骨髓间充质干细胞复合骨形态发生蛋白和纤维蛋白修复节段性骨缺损

目的 用自体骨髓间充质干细胞(MSCs)、骨形态发生蛋白(BMP)和纤维蛋白的复合物修复骨缺损。方法 抽取兔自体骨髓并分离和大量培养MSCs。在12只MSCs供体兔的两侧桡骨中段造成1.5cm缺损，一侧植入自体MSCs、15mgBMP和纤维蛋白的复合物(B M F)，另一侧植入自体MSCs与纤维蛋白的复合物(M F)。另一组等数量实验兔造成相同缺损后，一侧植入15mgBMP与纤维蛋白的复合物(B M)，另一侧留作空白对照。术后第2，4，8周做放射学、组织学和ECT检查。结果 B M F组在术后2周即产生填满缺损区的骨痂影，8周时骨缺损得到良好修复。B M组所产生骨痂量和修复效果均不如B M F组，但优于M F组。结论 用自体骨髓间充质干细胞复合骨形态发生蛋白和纤维蛋白修复骨缺损是一种切实可行和有效的方法。     

转染人骨形态发生蛋白在兔骨髓间充质干细胞的表达

目的：采用基因转移技术将人骨形态发生蛋白7（hBMP-7)基因转染兔骨髓间充质干细胞（BMSc ),检测外源基因的表达。方法：常规分子生物学技术构建hBMP-7逆转录病毒载体,制备含目的基因的重组逆转录病毒液,感染兔骨髓间充质干细胞,使用原位杂交以及免疫组织化学的方法检测hBMP-7在BMSc中的表达。结果：原位杂交和组化检测经hBMP-7基因转染的BMSc中出现阳性结果,未转染的BMSc中未见阳性结果出现。结论：采用逆转录病毒介导的方法可以将hBMP-7转染至BMSc中,并有外源性基因的表达。     

转染人骨形态发生蛋白在兔骨髓间充质干细胞中的表达

目的采用基因转移技术将人骨形态发生蛋白7(hBMP-7)基因转染兔骨髓间充质干细胞(BMSc),检测外源基因的表达.方法常规分子生物学技术构建hBMP-7逆转录病毒载体,制备含目的基因的重组逆转录病毒液,感染兔骨髓间充质干细胞,使用原位杂交以及免疫组织化学的方法检测hBMP-7在BMSc中的表达.结果原位杂交和免疫组化检测经hBMP-7基因转染的BMSc中出现阳性结果,未转染的BMSc中未见阳性结果出现.结论采用逆转录病毒介导的方法可以将hBMP-7转染至BMSc中,并有外源性基因的表达.     

转染骨形态发生蛋白-2基因的人脐带间充质干细胞成骨研究

目的 观察骨形态发生蛋白-2(BMP-2)基因转染人脐带间充质干细胞(hUCMSC)对其成骨分化和体内异位成骨的影响.方法 实验分为3组,空白组:10％胎牛血清+ DMEM培养基,对照组:10％胎牛血清+DMEM培养基+空慢病毒载体转染,实验组:10％胎牛血清+DMEM培养基+BMP-2+增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因转染,检测3组不同培养基培养后人脐带间充质细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性变化,蛋白印迹法检测骨桥蛋白(OPN)、Ⅰ型胶原蛋白(COL1)、BMP-2的蛋白表达变化.yon kossa染色观察hUCMSC钙结节形成.大鼠肌袋内植入BMP-2转染hUCMSC/COL1,通过CT三维重建及苏木素-伊红(HE)染色观察其体内成骨能力.结果 hUCMSC BMP-2转染良好,转染率可达到(90.95±4.35)％,实验组细胞在第5天,ALP活性就由(26.492 ±7.105) U/g·蛋白增加至(38.625±11.592) U/g·蛋白,在第14天,实验组的ALP的活性可以高达(49.732±13.068) U/g·蛋白,对比空白组和对照组都有明显增加(P＜0.05).对比空白组和对照组,实验组COL1、BMP-2和OPN蛋白呈现高表达(P＜0.05).转染BMP-2基因后,hUCMSC培养28 d可形成大量的钙结节.BMP-2转染hUCMSC/COL1在大鼠肌袋内可异位成骨.结论 转染BMP2基因可促进hUCMSC细胞成骨能力.     

腺病毒骨形态发生蛋白2绿色荧光蛋白基因转染兔骨髓基质干细胞成骨及示踪作用

目的 观察腺病毒介导的人骨形态发生蛋白绿色荧光蛋白基因(Ad-GFP-hBMP-2)转染对骨髓间质干细胞(bMSCs)成骨能力的影响.方法 取日本大耳白兔4只自双侧股骨远端抽取骨髓培养bMSCs.以Ad-GFP-hBMP-2基因(实验组)及Ad-GFP(对照组)基因转染bMSCs后,用ALP检测试剂盒检测两组细胞的ALP活性;原位杂交检测两组细胞I型胶原的表达;Western blot 检测细胞中BMP-2的表达.将转染后24 h的bMSCs接种到裸鼠体内,术后第4、8、12周观察成骨情况.结果 转Ad-GFP-hBMP-2基因组和Ad-GFP组各时间段ALP分泌量差异分别有统计学意义(P<0.01);实验组I型胶原原位杂交实验组为阳性.实验组成骨阳性率为90%,对照组为40%.结论 bMSCs经Ad-GFP-hBMP-2基因转染后能高效表达BMP-2并诱导成骨.腺病毒介导人BMP-2转基因可以提高bMSCs的成骨能力.     

hBMP-2基因转染兔骨髓间充质干细胞的表达及生物学效应的观察

目的:观察人骨形态发生蛋白-2(humanbonemorphogeneticprotein-2,hBMP-2)基因转染兔骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcells,BMSCs)后的表达及表达产物对BMSCs增殖和向成骨细胞分化的影响。方法:利用腺病毒表达载体Adeno-XTM将hBMP-2基因转染兔BMSCs,用免疫组化染色。检测细胞内BMP-2的表达。然后通过MTT法分析其对细胞增殖的影响,并分别通过体外检测Ⅰ型胶原合成和表达情况、碱性磷酸酶染色和钙结节VonKossa染色,观察腺病毒介导hBMP-2基因转染兔BMSCs的成骨分化能力。结果:转基因细胞6周时仍能表达外源性基因。基因表达产物hBMP-2能明显促进BMSCs的增殖以及I型胶原的合成,转染后第14天碱性磷酸酶染色多数细胞为阳性,第21天出现钙结节。结论:hBMP-2基因转染BMSCs后可获得稳定表达,且基因表达产物能促进BMSCs增殖,并诱导其向成骨细胞分化。     

包裹骨形态发生蛋白-2基因转染干细胞的微囊化方法和蛋白释放效应

目的观察转基因骨髓间充质干细胞的微囊化包裹方法和骨形态发生蛋白-2(BMP- 2)释放效应。方法利用高压微电场制备由海藻酸纳和多聚赖胺酸组成的微囊(细胞浓度为3×10~6个/ml,海藻酸钠浓度为1.5%)包被转β-gal(报告基因)或BMP-2基因的骨髓间充质干细胞,根据X-gal染色观察细胞在微囊内的存活情况,ELISA方法检测其所释放的BMP-2蛋白量,共培养方法检测其生物学活性。结果7、14、21、28 d时微囊内转基因细胞X-gal染色均为阳性。包裹后30 d,培养液上清中仍可检测到BMP-2蛋白。转BMP-2基因微囊化细胞与未包裹骨髓间充质干细胞共培养10 d后,ALP活性定量检测结果表明,Adv-hBMP-2转染细胞组ALP活性为(52.537±1.774)U/ml,明显高于未转染细胞组的(42.336±0.857)U/ml,差异有统计学意义(P<0.05)。结论微囊化转基因干细胞生长良好,能持续分泌BMP-2蛋白并促进干细胞向成骨细胞方向分化。     

骨形态发生蛋白2基因修饰自体骨髓间充质干细胞移植促进兔胫骨牵张成骨的实验研究

[目的]观察人骨形态发生蛋白2基因修饰的自体骨髓间充质干细胞移植对兔胫骨牵张成骨新骨形成的促进作用。[方法]48只新西兰白兔随机摸球法分为3组。建立牵张成骨动物模型,在固定期第2 d,实验组于牵张间隙注射人骨形态发生蛋白2基因修饰的自体骨髓间充质干细胞;对照组注射等量自体骨髓间充质干细胞;空白组不注射任何物质。[结果]在固定期2周及6周实验组牵张区在大体观察、HE染色、X线观察方面成骨质量均好于对照组和空白组。12周后取牵张成骨区标本作骨组织骨密度和生物力学测定,结果显示实验组新生骨质量较高,骨愈合情况要优于对照组和空白组。[结论]骨形态发生蛋白2基因修饰的自体骨髓间充质干细胞移植能有效提高兔胫骨牵张成骨新骨形成质量。     

骨髓间充质干细胞复合骨形态发生蛋白和纤维蛋白修复节段性骨缺损

目的　用自体骨髓间充质干细胞 (MSCs)、骨形态发生蛋白 (BMP)和纤维蛋白的复合物修复骨缺损。方法　抽取兔自体骨髓并分离和大量培养MSCs。在 12只MSCs供体兔的两侧桡骨中段造成 1 5cm缺损 ,一侧植入自体MSCs、 15mgBMP和纤维蛋白的复合物 (B +M +F) ,另一侧植入自体MSCs与纤维蛋白的复合物 (M +F)。另一组等数量实验兔造成相同缺损后 ,一侧植入 15mgBMP与纤维蛋白的复合物 (B +M ) ,另一侧留作空白对照。术后第 2 ,4 ,8周做放射学、组织学和ECT检查。结果　B +M +F组在术后 2周即产生填满缺损区的骨痂影 ,8周时骨缺损得到良好修复。B +M组所产生骨痂量和修复效果均不如B +M +F组 ,但优于M +F组。结论　用自体骨髓间充质干细胞复合骨形态发生蛋白和纤维蛋白修复骨缺损是一种切实可行和有效的方法。     

骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/骨形态发生蛋白中的生物学行为观察

目的 观察丝素蛋白与牛骨形态发生蛋白的载体系统与骨髓间充质干细胞的体外相容性.方法 将多孔丝素蛋白修剪成20×10×5 mm长方体状物,置入6孔板中;将粉状bBMP用PBS液溶解制成2mg/ml混悬液,0.5ml无菌移液管滴定于多孔丝素蛋白上(0.5毫升/个).骨髓间充质干细胞以107/ml接种到载体系统上,复合4小时后加入生长液继续体外培养,每1、4、8天时进行碱性磷酸酶、矿化结节染色观察以及扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察;另外同时设立单纯丝素蛋白与细胞复合培养对照组进行观察.结果 倒置显微镜、扫描电镜和共聚焦显微镜下观察到细胞在两种材料上生长形态、活性正常,体外培养24小时时细胞已贴附材料上,呈匍匐状伸展,以后逐渐融合生长,8天时大量细胞成片状攀附在材料表面,并分泌有大量的网状细胞外基质,实验组可见结节状基质生成;碱性磷酸酶、矿化结节染色观察发现实验组细胞碱性磷酸酶和矿化结节染色阳性反应,对照组阴性.结论 丝素蛋白是一种良好细胞外基质材料,也是一种良好生长因子的缓释载体.     

转染人骨形态发生蛋白-2基因的羊骨髓间充质干细胞的异位成骨研究

目的评价腺病毒介导的人骨形态发生蛋白-2(hBMP-2)基因转染羊骨髓间充质干细胞(MSCs)后的成骨活性。方法实验分为3组:(1)hBMP-2转染细胞组,(2)半乳糖苷酶基因(βgal)转染细胞组,(3)未转染细胞组。从羊骨髓中分离培养MSCs,基因转染后利用免疫沉淀和Westernblot方法检测BMP-2的表达,并在体外进行碱性磷酸酶(ALP)和VonKossa染色、ALP定量测定、透射电镜观察。分别将细胞悬液注入裸鼠股后部肌内,分期进行X线和组织学检查。结果Westernblot检测发现只有hBMP-2转染细胞组的MSCs表达并分泌hBMP-2。该组于转染后第12d,ALP活性达高峰,与其它两组比较,差异有显著性意义;于16d后出现钙结节,而其它两组未见。透射电镜观察见hBMP-2转染细胞组的细胞内粗面内质网、线粒体和溶酶体增多。裸鼠肌内注射细胞悬液后3周,hBMP-2转染细胞组即有异位成骨,6周时明显增多,其它两组仅见纤维组织形成或微量成骨。结论hBMP-2基因转染能诱导羊MSCs分化为成骨细胞,并在裸鼠体内诱导成骨。     

透明质酸复合BMP-2转染骨髓间充质干细胞修复兔桡骨干骨缺损

目的评价携带人BMP-2(hBMP-2)基因重组腺病毒(Adv-hBMP-2)转染的骨髓间充质干细胞(BMSCs)与透明质酸(HA)复合构建的组织工程化骨对骨缺损的修复效果。方法取兔骨髓行BMSCs培养及Adv-hBMP-2的体外转染,建立桡骨干1.5cm缺损模型。20只兔(40侧)分四组(n=10):第一至三组分别注射Adv-hBMP-2转染细胞 HA、Adv-hBMP-2转染细胞、单纯HA,第四组为空白对照。结果(1)注射后第12周,第一组8侧骨缺损中6侧完全愈合,皮质骨形成,部分髓腔再通;第二组8侧骨缺损中有3侧完全愈合;第三、四组骨缺损均未愈合。X线疗效评分各组差异有统计学意义。(2)第一、二组4～8周时骨缺损内有多量新生骨痂形成,12周时部分髓腔再通;第三、四组4～8周时骨缺损处为纤维组织填充,12周时骨缺损未愈合,两骨端硬化。第一、二组之间新生骨小梁面积差异有统计学意义。(3)第一组的最大压缩载荷和弹性模量分别为(211.54±63.58)N和(113.36±56.47)MPa,第二组为(126.74±53.13)N和(98.91±63.36)MPa,差异有统计学意义。平均最大压缩载荷与正常桡骨之比:前者为75.86%,后者为45.45%。结论HA复合Adv-hBMP-2转染BMSCs构建的组织工程化骨可以修复兔桡骨干骨缺损,HA是一种安全的、有效的组织工程载体。     

hBMP-7基因转染修复骨缺损的实验研究

目的：探讨利用人骨形态发生蛋白7(hBMP-7)基因转染骨髓基质干细胞(BMSc)构建组织工程化骨组织并修复兔桡骨骨缺损的可行性。方法：制备含hBMP-7真核细胞表达载体的逆转录病毒液PT-PLNCX2-hBMP-7并转染BMSc．使用免疫组织化学的方法检测hBMP-7在BMSc中的表达。兔挠骨1.5cm骨缺损修复实验分为4组：转染组，未转染组，单纯PLLA组和对照组．每组6个样本。分别于术后3周，6周采用大体观察，X线、组织学检测、免疫组织化学检测等方法对骨缺损修复情况进行对比。结果：免疫组织化学检测显示经PT-PLNCX2-hBMP-7病毒液转染的BMSc中有较强的阳性结果出现。定量检测分析结果证实经转染的BMSc修复骨缺损的成骨速度和成骨量均优于未转染组，单纯PLLA组和对照组中均未见骨缺损得到修复。结论：hBMP-7基因转染能够提高BMSc形成组织工程化骨组织和修复骨缺损的能力，可用于BMSc为种子细胞的组织工程化骨组织的构建。     

组织工程骨修复山羊胫骨节段性缺损的实验研究

目的应用自体骨髓基质干细胞（BMSCs）复合β-磷酸三钙（β-TCP）构建组织工程化骨，修复山羊胫骨节段性缺损。方法体外扩增培养、成骨诱导山羊BMSCs。实验组将第2代细胞复合β-TCP后修复山羊自体右侧胫骨26mm的节段性缺损（n=8），对照组以单纯β-TCP材料植入骨缺损处（n=8），旷置组（n=2）。术后16、32周分别通过大体形态观察、影像学、组织学和生物力学的方法检测骨缺损的修复效果。结果旷置组术后32周骨缺损未修复，表明动物模型确实可靠。大体观察、X线片和MicroCT显示16周时实验组已有新骨形成，β-TCP材料降解吸收；对照组则只形成少量骨痂，材料无明显降解。组织学检测示实验组有大量幼稚编织骨生成，对照组为纤维结缔组织，并有大量材料残余。实验组骨密度和力学强度低于正常胫骨组（P〈0．05），但明显高于对照组（P〈0．01）。术后32周时大体观察X线片和MicroCT显示术后实验组骨愈合良好，对照组为骨不连；骨密度检测示实验组明显高于对照组（P〈0．05），且与正常胫骨组差异无统计学意义（P〉0．05）。组织学检测示实验组呈骨性愈合，有较多成熟骨组织，对照组为纤维连接。生物力学测试实验组与正常胫骨力学强度差异无统计学意义（P〉0．05）。结论成骨诱导的自体BMSCs复合β-TCP形成的组织工程骨可良好修复山羊胫骨节段性缺损。     

慢病毒介导骨形态发生蛋白-7基因的干细胞用于组织工程骨构建的实验研究

目的 建立能够稳定表达骨形态发生蛋白-7(BMP-7)的骨髓基质干细胞(BMSCs),观察其成骨分化,并与纳米羟基磷灰石胶原(nHAC)材料复合培养体外构建组织工程骨的可行性.方法 实验分4组:BMP-7和eGFI基因转染组(A组)、eGFP基因转染组(B组)、常规成骨诱导组(C组)、未转染组(D组).用G418筛选获得阳性细胞后接种于nHAC支架体外复合培养.荧光显微镜下观察eGFP表达,判断转染效率;以逆转录-聚合酶链反应(RTPCR)、ELISA检测目的基因表达,四唑盐(MTT)实验检测细胞活力,碱性磷酸酶(ALP)活性和Gomori染色榆测成骨情况;扫描电镜观察细胞在支架材料中的黏附、生长状况.结果 慢病毒24 h对BMSCs的转染率约为90%.RTPCR检测到A组在1300 bp处出现特异性条带,其他组结果阴性;ELISA检测24 h BMP-7蛋白含量为(150.2±18.3)pg/mL,种植支架复合培养8周后BMP-7含量为(76.6±7.4)pg/mL;MTT实验显示细胞活性与未转染组比较差异无统计学意义(P>0.05);ALP活性以16 d最强;扫描电镜见细胞种植nHAC支架后黏附、生长良好.结论 BMP-7可在BMSCs内稳定表达,并诱导其向成骨分化;与nHAC复合培养可构建组织工程骨.     

聚乙二醇化骨形态发生蛋白-2基因转染兔骨髓间充质干细胞及其表达测定

目的：聚乙二醇化骨形态发生蛋白-2基因（PEG/BMP-2）纳米颗粒转染兔骨髓间充质干细胞（rBMSCs）,检测骨形态发生蛋白-2（BMP-2）在靶细胞中的表达。方法：原代分离培养rBMSCs,分别采用PEG/BMP-2、脂质体/BMP-2转染细胞,采用流式细胞仪检测转染效率,采用Western Blot和real time RT-PCR方法检测BMP-2表达。结果：成功制备出PEG/BMP-2纳米颗粒并将PEG/BMP-2转染至rBMSCs,转染细胞中BMP-2呈高表达,且与脂质体转染法相比,具有更高的转染效率。结论：PEG/BMP-2纳米颗粒转染rBMSCs可高表达BMP-2,为骨缺损治疗修复提供新的治疗方法。     

负载胰岛素样生长因子-1的骨髓间充质干细胞与壳聚糖-胶原复合物修复大鼠骨缺损的实验研究

背景：目前已有较多研究表明将种子细胞复合于支架材料进行骨缺损的修复能够取得良好的效果,但仍需探索有效的生长因子以促进修复过程。 目的：探讨负载胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor,IGF-1）的骨髓间充质干细胞与壳聚糖-胶原复合物对大鼠骨缺损的修复作用。 方法：分离大鼠骨髓间充质干细胞,流式细胞术鉴定细胞表面标志物;将骨髓间充质干细胞进行成骨诱导后检测碱性磷酸酶的活性以鉴定其成骨能力;IGF-1过表达载体转染骨髓间充质干细胞并筛选稳转细胞系,Real-time PCR以及Western blot鉴定稳转细胞系中IGF-1的表达。扩培细胞,并与壳聚糖-胶原进行复合培养。同时建立大鼠骨缺损模型,造模成功后将20只大鼠随机分为4组,每组5只。实验组植入负载IGF-1的骨髓间充质干细胞复合支架,支架修复组植入未经细胞复合的支架,干细胞复合支架修复组植入单纯骨髓间充质干细胞复合支架,空白对照组缺损处未植入任何物质。术后分别通过X射线和组织学切片观察比较各组大鼠的骨缺损修复情况。 结果：流式细胞术鉴定结果显示细胞CD44阳性率为98.19%,CD45阳性率为3.65%,CD90阳性率为97.62%。成骨诱导后碱性磷酸酶浓度升高至（11.57±0.48）U/L,显著高于未经成骨诱导的细胞（5.55±0.63）U/L（〈0.05）。Real-time PCR以及Western blot检测结果IGF-1稳定转染的细胞中IGF-1 mRNA以及蛋白的表达均显著升高（〈0.05）。X射线以及组织学观察结果表明空白组骨缺损不能自行修复,壳聚糖-胶原支架与骨髓间充质干细胞复合物植入大鼠后未见明显的免疫排斥反应,与其他组相比负载IGF-1的骨髓间充质干细胞与壳聚糖-胶原复合物组的成骨及修复效果均较为明显。 结论：骨髓间充质干细胞是较为理想的骨组织工程种子细胞,将IGF-1负载于骨髓间充质干细胞能够促进骨组织的修复。     

Ectopic bone formation of human bone morphogenetic protein-2 gene transfected goat bone marrow-derived mesenchymal stem cells in nude mice

onemorphogenetic proteins (BMPs)haveapowerfulcapacitytoelicitnewboneformation .ThereareseveraldeliverymethodsofBMPsintreatingbonedefects ,oneofwhichisgenetherapy .Retrovirus,adenovirusandadeno associatedvirushavebeenutilizedtodeliverBMPgene .1,2 Sincethedirectuseofthesevectorshasseveraldisadvantages ,wehavedevelopedexvivo genetherapytechniquewhichinvolvestheisolationandcultivationofautologousbonemarrow derivedmesenchymalstemcells (MSCs) ,transfectionofthecellsinvitroandimplantationofthesec…     

Repair of large segmental bone defects using bone marrow stromal cells with demineralized bone matrix

Objective: The aim of the present study was to evaluate the effect of tissue‐engineered constructs on repair of large segmental bone defects in goats. Methods: Allogenic demineralized bone matrix (aDBM) was seeded with autologous marrow stromal cells (aMSC) for seven days to construct DBM–MSC grafts prior to implantation. 24 goats were randomly divided into three groups (eight in each). In each group, 3 cm diaphyseal femoral defects were created unilaterally, and subsequently filled with the DBM‐MSC grafts, DBM alone and an untreated control, respectively. Radiological analysis and biomechanical evaluation were performed at 12 and 24 weeks after operation. Results: Obvious increases in radiological scoring and biomechanical strength were found in the DBM‐MSC group when compared to the DBM group. X‐ray examination showed excellent bone healing in the DBM‐MSC group, whereas only partial bone repair was seen in the DBM group, and no healing in untreated controls. Histologically, a tendency to bone regeneration and remodeling was far more obvious for the DBM‐MSC group than the DBM only and untreated controls. Conclusion: Our results strongly suggest that transplantation of bone MSC within a DBM could have advantages for the bone repair of large segmental defects.