Stem Cell Res Ther：T1DM骨髓来源的基质细胞和骨膜来源细胞的成骨功能受损及其对生长因子拯救的体外反应差异
2019-02-05 MedSci MedSci原创
骨质差，骨折风险增加和骨愈合受损是1型糖尿病（T1DM）的整形外科合并症。标准的成骨生长因子治疗不足以完全挽救创伤性T1DM长骨损伤的延迟愈合，其中骨膜和骨髓壁龛都被破坏。我们测试了骨髓来源的基质细胞（BMSCs）和骨膜来源的细胞（PDCs）的成骨作用，这两个关键骨骼祖细胞在长骨愈合过程中都受到了T1DM的损害，并且它们对成骨骨形态发生蛋白有不同的反应（ BMPs）和/或胰岛素样生长因子-1（IG
骨质差，骨折风险增加和骨愈合受损是1型糖尿病（T1DM）的整形外科合并症。标准的成骨生长因子治疗不足以完全挽救创伤性T1DM长骨损伤的延迟愈合，其中骨膜和骨髓壁龛都被破坏。我们测试了骨髓来源的基质细胞（BMSCs）和骨膜来源的细胞（PDCs）的成骨作用，这两个关键骨骼祖细胞在长骨愈合过程中都受到了T1DM的损害，并且它们对成骨骨形态发生蛋白有不同的反应（ BMPs）和/或胰岛素样生长因子-1（IGF-1）拯救。
从获得T1DM的Biobreeding Diabetes Prone / Worcester大鼠和正常Wistar大鼠中分离BMSC和PDC。将糖尿病祖细胞的增殖，成骨和脂肪形成与正常对照进行比较。通过茜素红染色和qPCR检测正常和高葡萄糖培养物中rhBMP-2/7异二聚体（45或300ng/ml）和/或rhIGF-1（15或100ng/ml）对糖尿病祖细胞对成骨拯救的反应。
结果显示，与非糖尿病对照相比，糖尿病BMSC和PDCs增殖较慢并且经历较差的成骨，并且这些损伤在高葡萄糖培养物中加剧。在正常和高葡萄糖培养物中，rhBMP-2/7或rhBMP-2/7 + rhIGF-1以剂量依赖性方式拯救糖尿病PDCs的成骨作用。然而，糖尿病BMSC仅在正常但不高葡萄糖成骨培养物中对具有/不具有100ng/ml rhIGF-1的300ng/nl rhBMP-2/7起反应。单独的IGF-1不足以挽救糖尿病祖细胞的成骨。在高葡萄糖成骨培养中补充rhBMP-2/7可显著增强1型胶原（Col 1），骨钙蛋白（OCN）和葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）的基因表达，同时抑制脂肪形成标志物过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）的表达。在糖尿病PDCs中。高葡萄糖培养中的相同处理仅导致Col 1的适度增加，但在糖尿病BMSC中OCN或GLUT1表达没有显着变化。
该研究表明，在高血糖环境中，rhBMP-2/7与/或不含rhIGF-1的骨髓间充质干细胞比BMSCs更有效的成骨拯救，强调了为特定骨骼祖细胞定位生物化学治疗的必要性。我们的数据还表明将生长因子治疗与血糖管理相结合以优化T1DM患者的整形外科治疗结果的潜在益处。
原始出处：
Tera M. Filion, Jordan D. Skelly, et al., Impaired osteogenesis of T1DM bone marrow-derived stromal cells and periosteum-derived cells and their differential in-vitro responses to growth factor rescue. Stem Cell Res Ther. 2017; 8: 65.
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