应用脂肪干细胞构建组织工程化小口径血管平滑肌层的实验研究

目的探索利用脂肪干细胞在生物反应器内构建组织工程血管平滑肌层的可行性。方法用抽吸的脂肪获取脂肪干细胞,在生长因子TGF-β1和BMP4作用下诱导成平滑肌细胞,然后将诱导的平滑肌细胞接种于PGA上,将细胞-材料复合物置于生物反应器内进行培养,在模拟胚胎发育血流动力学的刺激下(搏动频率:75次/分;扩展量<5%),构建小口径的血管平滑肌组织。培养8周后,取材行组织学和生物力学检测并与正常血管对比。结果脂肪干细胞在TGF-β1和BMP4的诱导下,细胞呈现平滑肌细胞特有的"波峰-波谷"样生长特点,并表达平滑肌细胞的特异性标记物α-SMA、SM22α、calponin和SM-MHC;反应器内培养8周后,构建的管状组织胶原分泌旺盛,具有一定的力学强度和弹性。结论利用脂肪干细胞可在体外生物反应器内构建组织工程化小口径血管平滑肌层,为临床上小血管病变的修复提供了一种新的可能的途径。     

PDGF-BB和TGF-β1诱导人脂肪基质干细胞向血管平滑肌细胞的分化

目的：探讨人脂肪基质干细胞体外诱导为血管平滑肌细胞的可能性。方法：应用酶消化法从人脂肪组织获得单个核细胞,基础培养液培养,经传代后,第一代细胞用于诱导分化实验。未诱导组培养液为基础培养液,诱导组培养液在基础培养液内添加诱导因子PDGF-BB（50ng/mL）、TGF-β1（5ng/mL）,诱导14d后,光镜下观察诱导细胞形态学的改变;免疫荧光和RT-PCR方法检测平滑肌细胞特异标记的表达情况;流式细胞仪检测诱导阳性率。结果：脂肪基质干细胞在特定细胞因子诱导作用下,细胞生长呈现与平滑肌细胞类似的“峰-谷”生长模式,并表达α-SM-Actin、SM-MHC、Calponin、SM-22α等平滑肌特异性标记;诱导组阳性率与未诱导组差异有统计学意义（P〈0.01）。结论：PDGF-BB、TGF-β1可诱导人脂肪基质干细胞向血管平滑肌细胞表型分化。     

体外诱导人骨髓间充质干细胞向血管平滑肌细胞分化的实验研究

目的应用血小板衍生生长因子BB（platelet-derived growthfactor BB,PDGF-BB）,体外诱导人骨髓间充质干细胞（human bone marrowmesenchymal stemcells,hBMSCs）向血管平滑肌细胞表型分化,探讨该方法的可行性及诱导细胞作为组织工程血管平滑肌种子细胞的可行性。方法抽取健康成人志愿者骨髓,经密度梯度离心分离得单个核细胞,PDGF-BB（20ng/ml）诱导hBMSCs向血管平滑肌样细胞（vascular smooth muscle cells,VSMCs）分化,观察细胞形态变化。免疫荧光检测细胞内血管平滑肌肌动蛋白α（vascular smooth muscleα-actin,SMα-actin）,血管平滑肌钙结合蛋白（vascular smoothmuscle calponin,SMcalponin）,血管平滑肌肌球蛋白重链（vascular smooth muscle myosin heavy chain,SMMHC）和细胞血管平滑肌钙结合相关蛋白（smooth muscle22α,SM22α）表达情况;反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）检测诱导后血管平滑肌细胞SMα-actin,SMcalponin,SMMHC和SM22α的mRNA表达。Western印记检测SM22α的表达。流式细胞分析技术（fluorescence activated cell sorter,FACS）分析诱导后细胞内SMα-actin,SMcalponin,SMMHC的表达。结果PDGF-BB20ng/ml诱导后可见单层培养的细胞形态呈“成纤维细胞样”。免疫荧光检测示SMα-actin,SMcalponin,SMMHC,SM22α表达阳性;RT-PCR检测SMα-actin,SMcalponin,SMMHC,SM22α的mRNA阳性表达。Western印迹检测SM22α的表达为阳性。FACS分析表明诱导后,SMα-actin,SMcalponin,SMMHC表达均增高,与未诱导组比较差异有统计学意义（P〈0.05,n=3）。结论人骨髓间充质干细胞在PDGF-BB的诱导下可向血管平滑肌细胞表型分化,有望成为血管组织工程血管平滑肌种子细胞的来源。     

组织工程化血管构建的初步实验研究

目的探讨组织工程化血管构建的初步实验方法。方法预构具有三维结构的胶原蛋白-几丁聚糖骨架,以人血管内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞作为种子细胞,培育后二步法种植并行工程化血管成熟培养。经生物学检测,补片修补实验鼠腹主动脉人为缺损。结果人血管内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞可作为种子细胞应用;预制的三维骨架具有良好的组织和细胞兼容性,种植种子细胞后可形成良好的细胞黏附、生长;体外静态及生物反应器培养,工程组织中细胞数及细胞外基质含量明显增加（P〈0．05）;血小板凝集试验表明该工程组织具有一定的抗凝特性;修补大鼠腹主动脉缺损,术后10d可维持通畅。结论胶原蛋白-几丁聚糖预构的三维骨架可应用于血管组织工程研究,细胞种植后经成熟培养,可初步构建具有一定强度和抗凝特性的组织工程化血管。     

大鼠脂肪干细胞体外诱导成平滑肌样细胞的研究

目的:研究大鼠脂肪干细胞(ADSCs)体外单层培养条件下诱导分化为平滑肌样细胞的可行性。方法:从SD大鼠的腹股沟脂肪垫分离获取脂肪干细胞,测定其生长曲线。取第4代细胞用成脂诱导液诱导分化,并用油红O染色鉴定。取第4代细胞用成骨诱导液诱导分化,并用Von Kossa染色鉴定。取第4代细胞用含有β-巯基乙醇的成平滑肌诱导液诱导,并用免疫组化的方法检测α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达。结果:脂肪干细胞成梭形和多角形,体外生长迅速,生长曲线表明传代2 d后细胞进入对数生长期。第4代细胞成脂诱导后,油红O染色证实细胞内存在脂滴;成骨诱导后,Von Kossa染色证实有矿化结节。脂肪干细胞诱导平滑肌样细胞免疫组化结果,β-巯基乙醇诱导组和未诱导组细胞α-SMA的表达阳性率分别为(29.80±6.89)%、(2.89±1.24)%。诱导组细胞α-SMA的表达阳性率高于未诱导组,差异有统计学意义(P<0.01)。结论:脂肪干细胞经诱导后出现明显的平滑肌细胞特征,可成为平滑肌相关疾病在组织工程研究上新的种子细胞来源。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为血管平滑肌样细胞的实验研究

目的探讨骨髓间充质干细胞（BMSCs）作为构建小口径血管种子细胞的可行性及其诱导机制。方法取体重100 g左右雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠后肢股骨和胫骨骨髓,采用原代全骨髓培养法,多次传代纯化,体外扩增后,观察细胞形态,并用免疫荧光及流式细胞仪检测CD34、CD90、CD105细胞因子,鉴定是否为BMSCs。将BMSCs分为实验组和对照组：实验组使用含全反式维甲酸及二丁酰环磷酸腺苷（db-cAMP）的低糖基本培养基（DMEM-LG）培养;对照组采用普通的DMEM-LG培养。观察诱导后细胞形态,检测诱导后第5代细胞平滑肌α-肌动蛋白（SM--αactin）、钙结合蛋白（calponin）、平滑肌肌球蛋白重链（SMMHC）的表达情况。结果原代培养所获取的细胞经过多次传代培养后呈长梭形,呈现特征性的漩涡状生长,检测CD34阴性,CD90、CD105阳性。实验组经诱导后的BMSCs生长较缓慢,略呈椭圆形,检测SM--αactin、calponin、SMMHC显著表达;对照组的细胞形态及生长速度和实验组BMSCs相似,但不表达SM--αactin、calponin和SMMHC。结论 BMSCs在全反式维甲酸的诱导下可向血管平滑肌样细胞表型分化,可为组织工程构建小口径血管提供平滑肌种子细胞。     

骨髓间充质干细胞复合组织工程化脱细胞真皮基质构建组织工程皮肤

目的：体外培养扩增SD大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs），复合组织工程化脱细胞真皮基质构建组织工程皮肤，为进一步临床应用奠定基础。方法：将SD大鼠骨髓间充质干细胞进行体外培养扩增后，以生长状态良好的骨髓间充质干细胞接种于制备好的组织工程化脱细胞真皮支架上，进行体外联合培养，构建组织工程皮肤。观察细胞生长情况及组织工程皮肤结构。结果：体外培养的SD大鼠骨髓间充质干细胞生长良好，传代扩增容易，组织工程化脱细胞真皮基质去细胞完全，骨髓间充质干细胞在脱细胞真皮基质中生长良好，可体外构建组织工程皮肤。结论：利用体外扩增培养的骨髓间充质干细胞及制备的组织工程化脱细胞真皮基质可以体外联合构建组织工程皮肤。     

大鼠脂肪基质干细胞的培养及其向成骨细胞分化的研究

目的：研究大鼠脂肪基质干细胞（adipose—derived stem cells，ADSCs）分离培养的方法，探讨大鼠脂肪基质干细胞在体外向成骨细胞分化的能力。方法：取成年Sprague—Dawley大鼠腹股沟处脂肪组织，胶原酶消化分离．接种于自制基础培养基巾分离传代。于基础培养基中传至第二代时改换诱导培养基，诱导向成骨细胞分化，培养2-4周．用碱性磷酸酶染色和Von Kossa染色鉴定成骨细胞分化能力。结果：大鼠脂肪中能够分离培养出生长旺盛的脂肪基质下细胞：经向成骨细胞诱导培养后，碱性磷酸酶染色和Von Kossa染色阳性，证实细胞能够分化为成骨细胞。结论：大鼠脂肪组织可分离培养出脂肪基质干细胞，生物学特性与骨髓基质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）相似，能够向成骨细胞分化，有望成为组织工程的种子细胞来源。     

脂肪干细胞向血管平滑肌细胞诱导的实验研究

目的 研究人脂肪干细胞(adipose derived stem cells,ADSCs)在体外单层培养条件下诱导为血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的可行性.方法 应用酶消化法消化人脂肪组织获得ADSCs,基础培养液培养传代,取第1代细胞用于诱导分化实验.实验分两组,ADSCs以含5 ng/mL TGF-a1及50 ng/mL PDGF-BB的M-199诱导液联合诱导,作为诱导组;以含10?S的M-199培养液培养ADSCs作为未诱导组.镜下观察细胞生长情况免疫荧光和RT-PCR方法 检测平滑肌细胞特异标记的表达情况;流式细胞仪检测诱导阳性率.结果 诱导组细胞形态形成平滑肌细胞特有的"峰-谷"生长模式,未诱导组细胞形态未发生改变,与原代ADSCs相似呈成纤维细胞样生长.诱导培养14 d,诱导组细胞体外扩增能力较未诱导组显著降低(P＜0.01).免疫荧光检测诱导组表达平滑肌特异标记a平滑肌肌动蛋白(a-smooth muscle actin,a-SMA)、平滑肌肌球蛋白重链(smooth muscle-myosin heavy chain,SMMHC)和Calponin,未诱导组无表达.细胞诱导前a-SMA、SM-MHC及Calponin阳性表达率分别为3.26%±1.31%、3.55%±1.60%、4.02%±1.81%;诱导组阳性表达率分别为48.13%±8.31%、45.33%±10.68%、39.13%±9.42%;诱导前、后差异有统计学意义(P＜0.01).RT-PCR检测诱导组表达平滑肌特异标记a-SMA、SM-MHC、Calponin和SM-22a,未诱导组无表达.结论 脂肪干细胞经体外培养及诱导后,呈明显的VSMCs特性,有可能成为血管组织工程新的种子细胞来源.     

人脐带间充质干细胞向血管内皮祖细胞诱导分化的实验研究

目的探讨人脐带间充质干细胞定向诱导分化为血管内皮祖细胞的可行性,为构建组织工程血管瓣膜内皮化提供新的细胞来源。方法无菌条件下取剖宫产新生儿脐带,复合胶原酶消化法获取脐带间充质干细胞进行培养,以流式细胞仪检测脐带间充质细胞的表面标志。取扩增3～6代的脐带间充质干细胞用VEGF和b-FGF诱导分化。用免疫荧光法鉴定内皮祖细胞的标志。结果脐带间充质干细胞可以诱导分化为血管内皮样细胞,表达CD34、CD133和vWF,且Dil-acLDL实验阳性。结论脐带间充质干细胞可以诱导分化为血管内皮祖细胞,可为构建组织工程血管瓣膜提供新的种子细胞来源。     

凝胶包埋脂肪基质细胞接受振荡载荷模式构筑工程化软骨的研究

目的 观察构建工程化软骨生物学行为,评估扩增软骨种子细胞的方法.方法 软骨诱导化脂肪基质细胞(ADSCs),接种至nβ-TCP/Cs/PCL支架构建工程化软骨:A组(凝胶+振荡培养)、B组(凝胶+静态培养)、C组(振荡培养)、D组(静态培养);每组48块构建物,各阶段每组随机取6块,第1、4、8、12、16、20、24、28天,电镜、共聚焦观察,检测存活率、细胞增殖、Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、DNA及氨基葡聚糖(GAG)含量.结果 A组细胞生长旺盛、细胞外基质丰富,存活率高于其他组(86.39±5.05,P<0.05),增殖活力、Col-Ⅱ、DNA及GAG含量均高于其他组(0.57±0.12,71.30±2.51,73.21±1.38,81.25±1.29,P<0.05).结论 凝胶包埋及振荡方式能扩增种子细胞及优化软骨构建质量.     

不同细胞接种密度体外构建“自组装”工程化软骨的实验研究

[目的]探究以人骨髓间充质干细胞(humanbonemarrowmesenchymalstemcells,hMSCs)为种子细胞体外构建“自组装”工程化软骨对应的合理细胞接种密度.[方法]体外分离与培养hMSCs.用含100ng/ml生长分化因子5(growthdifferentiationfactor5,GDF-5)的软骨诱导液(chondrogenicmedium,CM)定向诱导培养第3代hMSCs,诱导3周后重悬细胞,分别以A组2.5×106/ml,B组5×106/ml,C组1x107/ml,D组2×107/ml四种细胞密度接种于2％琼脂糖包被的24孔板,每组设5个复孔.自组装培养3周后,对标本进行大体观察、组织学及免疫组化检测并进行生化分析,比较不同组标本的软骨生物学特性的差异.[结果]“自组装”培养3周后,各组都形成了软骨样组织团块,团块直径与湿重随细胞接种密度而增加.Bem评分结果显示C、D两组明显高于A、B两组(P＜0.05),且C组与D组间差异无统计学意义,Ⅱ型胶原免疫组化染色检测到C组与D组细胞外基质内有较强的阳性信号弥漫分布,蛋白多糖(GAG)含量C、D两组亦明显高于A、B两组(P＜0.05),且C组与D组间差异无统计学意义.[结论]在一定细胞接种密度范围内,“自组装”工程化软骨的生物学特性呈密度依赖性增加.以1×107/ml接种时,可以获得具有良好生物学特性的“自组装”工程化软骨.     

凝胶包埋BMP-2基因及振荡构建工程化骨的生物效应评估

目的 分析构建工程化骨的生物学行为,评估优化构筑工程化骨的方法. 方法 用人骨形态发生蛋白2腺病毒载体(Ad-BMP-2)转染兔脂肪基质细胞,nB-TCP/Cs/PCL支架接种及构建工程化骨,分A组(基因转染加静态培养),B组(凝胶加生长因子加振荡培养)、C组(凝胶加基因转染加振荡培养)和D组(凝胶加生长因子加静态培养);第1、4、8、12、16、20、24、28天,电镜、共聚焦显微镜观察,检测凋亡率、增殖、碱性磷酸酶活性及体内成骨分析.结果 C组细胞生长旺盛,细胞外基质丰富,凋亡率低于其它组(P＜0.05),增殖活力、碱性磷酸酶水平均高于其它组(P＜0.05),工程化骨发育成熟. 结论 凝胶包埋成骨基因与振荡模式为构建工程化骨的理想方法.     

长期体外培养对人脂肪源性间充质干细胞生物学特性的影响

目的通过观察长期体外培养对人脂肪源性间充质干细胞(ADSCs)生物学特性的影响,鉴定ADSCs作为组织工程种子细胞的优越性。方法通过流式细胞技术观察长期体外培养对人ADSCs表面抗原表达和凋亡的影响。通过碱性磷酸酶染色、Von Kossa染色及RT-PCR检测长期体外培养对人ADSCs成骨分化潜能的影响。结果原代ADSCs表面高表达间充质干细胞表面标记物,而不表达血源性细胞表面标记物,标记物不随传代次数变化。早期ADSCs凋亡率为1%～2%,随传代次数增多凋亡率逐渐增加．但幅度不大。碱性磷酸酶染色、Von Kossa染色和RT-PCR检测显示ADSCs传至第8代时仍能保持成骨分化潜能。结论ADSCs生物学特性稳定,是较为理想的组织工程及再生医学研究的种子细胞。     

经脂肪源性干细胞诱导的施万样细胞用于组织工程化人工神经的实验研究

目的研究经大鼠脂肪源性干细胞（ADSCs）体外诱导分化的施万样细胞应用于组织工程化外周神经,修复大鼠坐骨神经缺损的效果。方法Wistar大鼠48只,体重200-250g,随机分成3组,每纽i6只,分别用下面3种不同的方法修复15mm坐骨神经缺损：DMEM组（支架内注射培养基）、诱导组（支架内注射施万样细胞）和自体神经移植组．通过足迹实验（坐骨神经功能指数测定）、神经电生理检测、胫前肌湿重比率测定进行功能检测;应用透射电镜、图像分析系统进行组织学观察。结果术后12周诱导组的SFI指数、神经传导速度、潜伏期、波幅以及胫前肌重量恢复、神经纤维数目、轴突直径、髓鞘厚厦好于DMEM组（P〈0．05）,接近自体移植组。再生神经中标记细胞观察显示PKH-26标记的ADSCs,依然呈红色荧光。结论ADSCs诱导分化后的施万样细胞与去细胞同种异体神经两者构建的组织工程化神经能有效地修复大鼠坐骨神经缺损,其效果与自体神经移植相似：ADSCs经诱导后的细胞可以作为组织工程种子细胞新的来源。     

负载人骨形态发生蛋白-7基因的兔脂肪干细胞向成骨细胞分化的实验研究

目的 探讨人骨形态发生蛋白-7(hBMP-7)基因修饰对兔脂肪干细胞(ADSCs)成骨能力的影响. 方法 原代培养兔脂肪干细胞,免疫组织化学方法检测细胞表面抗原CD44、CD49d、CD106的表达,对细胞进行鉴定;阳离子脂质体介导hBMP-7基因转染ADSCs,绿色荧光蛋白表达观察转染效率、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测目的基因hBMP-7的表达;ALP定量测定,Western blot检测Ⅰ型胶原、骨钙素的表达,以评价转基因ADSCs向成骨细胞分化的情况. 结果 从兔脂肪组织中分离出来的ADSCs CD44、CD49d表达呈阳性,CD106表达呈阴性.RT-PCR检测筛选后的ADSCs稳定表达hBMP-7.转染后7、10、14 d ALP定量测定转染组明显高于未转染组,差异有统计学意义(P<0.05);成骨标志物Ⅰ型胶原、骨钙素的表达转染组明显高于未转染组.结论 从脂肪组织中分离出的ADSCs是一种较好的组织工程种子细胞.hBMP-7重组质粒转染ADSCs后表达目的蛋白,并诱导ADSCs向成骨细胞分化.     

种植脂肪干细胞的去细胞神经修复坐骨神经缺损的实验研究

目的 探讨脂肪干细胞(ADSCs)应用于组织工程化外周神经修复大鼠坐骨神经缺损的效果.方法 48只体重200～220 g的雌性F344大鼠随机分成6组,每组8只,分别用下面6种不同的实验组修复15 mm长坐骨神经缺损.A组:种植ADSCs的去细胞神经;B组:种植诱导ADSCs的去细胞神经;C组:种植许旺细胞(SCs)的去细胞神经;D组:去细胞神经;E组:自体神经移植;F组:空白对照.通过神经电生理检测、荧光金逆行示踪、组织学检测和坐骨神经功能指数测定评价各组修复神经缺损的效果.结果 术后12周,F组未见桥接物,A组和B组的神经电生理等各项指标均分别优于D组(P＜0.05或P＜0.01),与C组和E组间差异无统计学意义(P＞0.05).结论 初步结果显示ADSCs及诱导后ADSCs作为种子细胞,与去细胞神经构建的组织工程化外周神经移植体,能够修复外周神经缺损.     

诱导脂肪干细胞向血管内皮细胞分化的实验研究

目的 探讨诱导脂肪干细胞(ADSCs)向血管内皮细胞(ECs)分化的可能性,为ADSCs应用于创伤修复的理论提供实验依据.方法 切取大鼠脂肪组织,用酶消化法分离、培养ADSCs,流式细胞仪检测第3代ADSCs的CD49d和CD106的表达以鉴定ADSCs.实验组用含30%大鼠血管匀浆液的条件培养液诱导大鼠ADSCs,空白对照组用含10%胎牛血清DMEM培养液培养大鼠ADSCs,各组诱导3 d后经免疫组化和流式细胞仪检测ADSCs中CD34和血管性假血友病因子(vWF)相关抗原的表达变化.结果 流式细胞仪检测ADSCs的CD49d和CD106阳性率分别为(98.32±0.37)%和(1.67±0.61)%;血管条件培养液诱导组细胞CD34和vWF阳性率分别为(77.14±0.76)%和(75.46±0.37)%,较空白对照组(1.38±0.31)%和(1.70±0.23)%均升高,差异有统计学意义(P<0.01).结论 ADSCs可以被诱导向ECs表型分化,提示ADSCs具有参与创伤后血管形成的潜能,可以应用于创伤修复的治疗.     

表皮生长因子刺激对脂肪干细胞促血管生成作用的影响

目的 探讨表皮生长因子（epidermal growth factor,EGF）对脂肪干细胞（adipose-derived stem cells,ADSCs）旁分泌促血管生成因子及促进人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVEC）小管形成的影响.方法 体外原代培养ADSCs,流式细胞术分析细胞表面标志物表达,酶联免疫吸附法（ELISA）检测不同浓度EGF刺激前后ADSCs-CM中血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）、肝细胞生长因子（hepatoeyte growth factor,HGF）、间质源性因子-1 （stromal-cell derived factor-1,SDF-1）含量变化;HUVEC小管形成实验检测EGF预处理对ADSCs促进HUVEC形成管样毛细血管的影响.结果 利用脂肪抽吸液成功培养出ADSCs,ADSCs具有其特异的表面标记物表达;ADSCs可分泌各种促血管生成因子,且EGF刺激可增加其分泌量;ADSCs可促进共培养的HUVEC形成管样毛细血管,用EGF预处理ADSCs后该作用显著提高.结论 体外环境下ADSCs可分泌多种促血管生成因子,并可促进共培养的HUVEC形成管样毛细血管;EGF刺激可增强该作用,15 mg/L EGF即可达到最佳效果.