携带低氧诱导因子1α慢病毒感染大鼠骨髓间充质干细胞后成骨基因的表达

携带低氧诱导因子 1慢病毒感染大鼠骨髓间充质干细胞后成骨基因的 表达 付志杰 1，2 ，张巨峰 1，2，3 ，王大平 1，2，3 ，陈洁琳 1，2，3 ，段 莉 1，2，3 ，何美建 1，2 ，李庆 庆 1，2 ，李文翠 1，2 ，熊建义 1，2，3 1 汕头大学医学院深圳二院临床学院，广东省深圳市 518035； 2 深圳市第二人民医院骨科， 广东省深圳市 518035； 3 深圳市组织工程重点实验室，广东省深圳市 518035 Expression of osteogenic genes in rat bone marrow mesenchymal stem cells infected by lentivirus carrying hypoxia-inducible factor-1 alpha Fu Zhi-jie 1, 2, Zhang Ju-feng 1, 2, 3, Wang Da-ping 1, 2, 3, Chen Jie-lin 1, 2, 3, Duan Li 1, 2, 3, He Mei-jian 1, 2, Li Qing-qing 1, 2, Li Wen-cui 1, 2, Xiong Jian-yi 1, 2, 3 1 Shenzhen Second Hospital Clinical School of Shantou University Medical College, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China; 2 Department of Orthopedics, Shenzhen Second Peoples Hospital, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China; 3 Shenzhen Key Laboratory of Tissue Engineering, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China 摘要 背景：人低氧诱导因子 1可调控其下游成骨及成血管基因的表达，具有提高成骨活性的作用。 目的：观察携带人低氧诱导因子 1慢病毒感染的大鼠骨髓间充质干细胞中成骨基因表达情况。 方法：通过 RT-PCR 方法从 Hela 细胞中获得低氧诱导因子 1，构建携带低氧诱导因子 1的 慢病毒表达质粒 Lenti-HIF-1-eGFP，与 LentiPac HIV 混合包装质粒共包装 293Ta 细胞， 获得病毒；采用全骨髓直接贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞，使用流式细胞仪对骨髓间 充质干细胞进行鉴定。分别在慢病毒感染骨髓间充质干细胞 1，4，7 ，14 d 后，用实时荧光 定量 PCR 检测骨髓间充质干细胞中成骨基因骨形态发生蛋白 2、骨钙蛋白、骨桥蛋白、碱性 磷酸酶的表达水平。 结果与结论：Lenti-HIF-1-eGFP 有效地感染骨髓间充质干细胞，实时荧光定量 PCR 检测结 果显示成骨基因骨形态发生蛋白 2、骨钙蛋白、骨桥蛋白、碱性磷酸酶在 Lenti-HIF-1- eGFP 感染后第 4 天开始明显过表达，且持续至 14 d。结果表明低氧诱导因子 1可以提高骨 髓间充质干细胞的成骨活性。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤 干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程 全文链接： 关键词 ： 干细胞； 骨髓干细胞； 低氧诱导因子 1； 骨髓间充质干细胞 ； 基因转染； 骨缺损； 慢病毒载体； 骨组织工程； 成骨基因； 成骨活性； 广东省自然科学基金； Abstract： BACKGROUND: Human hypoxia-inducible factor-1 alpha can regulate the expression of osteogenic and angiogenic genes, and promote osteogenic activity. OBJECTIVE: To observe the expression of osteogenic genes in rat bone marrow mesenchymal stem cells carrying human hypoxia-inducible factor-1 alpha slow virus infection. METHODS: Hypoxia-inducible factor-1 alpha was obtained from Hela cells using RT-PCR. Lentivirus expression vector plasmid carrying hypoxia-inducible factor-1 alpha (Lenti-HIF-1-eGFP) was constructed. 293Ta cells with LentiPac HIV mixed packaging plasmid was packaged, and then lentivirus was obtained. Rat bone marrow mesenchymal stem cells were isolated and cultured using direct whole bone marrow adherent method. Bone marrow mesenchymal stem cells were identified using flow cytometry. Bone marrow mesenchymal stem cells were infected with slow virus for 1, 4, 7 and 14 days. Bone morphogenetic protein-2, osteocalcin, osteopontin and alkaline phosphatase expression levels were detected in bone marrow mesenchymal stem cells using real-time fluorescent quantitative PCR. RESULTS AND CONCLUSION: Bone marrow mesenchymal stem cells were effectively infected with Lenti-HIF-1-eGFP. Real-time fluorescent quantitative PCR results revealed that bone morphogenetic protein-2, osteocalcin, osteopontin and alkaline phosphatase began to obviously overexpress from 4 days after infection with Lenti-HIF-1-eGFP until 14 days. Results suggested that hypoxia- inducible factor-1 alpha could elevate the osteogenic activity of bone marrow mesenchymal stem cells. 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤 干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程 全文链接： Key words： bone marrow; mesenchymal stem cells; hypoxia-inducible factor 1, alpha subunit; lentivirus; transfection; 中图分类号: R394.2 基金资助: 广东省自然科学基金(S2012010008129)；深圳市战略性新兴产业发展专项资金 (20120614154551201)；深圳市科创委国际合作项目 (GJHZ20130412153906740)；深 圳市科创委技术开发项目(CXZZ20120614160234842) 通讯作者: 熊建义，教授，主任医师，硕士生导师，深圳市第二人民医院骨科，广东省深圳市 518035 作者简介: 付志杰，男，1988 年生，湖北省孝感市人，汉族，在读硕士，主要从事创伤骨科、 骨组织工程研究。 引用本文: 付志杰,张巨峰 ,王大平等 . 携带低氧诱导因子 1慢病毒感染大鼠骨髓间充质干细胞后成骨基因的表达 J. 中国组织工程研究, 2014, 18(28): 4455-4462. Fu Zhi-jie,Zhang Ju-feng,Wang Da-ping et al. Expression of oste