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。     

IL-4与IL-10联合诱导异种骨移植免疫耐受的体外研究

目的　探讨 IL - 4和 IL - 10在诱导异种骨移植免疫耐受中的作用。方法　反应细胞为 BAL B/c小鼠脾淋巴细胞 ,刺激细胞为新西兰白兔血淋巴细胞 ,刺激抗原为兔骨上清液。采用经典的混合淋巴细胞培养法及骨上清液与淋巴细胞混合培养法作为异种骨移植的体外实验模型。在各培养液中分别加入 IL - 4、IL - 10及两者联合应用 ,通过测定其 3H- Td R掺入率 ,观察不同细胞因子对刺激淋巴细胞增殖的影响。结果　无论在细胞刺激组还是骨上清液刺激组 ,IL- 4对淋巴细胞增殖均有显著抑制作用 (P<0 .0 0 1和 P<0 .0 5 ) ,IL- 10未表现出抑制作用 (P>0 .0 5 )。在两组 IL- 4和 IL - 10联合应用均产生比 IL - 4单独应用更为明显的细胞增殖抑制作用 (P<0 .0 0 1和 P<0 .0 5 )。结论　 IL - 4对由细胞或骨上清液刺激产生的淋巴细胞增殖均有很好的抑制作用 ,IL- 10没有表现出抑制作用 ;IL- 4与 IL- 10联合应用有协同抑制作用。     

hTGF-β1基因增强组织工程化髓核修复退变腰椎间盘的实验研究

目的：探讨人转化生长因子-β1（hTGF-β1）基因修饰山羊骨髓基质干细胞（BMSCs）为种子细胞构建的组织工程化髓核对山羊退变腰椎间盘的修复作用。方法：用粗针穿刺山羊L1/2～L5/6纤维环抽取髓核制作椎间盘退变模型,同时体外培养山羊自体BMSCs并分为3组：实验组以携hTGF-β1基因重组腺病毒（Ad/hTGF-β1）转染;阴性对照组以携lacZ基因腺病毒（Ad/LacZ）转染,空白对照组为未转染细胞。抽取髓核后15d,收集3组细胞与透明质酸（HA）复合为组织工程化髓核,以细针从椎间盘原穿刺孔回植入髓核中央。L1/2至L3/4依次植入实验组、阴性对照组及空白对照组细胞;L4/5注入不含细胞的HA;L5/6不注入任何物质。术后观察24周,定期行放射学、组织学和生化检测。结果：X线片椎间隙测量显示,24周时L1/2～L4/5的椎间隙狭窄均较L5/6明显延迟（P〈0.05）;4周以内L2/3间隙的X-gal染色保持阳性;组织学评估示L1/2～L4/5退变均较L5/6为轻;免疫组化示L1/2在4周内高表达hTGF-β1、CollagenⅡ和Aggrecan,但8周后L1/2至L4/5未见显著性差异;GAG定量显示整个观察期内L1/2～L4/5均高于L5/6,其含量依次为L1/2〉L2/3=L3/4〉L4/5;对4周时L1/2至L3/4髓核组织的RT-PCR显示,L1/2的hTGF-β1、CollagenⅡ及Aggrecan的mRNA表达显著增强（P〈0.05）。结论：体外构建的组织工程化髓核回植可延缓椎间盘早期退变的进程,经hTGF-β1基因增强的组织工程化髓核对退变延缓作用尤为显著,但均无法完全逆转整个椎间盘退变进程。     

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。     

阿仑膦酸钠不同给药时间间隔对磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解影响

目的 观察阿仑膦酸钠不同给药时间间隔对磨损颗粒诱导假体周围骨溶解的影响，为临床应用阿仑膦酸钠预防人工关节假体周围骨溶解提供理论依据。方法 雄性SD大鼠12只，经膝关节将钛合金假体及混合磨损颗粒植入胫骨近端（双侧），随机分成实验Ⅰ组和实验Ⅱ组，每组6只，术后分别每日1次空腹阿仑膦酸钠（0．1m∥kg）灌胃和每周1次空腹阿仑膦酸钠（0．7mg／kg）灌胃，持续6周。术后12周处死取材，进行组织学观察及组织形态计量学测定。结果 实验Ⅰ组和实验Ⅱ组假体柄周围纤维界膜均较薄，细胞成分少，假体周围新生骨与假体间可见有直接接触，对假体支撑作用良好。假体周围界膜厚度及面积的形态计量学检测发现，两组间差异无显著性。结论阿仑膦酸钠预防磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解时，每周给药1次与每日给药1次可产生同样的效果。     

人骨形态发生蛋白-2基因转染脂肪源性间充质干细胞的成骨研究

目的 探讨人骨形态发生蛋白-2（hBMP-2）基因修饰的人脂肪源性间充质干细胞（ADSCs）的成骨能力及基因转染对ADSCs成骨分化的生物学调控。方法 流式细胞技术鉴定从人脂肪组织中提取的细胞为间充质来源的干细胞。将ADSCs转染hBMP＋2基因，免疫沉淀＋Western blotting法和酶联免疫吸附试验（ELISA）检测hBMP-2表达，确定hBMP-2表达量及表达稳定性，碱性磷酸酶（ALP）染色、ALP定量测定、钙结节染色及RT—PCR分析hBMP-2基因转染对ADSCs向成骨细胞转化的调控，并将转基因细胞注入裸鼠股部肌内，通过X线及组织学检查观察体内成骨情况。结果 流式细胞术证实从脂肪中提取的细胞为间充质来源的干细胞。转基因后免疫沉淀＋Western blotting法和ELISA法显示转染hBMP-2的ADSCs具有较高且稳定的hBMP-2的表达，转染21d后表达量无明显降低。ALP染色、ALP定量测定、钙结节染色及RT—PCR发现转基因ADSCs向成骨细胞方向发生分化。裸鼠肌内注射转基因细胞后2周即显示有异位骨形成，4周明显增多，对照组无骨组织形成。结论 转染hBMP-2基因的ADSCs在持续稳定高表达目的蛋白的同时，自身向成骨细胞发生分化，并在裸鼠体内形成异位骨。因此，ADSCs有望作为新的基因工程种子细胞。     

塑料包埋技术在骨组织研究中的应用

目的 研究塑料包埋技术制作的不脱钙硬组织切片,确定制作的关键步骤及用于骨组织研究的优点.方法 选取狗胫骨节段或带有金属种植体的骨材料塑料包埋,LeicaSP1600切片机(德国)切片,用苦味酸品红染色观察,并与常规石蜡包埋相比较.结果 不脱钙骨组织经塑料包埋技术处理后,可清楚地观察类骨质形成、多孔材料及种植体周围骨组织的整合程度.与常规石蜡包埋相比,染色层次分明,组织移位形变小.结论 应用规范塑料包埋技术制作不脱钙硬组织切片,更有利于行骨形态计量分析以及材料与骨整合的研究.