GFP标记干细胞修复椎间盘退变中的示踪研究

目的探讨绿色荧光蛋白(GFP)示踪时效及GFP标记的骨髓间充质干细胞(MSCs)在移植后参与退变修复过程中的细胞增殖情况。方法使用针吸髓核法建立兔的椎间盘退变模型,体外培养MSCs,并用含有绿色荧光蛋白标记的腺病毒载体(Adeno-XTM-GFP)转染,成为GFP标记的MSCs(GFP-MSCs),于造模2周后植入造模的椎间盘内。在移植后第2、4、6、8周用激光共聚焦显微成像技术,观察MSCs的增殖情况,对比GFP本身荧光和免疫荧光的示踪时间。结果非免疫荧光组GFP本身荧光强度能够持续到4周,后较微弱甚至难以辨别;免疫荧光组用FITC荧光二抗标记的GFP-MSCs在8周内都能够持续稳定的显现荧光,4个时间点GFP-MSCs的阳性率的可信区间分别是:2周(14.64±2.05)%;4周(21.85±2.45)%;6周(31.03±4.03)%;8周(36.37±4.42)%。结论GFP-MSCs在椎间盘微环境中能够稳定增殖。若示踪研究需要持续超过4周,则应对GFP行免疫荧光染色,可以使有效示踪时间持续至少8周。     

骨髓间充质干细胞修复退变椎间盘中营养和分化效应的变化

目的 观察骨髓间充质干细胞(MSCs)移植在椎间盘退变修复过程中营养效应与类髓核分化效应的变化.方法 用针吸髓核法建立兔的椎间盘退变模型,采取体外细胞培养技术,培养MSCs,并用含有绿色荧光蛋白(GFP)标记的腺病毒转染使之携带有GFP,在造成退变模型2周后以5×106个细胞/ml的浓度植入手术节段的椎间盘内.1、2、4、8周末用间接免疫荧光双标结合激光共聚焦显微镜观测MSCs表达的转化生长因子(TGF)-β1、胰岛素样生长因子(IGF)-1和低氧诱导因子(HIF)-1α、Ⅱ型胶原等在不同时间点上的表达及定量分析.结果 MSCs表达的TGF-β1、IGF-1在2周左右达到高峰,分别为(22.68±6.83)%、(35.67±6.56)%,之后开始降低;HIF-1α、Ⅱ型胶原在8周中均呈上升趋势,8周最高,分别为(55.35±14.06)%、(37.23±9.53)%,2～4周过程中上升最明显.结论 早期(2周时)MSCs以发挥营养效应为主,后期(4周后)以发挥类髓核分化效应为主.     

兔纤维环细胞和骨髓间充质干细胞共培养的初步研究

目的:初步探讨骨髓间充质干细胞(BMMSCs)与纤维环(AF)细胞的共培养对细胞增殖及主要细胞外基质的影响,进一步确定BMMSCs移植对椎间盘退变的预防和治疗作用。方法:分别培养兔的BMMSCs与AF细胞,将两种细胞按1∶1的比例混匀,利用离心管培养技术培养3周后取材,大体观察并行HE染色;使用荧光染料Hoechst33258检测细胞增殖;通过实时荧光PCR对Ⅱ型胶原、蛋白多糖含量进行测定。结果:在体外培养3周后,细胞团体积达到最大,涂片染色显示共培养组细胞致密,细胞增殖较对照组明显,实时荧光PCR检测结果显示Ⅱ型胶原及蛋白多糖mRNA表达增强。结论:在离心管内三维培养条件下,BMMSCs与AF细胞共培养能够促进增殖,增加Ⅱ型胶原和蛋白多糖的含量。     

大鼠椎间盘巢源性干细胞的体外分离、培养和特性鉴定

目的:对大鼠椎间盘干细胞巢来源的干细胞(ISN-SCs)进行体外分离、培养和特性鉴定。方法:以10周龄雄性SD大鼠作为研究对象,按照解剖区域分离椎间盘干细胞巢组织(骺板外周软骨膜部分),用Ⅱ型胶原酶消化获取细胞后进行体外培养,选用第四代细胞进行干细胞相关特性的鉴定:采用流式细胞技术测定细胞周期;MTT法测定增殖曲线;流式细胞技术检测干细胞相关表型;q PCR检测干细胞相关基因的表达水平;细胞三系诱导分化培养后采用茜素红染色及钙钴染色检测成骨分化能力,阿利新蓝染色检测成软骨分化能力,油红O染色检测成脂肪分化能力,q PCR检测多向分化相关基因的表达水平。结果:大鼠ISN-SCs呈成纤维样细胞,多触角,具有贴壁能力,是一种慢周期细胞,高表达干细胞相关阳性表面抗原分子CD29、CD90、CD44,低表达干细胞相关阴性表面抗原分子CD34、CD45、CD19、CD11b;成骨诱导分化后茜素红染色和钙钴染色均为阳性,成软骨分化后阿利新蓝染色阳性,成脂肪分化后油红O染色阳性,且各分化相关基因(成骨:Runx2、OPN、OCN;成软骨:SOX-9、COL2a1、ACAN;成脂肪:PPARγ、C/EBPα)表达水平较对照组显著增高,其与骨髓间充质干细胞(BMSCs)具有相似的干细胞相关基因(NANOG、SOX-2、OCT-4)表达水平。结论:ISN-SCs具备干细胞的生物学特性,在体外经诱导后可以向软骨细胞及脂肪细胞转化,可为椎间盘的自体生物学修复研究提供良好的细胞来源。     

干细胞移植延缓椎间盘退变及磁共振示踪研究

目的:评价超顺磁性氧化铁纳米粒子标记的骨髓间充质干细胞(BMMSCs)在椎间盘退变早期植入椎间盘后细胞外基质的表达情况,并用磁共振进行干细胞示踪。方法:采取体外细胞培养技术,体外纯化扩增兔BMMSCs,并用氧化铁纳米粒子进行标记,于退变手术当时植入手术节段椎间盘内。分别于2、4、6、8周用间苯三酚分光光度法测定蛋白多糖含量的变化,免疫组化法测定Ⅱ型胶原的含量变化,用磁共振扫描对标记干细胞在椎间盘内分布进行示踪。所得数据进行统计学处理。结果:8周内实验组髓核蛋白多糖和Ⅱ型胶原的含量明显较模型组高,差异有统计学意义,但与正常组比较差异无统计学意义。结论:兔BMMSCs移植可以延缓甚至阻止髓核退变。     

平面和三维培养对兔髓核细胞增殖和基质合成影响的实验研究

目的:探讨兔髓核细胞平面和三维培养对其增殖及基质合成的影响,为椎间盘组织工程寻找一种新的种子细胞获取方法。方法:体外培养兔髓核细胞,分为平面培养组和PLGA支架三维培养组两组,利用倒置显微镜、扫描电镜进行髓核细胞形态学观察,MTT法测定各组髓核细胞增殖情况,HE染色、免疫组化分析髓核细胞Ⅱ型胶原的表达,阿利新兰染色法测定培养液中髓核细胞合成的糖胺聚糖(GAG)含量。结果:经过两周的培养,两组髓核细胞均能够增殖;与平面培养组相比,三维培养组细胞增殖率、Ⅱ型胶原表达量、GAG合成量均增高(均P<0.01)。结论:髓核细胞能够与PLGA支架很好地黏附并增殖;PLGA支架三维培养较平面培养能促进髓核细胞增殖,提高Ⅱ型胶原和GAG的合成量,可作为椎间盘组织工程种子细胞获取的一种新方法。     

掌侧锁定钢板治疗桡骨远端Die-punch骨折

目的 评价桡骨远端Die-punch骨折行切开复位掌侧锁定钢板内固定治疗的近期疗效.方法 桡骨远端Die-punch骨折13例,年龄47-58岁,均为闭合性损伤.关节面塌陷均超过2mm.采用掌侧入路,关节面复位植骨后用桡骨远端锁定钢板内固定.用DASH调查表进行随访,计算DASH值,测量并分析患侧及自身健侧腕关节活动度.结果 13例的DASH值3.33-11.67(6.54±3.09)分.患侧腕关节活动度在随访时恢复至健侧腕关节的90％以上,但是患侧腕关节活动度较健侧腕关节有明显受损(P＜0.05).结论 切开复位掌侧锁定钢板内固定治疗桡骨远端Die-punch骨折的近期疗效显著.     

GFP标记干细胞修复椎间盘退变中的示踪研究

目的探讨绿色荧光蛋白（GFP）示踪时效及GFP标记的骨髓间充质干细胞（MSCs）在移植后参与退变修复过程中的细胞增殖情况。方法使用针吸髓核法建立兔的椎间盘退变模型，体外培养MSCs，并用含有绿色荧光蛋白标记的腺病毒载体（Aden—XTM-GFP）转染，成为GFP标记的MSCs（GFP-MSCs），于造模2周后植入造模的椎间盘内。在移植后第2、4、6、8周用激光共聚焦显微成像技术，观察MSCs的增殖情况，对比GFP本身荧光和免疫荧光的示踪时间。结果非免疫荧光组GFP本身荧光强度能够持续到4周，后较微弱甚至难以辨别；免疫荧光组用FITC荧光二抗标记的GFP-MSCs在8周内都能够持续稳定的显现荧光，4个时间点GFP-MSCs的阳性率的可信区间分别是：2周（14．64±2．05）％；4周（21．85±2．45）％；6周（31．03±4．03）％；8周（36．37±4．42）％。结论（GFP-MSCs在椎间盘微环境中能够稳定增殖。若示踪研究需要持续超过4周，则应对GFP行免疫荧光染色，可以使有效示踪时间持续至少8周。     

大鼠椎间盘巢源性干细胞对退化髓核细胞作用的研究

目的 :研究大鼠椎间盘巢源性干细胞(stem cells derived from ISN,ISN-SCs)对衰老髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)的作用。方法:取10只SD大鼠(雄性,10周龄),处死后分离获取脊柱功能单位,显露髓核及椎间盘干细胞巢(stem cell niches of the intervertebral disc,ISN)区域,解剖显微镜下仔细分离获取髓核和ISN组织,采用Ⅱ型胶原酶消化、细胞滤网过滤后,将原代ISN-SCs和NPCs分别重悬于培养液,接种于普通培养箱培养,细胞达约90%融合后进行传代,第三代(P3)NPCs及第四代(P4)ISN-SCs用于进一步实验。采用三系诱导分化(成骨、成软骨、成脂肪)培养液对P4 ISN-SCs分别进行定向诱导分化培养,采用茜素红、钙钴染色检测其成骨分化能力,阿利新蓝染色检测其成软骨分化能力,油红O染色检测其成脂肪分化能力;采用连续传代法,将P3 NPCs连续传代,制备NPCs衰老模型,衰老相关β-半乳糖苷酶(senescence associated-β-galactosidase,SA-β-Gal)染色法检测衰老模型的有效性。研究将细胞培养体系进一步分为正常对照组、衰老组、共培养组,正常对照组采用P3NPCs接种,衰老组采用衰老NPCs接种,共培养组采用P4 ISN-SCs与衰老NPCs以1∶1混匀后接种,各组样本细胞总数及培养环境相同。培养1周后,采用甲苯胺蓝染色检测各组蛋白聚糖表达水平,采用免疫组化检测各组Ⅱ型胶原蛋白表达水平,采用实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)检测各组ACAN和COL2a1的m RNA表达水平。结果 :在特定诱导环境下,ISN-SCs可以定向成骨、成软骨、成脂肪分化。SA-β-Gal染色显示连续传代后NPCs衰老率随着传代次数而逐渐增加,P3 NPCs未出现明显的衰老[衰老率(3.0±0.5)%],P5 NPCs衰老率为(18.3±0.7)%,P10 NPCs达到严重衰老标准[衰老率为(86.0±4.6)%]。胞外基质蛋白检测结果显示:与正常对照组相比,衰老组的蛋白聚糖甲苯胺蓝染色明显减弱,Ⅱ型胶原免疫组化染色强度定量也显著减弱(P0.05);而接触共培养后,与衰老组相比,共培养组中的蛋白聚糖甲苯胺蓝染色明显增强,Ⅱ型胶原免疫组化染色强度定量显著增强(P0.05)并恢复至正常水平。qPCR结果显示:与正常对照组相比,衰老组的ACAN和COL2a1的m RNA表达水平均显著性降低(分别为1.00±0.05 vs 0.43±0.03,P0.05;1.00±0.03 vs 0.40±0.02,P0.05);接触共培养后,与衰老组相比,共培养组中ACAN和COL2a1的m RNA表达水平均显著性增加(分别为0.43±0.03 vs 0.99±0.05,P0.05;0.40±0.02 vs1.07±0.04,P0.05),且与正常组相比无显著性差异。结论:ISN-SCs具有较好的三系分化能力,通过接触共培养能够提高胞外基质蛋白和基因的表达水平,对衰老NPCs产生良好的修复作用,为后续ISN-SCs修复椎间盘的体内研究打下理论基础。