2015). Article: " Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells," by Pei-xun Zhang1, Xiao-rui Jiang2, Lei Wang2, Fang-min Chen2, Lin Xu2, , Fei Huang3 (1 Department of Trauma and Orthopedics, Peking University People’s Hospital, Beijing, China; 2 Department of Orthopedics, the Affliated Yantai Hospital of Binzhou Medical University, Yantai, Shandong Province, China; 3 Department of Human Anatomy, Binzhou Medical University, Yantai, Shandong Province, China) Zhang PX, Jiang XR, Wang L, Chen FM, Xu L, Huang F (2015) Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells. Neural Regen Res 10(1):119-123. Contact: Meng Zhao eic@nrren.org 86-1380-4998-773 Neural Regeneration Research http://www.nrronline.org/

延伸阅读

背根神经节神经元可促进骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化来自中国北京大学人民医院张培训教授所在团队研究发现，来自大鼠背根神经节的神经元，可促进骨髓间充质干细胞增殖，并促进其向成骨细胞分化。实验最终目的是利用组织工程技术构建出更加符合正常生理状态的骨骼，即血管神经化组织工程骨。而完成这一目的，有必要先探讨清楚在细胞层面上神经细胞与成骨细胞之间的联系。以往此方面的研究均是动物体内实验结果，未在细胞水平得到验证，如何使背根神经节神经元与骨髓间充质干细胞分化的成骨细胞能够有效共培养一直是一个难点。张培训等设计采用2种细胞直接共培养的方式在细胞层面进行了验证。结果显示，两种细胞共培养3，5 d时，背根神经节神经元对骨髓间充质干细胞来源的成骨细胞起到明显的促增殖作用。考虑原因主要可能与背根神经节神经元分泌降钙素基因相关肽和P物质有关，这两种因子是感觉神经纤维分泌的主要两种神经肽，而这些神经肽早已被证实对骨形成起到明显促进作用。此结果可为下一步构建神经化组织工程骨打下一个理论指导基础。文章发表在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2015年 1月第1期。 Article: " Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells," by Pei-xun Zhang1, Xiao-rui Jiang2, Lei Wang2, Fang-min Chen2, Lin Xu2, , Fei Huang3 (1 Department of Trauma and Orthopedics, Peking University People’s Hospital, Beijing, China; 2 Department of Orthopedics, the Affliated Yantai Hospital of Binzhou Medical University, Yantai, Shandong Province, China; 3 Department of Human Anatomy, Binzhou Medical University, Yantai, Shandong Province, China) Zhang PX, Jiang XR, Wang L, Chen FM, Xu L, Huang F (2015) Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells. Neural Regen Res 10(1):119-123. 欲获更多资讯：请与《中国神经再生研究（英文版）》杂志国际发展部联络；联络电话：+8613804998773，或用电子邮件联络：eic@nrren.org。文章全文请见：http://www.nrronline.org/

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背根神经节神经元可促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化

Dorsal root ganglion neurons promote proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells

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