单纯Ⅱ型胶原酶消化法分离、培养人退变椎间盘髓核细胞的形态学观察

目的:探讨单纯Ⅱ型胶原酶消化法体外培养扩增人退变椎间盘髓核细胞的可行性。方法:收集20例人退变椎间盘髓核,单纯Ⅱ型胶原酶消化分离出髓核细胞并连续培养传代,倒置相差显微镜和HE染色观察细胞形态学变化,甲苯胺蓝染色检测髓核细胞内聚集蛋白聚糖的表达,免疫细胞化学法行Ⅱ型胶原染色,观察髓核细胞的类软骨表型表达情况。结果:单纯Ⅱ型胶原酶消化法可较好的分离培养人退变椎间盘髓核细胞,20例人退变椎间盘髓核,培养成功16例;原代髓核细胞平均7d贴壁,呈类圆形或多角形,P1代髓核细胞平均12h贴壁,呈大梭形或多角形,两代细胞融合95%所需时间分别为30d和7d,差异有统计学意义(P0.01);聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原主要表达于原代和P1代髓核细胞浆内,被甲苯胺蓝染成天蓝色,免疫细胞化学染色主要表现为黄褐色沉淀,两代间聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的表达无统计学差异(P0.05)。结论:单纯Ⅱ型胶原酶消化法可简化髓核细胞分离步骤,提高培养效率;传一代后髓核细胞增殖速率提高,但仍维持类软骨表型,表达聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原。     

椎体终板损伤对兔椎问盘髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的影响

目的 观察椎体终板损伤对兔椎间盘髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的影响并探讨其机制.方法 4个月龄清洁级日本大白兔12只,完整取出40个包含终板的完整椎间盘(L2-L5),随机分为实验组和对照组,每组20个.实验组参考Daniel Haschtmann的方法建立终板损伤模型.椎间盘整体培养2周后,免疫组织化学方法观察椎间盘髓核中Ⅰ、Ⅱ型胶原的表达情况,并用HMIAS-2000图像分析系统进行半定量分析.结果 免疫组织化学染色显示:实验组椎间盘髓核Ⅰ型胶原的表达比对照组高;而Ⅱ型胶原的表达则比对照组低,差异均有统计学意义(P<0.05).结论 外伤致椎体终板损伤后会导致椎间盘髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的变化,继而加速椎间盘退行性变.     

不同胶原支架对髓核间充质干细胞分化的影响

目的 :比较不同胶原支架中髓核间充质干细胞(NPMSCs)的细胞存活、增殖能力和分化相关基因及蛋白表达等方面的差异。方法:在体外构建Ⅰ型、Ⅰ/Ⅱ型混合和Ⅱ型胶原支架,观察其显微结构、孔隙率及降解特性。从健康雄性大鼠尾椎提取NPMSCs,分别采用细胞微球、Ⅰ型胶原、Ⅰ/Ⅱ型混合胶原、Ⅱ型胶原支架培养,其中细胞微球作为对照。通过乳酸脱氢酶(LDH)检测材料生物毒性,CCK-8测定细胞增殖,实时定量PCR和Western Blot测定SOX9、聚集蛋白聚糖、Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的基因和蛋白表达水平,阿尔新蓝组织学染色检测硫酸蛋白聚糖的表达。结果:Ⅰ型、Ⅰ/Ⅱ型混合和Ⅱ型胶原支架孔隙率均为90%以上,构建21d后的降解率分别为(10.30±0.66)%、(9.87±0.71)%和(10.40±0.53)%。培养后7d细胞LDH检测结果Ⅰ型、Ⅰ/Ⅱ型混合和Ⅱ型胶原支架组分别为12.24±0.65、12.13±1.03、12.67±1.15,与对照组12.50±1.32比较无显著性差异(P0.05)。胶原支架中培养5d及7d的细胞CCK-8检测结果 (Ⅰ型胶原组为0.67±0.04、1.20±0.05,Ⅰ/Ⅱ型混合胶原组为0.62±0.05、1.20±0.07,Ⅱ型胶原组为0.69±0.02、1.34±0.04)明显高于对照组(0.53±0.03,1.02±0.02)(P0.05)。培养21d后,三种胶原支架组与对照组比较,SOX9、Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖的基因表达均显著上升(P0.05),其中Ⅱ型胶原支架组上述基因表达量最高,与Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ型混合胶原支架组有显著性差异(P0.05);与对照组比较,Ⅰ型胶原支架组中仅Ⅰ型胶原及聚集蛋白聚糖的蛋白表达上升(P0.05);Ⅰ/Ⅱ型混合及Ⅱ型胶原支架组中SOX9、Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖的蛋白表达有显著上升(P0.05),其中Ⅱ型胶原支架组上述蛋白表达量最高,且与Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ型混合胶原支架组有显著性差异(P0.05)。阿尔新蓝组织学染色检测硫酸蛋白聚糖在Ⅱ型胶原支架组表达明显高于其余各组。结论:Ⅰ型胶原、Ⅰ/Ⅱ型混合胶原、Ⅱ型胶原支架均促进NPMSC的分化,而Ⅱ型胶原支架促进NPMSC成髓核细胞分化作用尤为显著。Ⅱ型胶原是髓核组织工程学的理想生物支架材料。     

CDMP-1逆转人退变椎间盘髓核细胞的实验研究

[目的]通过CDMP-1促进退变髓核细胞外基质合成来逆转椎间盘退变.[方法]分离、培养人退变椎间盘髓核细胞,取第3代髓核细胞,应用CDMP-l分组进行干预实验.A组为对照组,B组和C组为实验组,B组加人100ng/ml CDMP-1,C组加入200ng/rnl CDMP-1.采用光学相差显微镜及透射电镜对对照组和实验组细胞形态和超微结构进行对比观察:XTT-PMS法检测各组髓核细胞12d的生长曲线,研究三组细胞间的生长动力学差异;实时荧光定量PCR检测髓核细胞,7,14,21d Ⅱ型胶原和糖胺多糖的mRNA表达.[结果]光学相差显微镜及透射电镜示:两剂量实验组形态学上没有明显差异,与对照组相比,CDMP-1实验组能较好的维持髓核细胞生物形态学特性,延长退变髓核细胞的衰老;三实验组12d的生长曲线一致,两剂量的CDMP-1没有增加退变髓核细胞的增殖;实时荧光定量PCR示100ng/ml CDMP-1组:Ⅱ型胶原mRNA表达总体均数及3个时间点均高于另外两组任一时间点(P<0.05);糖胺多糖mRNA表达总体均数及14、21d 2个时间点均高于另外两组相应时间点(P<0.05),且Ⅱ型胶原和糖胺多糖mRNA表达量随刺激时间增加而增加.200 ng/ml CDMP-1组:提高了糖胺多糖mRNA表达水平的同时,却降低了Ⅱ型胶原mRNA水平.[结论]100ng/ml的CDMP-l可以延长体外培养人退变髓核细胞的衰老,维持细胞生物形态学特性,提高退变髓核细胞Ⅱ型胶原和糖胺多糖mRNA表达水平,在一定程度逆转了椎间盘髓核细胞退变.     

人肋软骨细胞体外培养中生长代谢及功能的变化

目的　通过检测体外培养的人肋软骨细胞老化过程中Ⅰ、Ⅱ型胶原和蛋白聚糖(aggrecan)的表达变化 ,为组织工程软骨构建的种子细胞选择适宜的回植时机。方法　取体外培养的P1 ～P5人肋软骨细胞 ,通过观察细胞形态 ,细胞增殖率 ,Alcianblue法定量检测每代Aggrecan中GAG含量 ,免疫组化蛋白水平观察Ⅰ、Ⅱ型胶原表达及RT PCR从mRNA水平分析Ⅰ、Ⅱ型胶原及Aggrecan基因表达量。结果　人肋软骨细胞从第 3代起逐渐向成纤维样细胞形态转换 ;每代软骨细胞Aggrecan中GAG含量随传代次数逐渐降低 ,第 3代后处于较低水平 ;Ⅰ、Ⅱ型胶原的表达在蛋白水平及mRNA水平基本一致 ,第 2代以前Ⅱ型胶原表达较强 ,Ⅰ型胶原表达较弱 ,之后随传代Ⅱ型胶原表达减弱 ,Ⅰ型胶原表达逐渐增强 ;而Aggrecan在第 3代以前表达较高 ,从第 4代后明显下降。结论　人软骨细胞体外培养老化过程中综合细胞扩增及细胞功能因素 ,第 2代的软骨细胞 (体外扩增约 18 32 6倍 )可作为构建人组织工程软骨的种子细胞。     

非接触性共培养BMSCs和髓核细胞时间差异性的实验研究

目的探讨在非接触性共培养环境下,BMSCs定向分化为类髓核细胞在共培养时间上的差异性,寻找适合体内移植的最佳时间。方法取6只8周龄健康新西兰大白兔(体重1.5～2.0 kg)骨髓及椎间盘髓核,分离、培养BMSCs和髓核细胞并进行免疫细胞化学鉴定。取原代髓核细胞和第2代生长良好的BMSCs体外建立非接触性共培养模型。观察共培养后第1、3、5代BMSCs的形态学变化并绘制生长曲线;RT-PCR检测共培养5、10、15 d BMSCsⅡ型胶原和蛋白聚糖mRNA表达;Western blot检测共培养5、10、15、20、25、30 d BMSCsⅡ型胶原和蛋白聚糖蛋白的表达。结果 BMSCs相对特异性标记物CD44、CD90表达阳性,造血细胞表面标记物CD34、CD45表达阴性。髓核细胞Ⅱ型胶原、蛋白聚糖表达阳性。共培养后2周BMSCs形态发生明显变化,呈多角形、不规则形;共培养后3代内,BMSCs生长速度无明显差异,随着传代次数增加,细胞增殖明显减慢。RT-PCR检测示共培养后10、15 d BMSCs蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA表达明显高于5 d时(P<0.05),而10 d与15 d时差异无统计学意义(P>0.05)。Western blot检测示共培养后随时间延长细胞表达Ⅱ型胶原和蛋白聚糖蛋白逐渐增加,5、10、15 d间差异有统计学意义(P<0.05),15 d后各时间点间比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论在非接触性共培养环境下,BMSCs在髓核细胞诱导下可向类髓核细胞分化,表达Ⅱ型胶原和蛋白聚糖,在共培养15 d时达到相对稳定,此时较适合进行体内移植。     

人退变椎间盘髓核细胞体外平面培养的形态学及活性观察

[目的]观察平面培养体系内人退变椎间盘髓核细胞的形态及活性变化.[方法]收集20例人退变椎间盘髓核,分离髓核细胞行平面培养,倒置相差显微镜和HE染色观察髓核细胞的生长过程与形态变化,流式细胞仪量化细胞周期分布和凋亡率,甲苯胺蓝染色和免疫细胞化学染色髓核细胞聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的表达,观察平面培养传代对髓核细胞活性和基质合成能力的影响.[结果]原代髓核细胞呈类圆形或多角形,平均7d贴壁,31 d融合至95％,P1代髓核细胞呈长梭形或多角形,平均12h贴壁,6.6d融合至95％,两代细胞增殖能力的差异有统计学意义(P＜0.01).原代与P1代髓核细胞的细胞浆阳性染色聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原,生长融合至95％后约90％的细胞分布于G1期,约16％的细胞凋亡,两代细胞的细胞活性和基质合成能力无统计学差异(P＞0.05).[结论]人退变椎间盘髓核细胞体外平面培养将经历显著的形态学变化.传一代后髓核细胞增殖能力提高,但能维持细胞活性以及蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的合成能力.     

辛伐他汀对兔髓核细胞的影响

目的 观察辛伐他汀对兔髓核细胞Ⅱ型胶原(ColⅡ)及聚集蛋白聚糖(Agg)表达的影响.方法 取兔髓核细胞进行原代培养,传至第3代行ColⅡ免疫组织化学鉴定后随机分为5组,以不同浓度辛伐他汀处理:A组:空白对照组;B、C、D、E组分别为0.1、0.2、0.4、0.8 μmol/L辛伐他汀组.运用半定量逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测ColⅡ、Agg含量的变化,并行细胞活力检测.结果 辛伐他汀浓度超过0.2 μmol/L时ColⅡ及Agg的表达增加,0.4 μmoL/L时达到高峰(P＜0.05),0.8 μmol/L时ColⅡ及Agg表达下降.0.8 μmol/L处理组影响细胞活力,0.1～0.4 μmol/L范围时细胞活性无明显影响(P＜0.05).结论 辛伐他汀可促进兔髓核细胞ColⅡ及Agg的表达,改善椎间盘退变进程;在＜0.4 μmol/L的较低浓度内对细胞活力无明显影响.     

不同强度张应力刺激影响关节软骨细胞Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA表达的研究

目的观察不同强度张应力刺激对人体体外培养的关节软骨细胞Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA表达的影响。方法获取因股骨颈骨折行髋关节置换术患者的股骨头关节软骨细胞。对第一代关节软骨细胞分别施加强度为3%、6%、15%延伸率的张应力刺激,张应力刺激后提取细胞的总RNA,进一步逆转录成cDNA,实时荧光定量PCR检测Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的mRNA表达。结果虽然3%和6%的张应力刺激均可增加Ⅱ型胶原mRNA的表达,但没有统计学意义;15%的张应力刺激能明显抑制Ⅱ型胶原mRNA的表达,且有统计学意义。尽管张应力刺激均可增加聚集蛋白聚糖mRNA的表达,但均没有统计学意义(P0.05)。结论不同强度的张应力刺激对关节软骨细胞表达Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖mRNA的影响不同。15%延伸率的张应力刺激可明显抑制关节软骨细胞Ⅱ型胶原基因的表达,但不能明显改变聚集蛋白聚糖基因的表达,这可能与关节软骨细胞的功能适应性有关。     

重组2型腺相关病毒-人骨形成蛋白7转染犬髓核细胞及其对髓核细胞表型的影响

目的:观察重组2型腺相关病毒-人骨形成蛋白7(recombinant adeno-associated virus-2expressinghuman bone morphogenetic protein-7,rAAV2-hBMP7)转染犬髓核细胞情况及其对细胞表型的影响。方法:用1岁龄Beagle犬L4/5椎间盘髓核进行髓核细胞体外培养,取第2代髓核细胞进行实验,实验组以rAAV2-hBMP7(1×105v.g/细胞)转染髓核细胞,对照组以重组2型腺相关病毒-增强型绿色荧光蛋白(recombinantadeno-associated virus-2expressing enhanced green fluorescent protein,rAAV2-EGFP)转染髓核细胞。在转染后4d、7d和14d以PCR检测髓核细胞中hBMP7的mRNA表达,在转染后7d和14d以Western blot法检测髓核细胞中hBMP7蛋白表达。在转染后4d、7d和14d采用RT-PCR法检测蛋白多糖、Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的mRNA含量,采用二甲基蓝及ELISA法分别检测蛋白多糖、Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的蛋白含量。结果:实验组髓核细胞表达hBMP7 mRNA及蛋白,并于转染后7d时表达量最高,而对照组无表达。实验组髓核细胞蛋白多糖mRNA及蛋白含量在转染后7d和14d时较4d时明显增高,14d时较7d时亦明显升高(P0.05),对照组各时间点无统计学差异(P0.05);4d时实验组与对照组比较无明显差异,7d和14d时较对照组明显增加(P0.05)。同组各时间点Ⅰ型胶原mRNA及蛋白含量均无统计学差异,两组各时间点间比较无统计学差异(P0.05)。实验组髓核细胞Ⅱ型胶原mRNA及蛋白含量在转染后7d和14d时较4d时明显增高,14d时较7d亦明显升高(P0.05),对照组各时间点无统计学差异(P0.05);实验组4d时与对照组比较无明显差异,7d和14d时较对照组明显增加(P0.05)。结论:rAAV2-hBMP7转染犬髓核细胞后能表达hBMP7蛋白,并能提高其蛋白多糖及Ⅱ型胶原含量。