骨形成蛋白2基因修饰的老年大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的研究

目的观察年龄因素对骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells, MSCs)成骨分化能力的影响;了解基因治疗对老年大鼠MSCs成骨分化能力的影响. 方法 1月龄(幼年组)、9月龄(成年组)及24月龄(老年组)雄性Wistar大鼠各6只,取MSCs经体外分离、培养及携带骨形成蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)基因的腺病毒载体(Ad-BMP-2)转染后,定量检测BMP-2、碱性磷酸酶(alkaline phosphate,ALP)表达,以及成骨细胞标志性蛋白:Ⅰ型胶原、骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)和骨桥素(osteopontin, OPN)的表达.将转染的各组MSCs分别与磷酸三钙(tricalcium phosphate, TCP)复合后植入裸鼠体内,3周后取材,比较各组诱导异位成骨能力. 结果 ELISA检测表明BMP-2基因修饰的MSCs可以有效表达BMP-2,且表达量在各年龄组间差异无统计学意义(P>0.05);各组ALP于诱导后第9天达高峰,但组间差异均无统计学意义(P＞0.05);诱导后第7天,RT-PCR半定量检测示各组均有成骨细胞特征性蛋白,即:Ⅰ型胶原、OPN及BSP的明显表达,表达量在各组间差异无统计学意义(P>0.05);BMP-2基因转染的MSCs与TCP复合后可诱导裸鼠体内异位成骨,各组成骨量差异无统计学意义(P>0.05). 结论 BMP-2基因修饰的老年大鼠MSCs可以恢复成骨分化能力,基因治疗可能为老年性骨骼疾病提供一种新的治疗途径.     

复合干细胞生物陶瓷在裸鼠异位成骨中的评价

目的 研究h-BMP-2基因转染骨髓间充质干细胞(BMSCs)在复合煅烧骨、β-TCP或直接植入裸鼠股部后的成骨能力。方法 通过影像学、组织学和形态计量学等方法,观察未经诱导、OS液诱导和h-BMP-2基因转染BMSCs在复合煅烧骨,或多孔β-TCP后植入裸鼠皮下,或直接制成细胞悬液注入,在4、8、12周诱导成骨和材料降解情况。结果 在裸鼠皮下,单纯生物陶瓷不能诱导成骨,而复合了未诱导、OS液诱导和h-BMP-2基因转染BMSCs的生物陶瓷均能成骨,成骨量为h-BMP-2基因转染组>OS液诱导组>未经诱导组(P<0.05),B-TCP可随骨长入而降解;注入裸鼠肌肉的OS液诱导的和h-BMP-2转染的BMSCs均能诱导成骨,而未经诱导MSCs则不能成骨。结论 复合人BMP基因转染BMSCs的β-TCP是一种理想的骨修复材料。     

BMSCs胶原刮膜对松质骨缺损的修复

目的 研究成骨蛋白-2(hBMP-2)基因转染骨髓间充质千细胞(BMSCs)胶原刮膜对兔股骨髁松质骨缺损的修复能力。方法 应用影像学、组织学、形态计量学和生物力学等方法,观察未经诱导、OS液诱导和hBMP-2基因转染BMSCs胶原刮膜植入兔股骨髁部直径6 mm、深12 mm松质骨缺损后的修复情况。结果 未经处理的兔股骨髁缺损不能自行愈合;细胞刮膜植入对股骨髁松质骨缺损的修复能力,在8和12周时hBMP基因转染BMSCs组>OS液诱导BMSCs组>未诱导BMSCs组(P<0.05),12周时hBMP基因转染BMSCs组的骨缺损区生物力学强度接近正常松质骨。结论 hBMP基因转染BMSCs胶原刮膜是治疗大块松质骨缺损的理想修复材料。     

透明质酸对BMP-2转染的羊BMSCs增殖、分化的影响

目的观察透明质酸（HA）对携带人骨形态发生蛋白-2的腺病毒（Adv-BMP-2）转染的羊骨髓基质干细胞（BMSCs）体外增殖、分化的影响。方法将羊骨髓体外分离、扩增BMSCs,分成5组：转染Adv-BMP-2的BMSCs＋HA组（Ⅰ组）,转染Adv-BMP-2的BMSCs组（2组）,BMSCs＋HA组（3组）,BMSCs组（4组）,转染携带β半乳糖苷酶的腺病毒（Adv-β-gal）的BMSCs组（5组）。采用细胞计数、绘制细胞生长曲线和流式细胞分析观测细胞增殖;采用碱性磷酸酶（ALP）检测以及RT-PCR检测Ⅰ型胶原（Col-Ⅰ）、骨连接素（ON）和骨涎蛋白（BSP）的mRNA表达。结果①细胞增殖：3 d后各组细胞增殖无显著差异,1周后第1组和第3组的细胞增殖明显高于其他组。②ALP活性：3 d后第3组ALP活性明显低于第4、5组,而第1、2组则显著高于第4、5组;7 d后前3组ALP活性较后两组均显著增加,而第1、2组ALP活性增加更为显著。③Col-Ⅰ、ON和BSP的mRNA表达：3 d和7 d后前3组较后两组均有不同程度的增多。结论HA与BMSCs体外复合培养后可促进BMSCs的增殖、增加ALP的活性以及Col-Ⅰ、ON和BSP基因的表达。     

重组人骨形成蛋白2骨诱导中神经生长因子及其受体的表达

目的 观察重组人骨形成蛋白2（recombined human bone morphogenetic protein2，rhBMP-2）异位诱导成骨过程中神经生长因子（nerve growth factor，NGF）及其高亲和力受体（tyrosine kinasere ceptor A，TrkA）的表达，探讨NGF在BMP骨诱导中的作用。方法ICR小鼠36只，随机分为实验组和对照组，每组18只，均制备右侧股后部肌袋异位成骨模型。实验组植入含rhBMP-2胶原复合物，对照组仅植入相同体积的胶原海绵。分别于术后7、14和21d取材，行大体、组织学、免疫组织化学观察及RT-PCR检测。结果大体观察实验组术后7d，右股后部可扪及较硬肿块；术后14、21d，肿块硬度增加。对照组各时间点未发现肿块。组织学观察实验组中rhBMP-2胶原复合物具有良好的诱导成骨能力，免疫组织化学结果显示骨诱导材料植入后7d，NGF于成纤维细胞、成软骨细胞、软骨细胞、肥大软骨细胞和成骨细胞中均有阳性表达；14d，NGF阳性表达局限于部分成骨细胞、幼稚骨细胞和成骨样细胞，同时在骨髓中单核巨噬细胞、多核巨噬细胞和破骨细胞中有明显表达；21d，只有少量成骨样细胞和破骨细胞以及骨髓中多核巨噬细胞有NGF表达；TrkA免疫组织化学染色与NGF的表达基本一致。对照组术后各时间点未见成骨现象。实验组NGFmRNA的RT-PCR检测显示，术后7dNGF的mRNA表达最高，14d表达下降，21d只有微量表达。结论rhBMP-2复合物是一种有效的诱导成骨材料。在外源性BMP诱导成骨过程中有明显的NGF及其高亲和力受体TrkA的表达，NGF可以通过直接和间接的方式参与BMP的诱导成骨过程。     

BMP-4cDNA的克隆表达及活性的初步测定

目的利用原核基因工程生产有诱骨活性的骨形态发生蛋白-4(BMP-4). 方法应用RT-PCR技术,从成熟人的胎盘组织中扩增出长0.34Kb编码人骨形态发生蛋白-4成熟肽的基因序列,经测序证实后,装入表达载体pET-22b,诱导表达后SDS-PAGE显示在14kd处有一明显的表达条带.经初步鉴定,证实表达蛋白部分位于裂菌处理后的上清中,部分以包涵体的形式存在于沉淀中.将沉淀中的包涵体蛋白纯化、变性和复性处理,和上清中的蛋白分别经真空冷冻干燥后,植入小鼠的肌肉内检测蛋白活性. 结果第14d和21d,组织切片可见骨细胞和骨基质的形成. 结论大肠杆菌表达的BMP-4经复性处理后具有诱骨活性.     

股骨CT图像轮廓跟踪方法

目的 为重建和测量股骨的解剖结构，需要大量地读取CT图像的信息，以获得股骨轮廓的坐标值。方法本研究采用直方图阈值图像分割、Kirsh边缘提取法获得股骨的二值化轮廓图像。结果轮廓坐标的提取应用了“迷宫”边缘跟踪算法。结论本方法可大量、快捷、正确地提取图像轮廓信息。     

生物陶瓷微颗粒引发的细胞和组织损害

为论证生物陶瓷烧结不完全形成的微颗粒（〈5μm）引发细胞和组织损害的假设，对该类颗粒在体内和体外的细胞和组织损害进行了研究：（1）对4种双相生物陶瓷（BCP）进行细胞毒性试验。试验发现所有的浸出液出现细胞毒性，但是浸出液经离心后，毒性消失；（2）对羟基磷灰石（HA）、p磷酸三钙（pTCP）和40％pTCP／60％HA混合物微颗粒进行细胞抑制实验。结果显示随着微颗粒的浓度增加，成纤维细胞活力下降；而当微颗粒浓度达到一万个／细胞时，细胞活力和增殖能力完全消失；（3）HA，pTCP和BCP陶瓷颗粒（500-1500um）被植入到兔子股骨远端，种植12周后β-TCP的降解率为40％，BCP为5％，但是HA接近不降解。新骨形成在β-TCP（21％）和HA（18％）比BCP（12％）更为明显。同时BCP颗粒的周围有很多的微颗粒形成，可见吞噬细胞吞噬微颗粒，形成吞噬体。以上结果提示，微颗粒可能是局部炎症和细胞损害的首要原因，而且有可能影响骨形成。因此，我们必须注意生物陶瓷烧结的重要性，它们的烧结不良就可形成微颗粒，引发细胞和组织的损害。特别是BCP陶瓷含有两种需要不同烧结温度的粉体，它的烧结难度较高，很易形成微颗粒。     

兔激素性股骨头坏死的血液流变学改变

目的　探讨血液流变学指标在激素性股骨头坏死过程中的变化规律及其作用。方法　20只兔随机分成2组，每组10只。A组（激素性股骨头坏死动物模型组）：间隔24h耳缘静脉内2次注射大肠杆菌内毒素，每次40μg/kg，注射内毒素后注射醋酸泼尼松龙20mg/kg。B组（正常对照组）。两组分别在注射后24h、72h、7d、14d 及21d，进行血浆黏度、全血黏度、血小板计数及血脂测定，21d取股骨头和肝脏行病理组织学观察。结果　A组用药后24h血浆黏度、全血黏度升高，血脂升高(P<0.01)血小板计数减少(P<0.01)，用药后72h、7d、14d 及21d，持续异常，与B组相比差异显著。A组21d时病理切片见股骨头骨细胞和肝细胞变性、坏死。结论　在激素性股骨头坏死动物模型中，血液流变学指标异常在引起血栓前状态，形成血栓导致骨坏死过程中可能发挥了重要作用。