多样本骨髓间充质干细胞分离培养方法的量化比较

目的比较不同方法获取骨髓间充质干细胞的效率,为其在组织工程的应用确立最佳培养方案。方法以3个月龄新西兰大白兔为实验对象,通过对全血培养法、溶血纯化法、密度梯度离心法进行比较性研究,对克隆形成率、首次传代时间、扩增成功率等指标进行比较。结果对克隆形成率和扩增成功率而言,溶血纯化方法最低传代时间为20.5d,全血培养方法有部分提高传代时间为(13.9±2.9)d;而密度梯度离心方法的效率最高,首次传代时间为(7.5±0.7)d。结论对于成年动物穿刺获取骨髓间充质干细胞而言,密度离心>全血培养>溶血纯化方法,明确了一种实用有效的骨髓间充质干细胞分离培养方法。     

使用人骨钙素启动子实现在体研究成骨细胞特定基因的功能

目的:使用骨钙素启动子构建骨组织特异性小发卡状RNA表达载体.方法:实验于2003-11/2004-09在解放军第四军医大学全军骨科研究所和全军整形外科中心完成.以HEK293细胞基因组为模板,利用聚合酶链反应扩增人骨钙素启动子.将骨钙素启动子、针对虫荧光素酶的小发卡状RNA编码序列和多腺苷酸信号依次克隆至pGL3-control载体的相应酶切位点,经双酶切鉴定和DNA测序证实后命名为pGL3-OCP-shLuc.将pGL3-OCP-shLuc与pGL3-control分别共转染人胚胎肾细胞HEK293和人骨肉瘤细胞MG-63,48 h后测定虫荧光素酶活性,计算相对活性.结果:使用特异性引物成功扩增出长度为830 bp的人骨钙素启动子聚合酶链反应产物.DNA测序结果证实pGL3-OCP-shLuc中的小发卡状RNA表达框与设计完全一致.pGL3-OCP-shLuc与pGL3-control共转染HEK293细胞后,虫荧光素酶相对活性与对照组相比没有明显差异,而共转染MG-63细胞后虫荧光素酶相对活性显降低,剔出效率约为69.8%.结论:成功使用人骨钙素启动子构建了小发卡状RNA表达载体,并实现了骨组织特异性RNA干扰,为将RNA干扰技术引入骨肉瘤基因治疗领域奠定了基础.     

低强度脉冲超声波对人骨膜细胞的生物学效应

目的：从细胞水平探讨低强度脉冲超声波对体外分离培养的人骨膜细胞的生物学效应，分析低强度脉冲超声波可能的作用途径，为合理化的临床应用提供实验依据。方法：实验于2002-05／11在香港中文大学矫形外科学系完成。选取香港中文大学威尔士亲王医院矫形外科收治的1例27岁尺骨骨不连患者，以其尺骨骨膜培养的传2代细胞用于实验。按低强度脉冲超声波（30mW／cm^2）作用于体外培养的人骨膜细胞的时间剂量分为4组：5min／d组，10min／d组，20min／d组，空白对照组。在超声波作用1，2，4d&;#183;后检测各组DNA合成量、四甲基偶氮唑蓝摄取情况、碱性磷酸酶活性及骨钙素分泌量。结果：与空白对照组比较，5min／d组，10min／d组，20min／d组给予低强度脉冲超声波后，骨膜细胞DNA合成及四甲基偶氮唑蓝摄取量无明显变化（P〉0．05）；10min／d组与20min／d组骨膜细胞单位质量蛋白中碱性磷酸酶活性显著升高（P〈0.05）；20min／d组骨膜细胞受1，25-二羟基维生素D3刺激后分泌骨钙素显著增加，形成钙结节能力显著增强（P〈0．01）。结论：20min／d以内剂量的低强度脉冲超声波对人骨膜细胞的生长增殖无明显影响，但能够增强人骨膜细胞碱性磷酸酶活性的表达，促进细胞分泌骨钙素及钙盐沉积，具有显著促进人骨膜细胞向成骨细胞分化的生物学作用。     

人重组骨形态发生蛋白-2和碱性成纤维细胞生长因子在诱导成骨中的调节作用及其机制

目的:采用原位杂交的方法检测I、II型胶原mRNA的变化及其变化规律,对骨组织中的碱性磷酸酶(ALP)活性进行测定,以分析人重组骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)在诱导成骨中的调节作用及其调节机制。方法:BALB/c小鼠110只采用掷硬币方法随机分为2组,每组55只,设立rhBMP-2/bFGF为实验组,rhBMP-2为对照组,分别于术后3～21d共8个时间点取材,采用原位杂交方法对新生骨组织中的I,II型胶原mRNA进行检测;对ALP活性进行定量分析,观察2组在诱导成骨中I,II型胶原mRNA及ALP的表达情况。结果:①II型胶原mRNA的出现是和成软骨、软骨细胞的出现相伴随的。②作为成骨细胞成熟标志物的I型胶原mRNA、ALP在软骨形成期即有表达,但是随着成骨细胞的出现,骨组织的形成I型胶原mRNA仍表现为高表达,而ALP的表达则呈下降趋势。③实验组I,II型胶原mRNA及ALP的表达早于对照组,在术后7,14,21d,实验组ALP分别为(63.85±6.87),(27.12±4.23),(8.93±1.49)IU/g;对照组ALP分别为(27.26±4.13),(70.65±5.92),(39.46±4.72)IU/g(t=12.40,20.85,17.52,P<0.01)。结论:bFGF增强了rhBMP-2诱导成骨中I、II型胶原mRNA及ALP的表达。     

青少年强直性脊柱炎早期腰椎骨密度变化多因素分析

目的研究青少年强直性脊柱炎(ankylosingspondylitis,AS)早期年龄、身高、体质量、体质量指数(BMI)与L1-4骨矿含量(L1-4BMC)、L1-4面积骨密度(L1-4BMD)、L1-4体积表观骨密度(L1-4BMAD)之间的相关性,旨在初步探讨青少年AS早期骨量、骨密度研究的相关因素和评价指标。方法选择男性青少年强直性脊柱炎早期病例31例,获得年龄、身高、体质量、BMI,应用双能X线骨密度仪(DEXA)检测L1-4BMC,L1-4BMD,并计算L1-4BMAD;采用相关和回归分析研究多因素相关性。结果相关和回归分析表明,身高(P=0.000)和BMI(P=0.009)因素进入L1-4BMC回归方程(R=0.759,Radj2=0.545,P=0.000<0.01),其中身高是L1-4BMC回归方程的关键因素(R=0.676,Radj2=0.439,P=0.000)。另外,年龄、身高、体质量和BMI4因素中只有体质量因素被纳入L1-4BMD回归方程(R=0.657,Radj2=0.412,P=0.000)和L1-4BMAD回归方程(R=0.551,Radj2=0.280,P=0.001)。身高和BMI与L1-4BMC显著正相关,体质量则与L1-4BMD和L1-4BMAD呈显著正相关。结论身高和体质量因素即成为青少年AS早期骨矿含量和骨密度的重要相关因素。     

碱性成纤维细胞生长因子对兔骨髓基质细胞生物行为的影响

目的:观察兔骨髓基质细胞(MSC)经不同剂量碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)刺激后,促血管内皮细胞增生的重要递质血管内皮细胞生长因子(VEGF)在MSC中的表达及分布情况,并与相应成骨情况做一对比,借以预测MSC经bFGF刺激后成骨效能与成血管效能的变化,探讨其对剂效关系。方法:取兔双侧股骨MSC,采用MSC体外培养技术,分别以不同剂量bFGF刺激细胞,并设立空白对照组。培养5d后,进行细胞形态(HE染色)、增殖情况(细胞记数法与MTT法)、碱性磷酸酶(改良钙钴法染色)、钙化结节(图像分析)、VEGF阳性细胞率(免疫组化染色)等项目的检测。结果:不同剂量组间在细胞记数法、MTT法检测、碱性磷酸酶活性、矿化面积百分率、VEGF阳性细胞率5项观测指标上F值分别为65.50,22.47,11.12,8.33和224.37,P<0.01,差别具有显著意义,结合各组均值来看,bFGF剂量为1200U/mL左右时效果最佳。结论:应用bFGF在促进MSC增殖的同时,还可促进促血管内皮细胞增生的重要递质-VEGF的表达,其应用剂量与效果之间存在明显相关关系。bFGF应用剂量为1200U/mL左右时,其促进MSC表达VEGF及促进细胞增殖作用同时达到最佳效果,超过此应用剂量,两者则有下降趋势。     

人骨髓间充质干细胞的优化培养

目的:骨髓间充质干细胞(mesenchymalstemcellsMSCs)培养大多集中在动物,探讨人MSCs的优化培养方法,为组织工程临床应用奠定基础。方法:手术切取患者骨松质3mm×3mm×3mm,在含血清培养基内用剪刀将其剪为1mm×1mm×1mm大小,然后用注射器冲洗;抽取患者骨髓5mL。分别用贴壁法和密度梯度离心法原代培养。比较不同培养方法MSCs的生长情况。对各组传代细胞用化学药物进行成骨诱导培养,并检测成骨细胞表型。结果:手术切取患者骨松质和抽取患者骨髓均能培养出骨髓间充质干细胞,切取骨松质获取的细胞数量大,5m骨髓培养细胞数平均可达L2.43×108,3mm×3mm×3mm骨松质可以获取MSCs的平均细胞数可达9.57×108;全骨髓法细胞贴壁时间早两三天,密度梯度离心法细胞均一性好,利于纯化。结论:临床组织工程中可以根据情况和需要采用不同方法获取MSCs。     

注射型骨修复材料诱导成骨活性的研究

目的：了解以纤维蛋白胶(Fibrin sealant，FS)为载体的注射型骨修复材料[骨形态发生蛋白(BMP)]异位诱导成骨的作用。方法：实验分组为：实验组b(FS+bBMP)、对照组b(bBMP)、实验组r(FS+rhBMP-2)、对照组r(rhBMP)、对照组FS(FS)及空白对照组。将各组材料注射或植人小鼠肌袋内，采用用放射学、形态学、碱性磷酸酶(ALP)检测等方法对其成骨效应进行研究。结果：在以bBMP为成骨因子的实验区中，实验组b具有高效的骨诱导活性，其成骨量显著高于对照组b、对照组FS及空白对照组(P&;lt;0．01)；在以rhBMP-2为成骨因子的实验区中，实验组r同样具有高效的骨诱导活性，其成骨量也显著高于对照组r、对照组FS及空白对照组(P&;lt;0．01)。结论：以FS为载体复合BMP的注射型骨修复材料具有高效的骨诱导活性。     

磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶注射型复合载体的凝固时间和显微结构对修复骨缺损的意义

目的:分析由注射型磷酸钙骨水泥(calciumphosphatecement,CPC)和纤维蛋白胶(fibringlue,FG)组成的复合支架材料的凝固时间和显微结构特征,探讨其作为注射型复合载体的可行性。方法:将注射型CPC和FG按凝固后的体积计算,以2∶1的体积比混合,制成复合载体。测定复合材料的凝固时间,并用扫描电镜观察其煅烧前后的结构特征。结果:复合材料的初凝时间平均为9.54min,终凝时间平均为21.38min。扫描电镜发现,FG贯穿于CPC晶体间,并将CPC晶体紧密连接。煅烧后有较多大孔产生,空隙率为32.6%。且有延伸的沟隙将CPC微孔相连。结论:复合材料凝固时间适合临床操作;随着FG的降解,复合材料的空隙率将提高,有望加速CPC的降解和骨的生长,用作生物活性分子的注射性载体。     

转化生长因子β对异种骨移植局部免疫因子表达的调节

背景:异种骨移植免疫排斥反应是影响预后的主要问题。然而,对异种骨移植中免疫因子表达和调节的认识尚少。白细胞介素1,白细胞介素6和肿瘤坏死因子α是重要的免疫因子,与移植后排斥反应密切相关。目的:观察异种骨移植局部白细胞介素1、白细胞介素6和肿瘤坏死因子αmRNA和蛋白质的表达,并探索转化生长因子β对这些免疫因子的调节作用。设计:随机对照实验。单位:解放军第四军医大学西京医院骨科研究所。对象:雄性Balb/c小鼠72只,体质量20～25g,随机分为3组,复合松质骨载体组,单纯松质骨载体组和空白对照组,每组24只。方法:实验于2003-06/2004-06在解放军第四军医大学西京医院骨科研究所完成。复合松质骨载体组小鼠左侧股部肌间隙植入复合转化生长因子β的松质骨载体;单纯松质骨载体组植入单纯松质骨载体;空白对照组仅行手术,不植入材料。术后4,7,14和21d观察各组小鼠植骨或手术区周围组织中增殖细胞记数;应用原位杂交和免疫组化技术检测植骨局部多种免疫因子的表达。主要观察指标:各组小鼠移植骨局部组织学观察及细胞密度测定;移植骨局部白细胞介素1α,白细胞介素6和肿瘤坏死因子αmRNA和蛋白质的表达。结果:①各组小鼠移植骨局部组织学观察及细胞密度测定:7d时,复合松质骨骨粒组较单纯牛松质骨骨粒组增殖组织中细胞密度明显高[(470.63±132.89),(311.46±93.69)个/视野,P<0.01];但14,21d时两组间则无明显差异。②各组小鼠移植骨局部白细胞介素1α,白细胞介素6和肿瘤坏死因子αmRNA和蛋白质的表达:异种骨移植后的7,14d,复合了转化生长因子β的异种骨移植局部白细胞介素1α和白细胞介素6蛋白质表达分别较单纯异种骨低(7d白细胞介素1α:42.55±9.65比67.95±17.82,白细胞介素6:48.26±11.17比77.21±15.16;14d白细胞介素1αmRNA:84.77±7.42比112.94±7.02,白细胞介素6:78.10±17.22比121.18±15.44,P<0.01),但对肿瘤坏死因子α而言,则无明显差异(P>0.05)。结论:在异种骨移植局部,多种细胞可以表达白细胞介素1α,白细胞介素6和肿瘤坏死因子αmRNA和蛋白质,且这种表达受到转化生长因子β的调节。提示了转化生长因子β调节异种骨移植免疫的一种方式。