CRTER杂志组织构建栏目关于“反转录腺病毒载体构建”研究的组稿内容

○新型骨形态发生蛋白2反转录病毒载体的构建及活性检测○反转录病毒载体介导转化生长因子β1基因体外转染兔膝关节软骨细胞的表达○Wnt7b重组反转录病毒载体的构建及其     

转化生长因子β1基因转染鼠脂肪间充质干细胞的可行性

背景:脂肪间充质干细胞在转化生长因子β_1等生长因子的调控下可被诱导分化为软骨细胞.然而,外源性转化生长因子β_1存在引起趋化性、激发炎症反应、造成局部损伤、有效成分容易被稀释或丢失、半衰期短、缺少理想的转运蛋白等缺陷.因此,利用基因重组技术,使种子细胞表达转化生长因子β_1,对软骨组织工程的进一步发展具有重要的指导意义.目的:探讨真核表达载体pcDNA3.1-转化生长因子β_1质粒的构建方法,并观察其转染脂肪间充质干细胞的可行性.方法:利用基因重组技术,将大鼠转化生长因子β_1全长基因的PCR产物与克隆载体pT7Blue连接,并用大肠杆菌筛选阳性重组体构建真核表达质粒,采用XboⅠ、Hind Ⅲ双酶切及测序方法对质粒进行鉴定;将已经纯化的pcDNA3.1-转化生长因子β_1质粒和空载体pcDNA3.1质粒分别采用阳离子脂质体试剂LipofectamineTM2000转染脂肪间充质干细胞,经G418抗性筛选后扩大培养,同时用pcDNA3.1-绿色荧光蛋白观察转染效率.结果与结论:重组质粒经XboⅠ、Hind Ⅲ双酶切后出现1.35 bp和5.4 kb 2条带,测序结果显示重组质粒所包含的转化生长因子β_1全长碱基序列完全正确,绿色荧光蛋白显示其转染脂肪干细胞的转染效率> 80%,且转染细胞后有转化生长因子β_1 mRNA和蛋白的表达上调.提示利用基因重组技术可成功构建能转染脂肪间充质干细胞的真核表达载体pcDNA3.1-转化生长因子β_1质粒.     

转化生长因子β与组织工程①：本刊中文部

1反转录病毒载体介导转化生长因子81基因体外转染免膝关节软骨细胞的表达,见2010年2期214．217页。2威灵仙干预体外培养兔膝关节软骨细胞增殖及转化生长因子B1mRNA基因的表达,见2010年11期1901-1906页。3转化生长因子β1联合骨形态发生蛋白2诱导骨髓间充质干细胞体外向软骨细胞的分化,见2010年24期4371-4375页。     

转化生长因子β1基因克隆及重组真核表达质粒的构建

背景：通过基因转移方法研究某一外源性基因在细胞中的作用是目前分子生物学常用的技术手段，与病毒载体相比，应用DcDNA4．0-TGF-β1真核表达质粒的转染方法无遗传毒性和细胞毒性，有更高的安全性。目的：通过克隆转化生长因子β1基因，观察构建重组转化生长因子β1基因真核表达质粒的可行性。设计、时间及地点：以细胞为观察对象的体外实验，于200703／2008—02在河南省高等学校临床医学重点学科开放实验室完成。材料：2月龄清洁级健康SD大鼠，雌雄不拘，用于分离细胞中RNA。方法：从大鼠骨髓细胞中分离提取转化生长因子B1的mRNA，反转录聚合酶链反应扩增后，克隆入pGEM—T载体，PCR鉴定重组子；酶切下目的基因转化生长因子B1，再亚克隆入载体pcDNA4．0质粒，酶切鉴定亚克隆重组子并进行DNA序列分析。主要观察指标：TGF-β1 cDNA、pGEM—T—TGF-β1和重组子pcDNA4．0-TGF—β1的表达。结果：经过反转录一聚合酶链反应扩增得到TGF-β1 cDNA条带；PCR扩增鉴定得到pGEM—T—TGF-β1。酶切鉴定得到亚克隆重组子pcDNA4．0-TGF-β1，经测序鉴定证实插入DNA序列与设计完全一致。结论：成功克隆大鼠转化生长因子β1基因，并构建出重组转化生长因子β1真核表达载体。     

转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因共转染骨髓干细胞*

背景：骨形态发生蛋白2及转化生长因子β是骨再生中重要的因子,提高其表达可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。目的：构建携带转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的慢病毒载体,观察其在骨髓间充质干细胞中的表达情况。方法：应用重组慢病毒技术构建同时携带转化生长因子β3、骨形态发生蛋白2和绿色荧光蛋白基因的重组慢病毒表达载体,并用其转染体外培养的第3代兔骨髓间充质干细胞,以转染携带转化生长因子β3或骨形态发生蛋白2单一基因的慢病毒或单独慢病毒的骨髓间充质干细胞作为对照。转染后1周分别提取各组细胞的总RNA 和蛋白进行检测。结果与结论：荧光显微镜下见转染转化生长因子β3和(或)骨形态发生蛋白2基因3 d 的骨髓间充质干细胞发绿色荧光,转染效率达90%以上。RT-PCR 和 Western blot 结果显示,转染转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的骨髓间充质干细胞转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2 mRNA 和蛋白的表达均高于单一基因转染组及空白对照组。可见应用慢病毒可成功将转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因转染至骨髓间充质干细胞并实现其高效表达,且两种基因具有协同促表达作用。     

转化生长因子β1转染骨髓间充质干细胞向软骨细胞的分化

目的:通过转化生长因子β1基因转染大鼠的骨髓间充质干细胞,观察目的基因的分泌情况及干细胞向软骨细胞分化效果,为构建新型的软骨组织工程学种子细胞提供新思路。方法:实验于2005-10/2006-09在中国医科大学细胞生物实验室完成。实验材料:6周龄Wistar大鼠10只,质粒pcDNA3.1-TGF-β1(由吉林大学徐莘香教授惠赠),转化生长因子β1、Ⅱ型胶原小鼠抗大鼠单克隆抗体(Neomaker公司)。实验分组:分为未经转染的骨髓间充质干细胞(未转染组)、转染空载的骨髓间充质干细胞(转染空载体组)和转染转化生长因子β1的骨髓间充质干细胞(转染转化生长因子β1组)。实验方法:①密度梯度离心法和贴壁分离法相结合分离、纯化大鼠骨髓间充质干细胞,免疫荧光法检测细胞表面标志。②质粒pcDNA3.1-TGF-β1扩增、提取、鉴定。③转化生长因子β1基因转染骨髓间充质干细胞。实验评估:①四甲基偶氮唑盐法测定筛选后细胞的增殖活性。②Westernblot检测转染后细胞转化生长因子β1和Ⅱ型胶原蛋白表达。结果:①免疫荧光法检测骨髓间充质干细胞:CD29和CD44表达阳性,CD34和CD45表达阴性。②pcDNA3.1-TGF-β1真核表达载体的酶切鉴定:基因测序与GeneBank cDNA序列相符。③转染基因对骨髓间充质干细胞增殖活性的影响:基因转染后骨髓间充质干细胞的增殖力变强,转染组的细胞增殖力高于未转染组和转染空载体组。④转化生长因子β1表达:转染后的骨髓间充质干细胞较未转染和转染空载体的骨髓间充质干细胞分泌转化生长因子β1蛋白增加。⑤Ⅱ型胶原的蛋白表达:在转化生长因子β1目的基因转染后的骨髓间充质干细胞Ⅱ型胶原蛋白表达较未染和转染空载体的骨髓间充质干细胞增强。结论:应用基因转染技术将转化生长因子β1目的基因导入骨髓间充质干细胞中,在蛋白质水平鉴定转染成功,且骨髓间充质干细胞成软骨分化所需的特异性细胞外基质Ⅱ型胶原明显升高,使骨髓间充质干细胞在保持很强的体外传代增殖能力同时,又能产生、表达转化生长因子β1。     

转化生长因子β3基因转染兔骨髓间充质干细胞诱导其向软骨表型的分化

背景:内源性诱导软骨分为就是通过一定的载体将目的基因整合入干细胞内,使其自行分泌诱导因子诱导自身进行分化.目的:观察将转化生长因子β3 通过腺相关病毒载体转染诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨表型转化的能力.方法:取体外培养的第3 代骨髓间充质干细胞进行重组腺相关病毒转染,将转染后3,6,9,12 d 细胞裂解提取蛋白进行酶联免疫检测目的蛋白转化生长因子β3 的体外表达.RT-PCR,免疫印迹western blot 分别从基因和蛋白水平上检测1,2 周Ⅱ型胶原的表达,甲苯胺蓝染色检测1,2 周蛋白多糖的表达.结果与结论:重组腺相关病毒转染后,骨髓间充质干细胞可以较稳定的表达目的蛋白转化生长因子β3,并且转染成功的骨髓间充质干细胞较阴性对照组能够更好的向软骨表型转化.证实转化生长因子β3 可以腺相关病毒为载体转染骨髓间充质干细胞并诱导其向软骨表型分化.     

构建人端粒酶反转录酶基因腺相关病毒2载体在人髓核细胞的表达

背景：动物研究显示,自体髓核细胞移植能有效修复椎间盘退变。然而髓核细胞体外增殖能力差,这就限制了其作为种子细胞在椎间盘退变性疾病治疗中的研究及应用。 目的：构建包含外源性人端粒酶反转录酶基因的腺相关病毒2载体,观察其转染人髓核细胞后人端粒酶反转录酶基因的表达。 方法：构建pSNAV2.0-pRSV-hTERT质粒并鉴定,采用AAVMaxTM包装系统进行重组腺相关病毒2-人端粒酶反转录酶载体的构建,以 PCR 及酶切方法验证构建的质粒,构建成功后扩增,并纯化。利用腺相关病毒2-增强型绿色荧光蛋白载体转染第1代人髓核细胞,测定最佳感染复数。参照此感染复数值,确定腺相关病毒2-人端粒酶反转录酶对人髓核细胞转染的相关感染复数;对照组采用不含外源性人端粒酶反转录酶基因的腺相关病毒2进行转染。转染后1,2,4周分别采用RT-PCR对人端粒酶反转录酶基因mRNA水平进行半定量检测。 结果与结论：实验成功构建了腺相关病毒2-人端粒酶反转录酶载体;并获得了滴度达2×1011 v·g/mL的腺相关病毒2-人端粒酶反转录酶载体。测得腺相关病毒2-人端粒酶反转录酶载体对人髓核细胞的最佳感染复数为5×104 v·g/cel。在以1×104,5×104,1×105 v·g/cel 转染人髓核后,均可检测到人端粒酶反转录酶基因mRNA的高量表达。采用RT-PCR半定量检测方法,发现以转染后2周时人端粒酶反转录酶 mRNA表达量相对最高（P 〈0.05）,4周时仍可见人端粒酶反转录酶基因mRNA的稳定表达。而对照组无论在何时间点均未能检测到人端粒酶反转录酶mRNA的表达。提示利用腺相关病毒2可以成功构建包含外源性人端粒酶反转录酶基因的病毒载体,腺相关病毒2-人端粒酶反转录酶能有效转染人髓核细胞并稳定表达人端粒酶反转录酶基因mRNA,此结果可能为增强髓核细胞性能提供新的策略。     

重组转化生长因子β1腺相关病毒感染骨髓基质干细胞的活性☆

背景:目前常用基因载体具有一定缺陷性,无法直接在体内应用.应用腺相关病毒作为转化生长因子β1载体促进软骨修复的研究报道较少. 目的:构建重组转化生长因子β1腺相关病毒,测定病毒滴度,并测定重组病毒对骨髓基质干细胞的感染活性. 方法:PCR方法扩增转化生长因子β1基因,构建重组骨架质粒pAAV-转化生长因子β1-绿色荧光蛋白,与包装质粒pAAV-RC、辅助质粒pAAV-Helper共转染AAV-293细胞包装重组腺相关病毒rAAV-转化生长因子β1-绿色荧光蛋白.应用该重组病毒感染AAV-HT1080细胞测定病毒滴度并鉴定.并感染体外培养的兔骨髓基质干细胞,检测重组病毒感染骨髓基质干细胞的效率及活性. 结果与结论:转化生长因子β1扩增产物测序结果正确,重组骨架质粒pAAV-转化生长因子β1-绿色荧光蛋白双酶切后可见位于1.3 Kb附近转化生长因子β1条带.收获病毒滴度5.2×1011 v.g/mL.鉴定重组病毒rAAV-转化生长因子β1-绿色荧光蛋白包装成功.重组病毒感染骨髓基质干细胞后可于荧光显微镜下观测到绿色荧光蛋白的表达,感染效率达42%.结果证实,成功构建重组腺相关病毒rAAV-转化生长因子β1-绿色荧光蛋白,能够高效感染兔骨髓基质干细胞.     

sox9和LMP1基因慢病毒载体共转染兔骨髓间充质干细胞后的表达

背景：与传统细胞因子诱导液诱导的方法相比,将基因通过慢病毒转染入宿主细胞,可以得到长期高效的持续表达,采取双/多基因共修饰治疗的策略,较采用单一的因子来诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞方向转化可获得更好的效果。目的：构建sox9基因慢病毒载体以及LMP1基因慢病毒载体,并共转染兔骨髓间充质干细胞,观察SOX9和LMP1基因的表达情况。方法：双酶切从Gene Art提供的含sox9基因序列的质粒13ABIV6C_1366933并克隆到p Lenti6.3_MCS_IRES2-EGFP载体,获得含sox9基因的质粒p LMIG-13GS0345-1。通过单链oligo设计及合成LMP1基因序列,并克隆到p Lenti6.3_MCS_IRES2-Ds Red-Monomer载体,获得含LMP1基因的质粒13GS0318-1。再通过293T细胞包装后获得绿色荧光蛋白标记的sox9基因慢病毒载体（Lenti-SOX9-GFP）,以及红色荧光蛋白的LMP1基因慢病毒载体（Lenti-LMP1-RFP）。将Lenti-SOX9-GFP和Lenti-LMP1-RFP共转染兔骨髓间充质干细胞,观察sox9基因及LMP1基因的表达情况。结果与结论：测序结果显示质粒p LMIG-13GS0345-1和13GS0318-1中的插入序列与基因库中sox9（NM_000346）及LMP1（AF345904.1）基因序列完全一致,成功构建Lenti-SOX9-GFP和Lenti-LMP1-RFP慢病毒载体。Lenti-SOX9-GFP和Lenti-LMP1-RFP共转染兔骨髓间充质干细胞后同一视野下可观察到绿色和红色荧光蛋白的共表达,RT-PCR与Western Blot检测结果证明Lenti-SOX9-GFP和Lenti-LMP1-RFP可成功高效共转染目的细胞并可在m RNA及蛋白水平同时表达SOX9及LMP1。结果说明实验成功构建了绿色荧光蛋白标记的携带sox9基因的Lenti-SOX9-GFP慢病毒载体,以及红色荧光蛋白的携带LMP1基因的Lenti-LMP1-RFP慢病毒载体,为sox9和LMP1基因共修饰组织工程髓核的研究提供前期实验基础。     

碱性成纤维细胞生长因子转染兔关节软骨细胞的研究

背景软骨细胞体外培养困难和表型难以维持是软骨组织工程研究的一大难题.目的探讨碱性成纤维细胞生长因子(basic Fibroblast Growth Factor,bFGF)基因转染兔关节软骨细胞后对培养的关节软骨细胞形态、分裂增殖及代谢等方面的影响.设计完全随机对照实验研究.地点和方法实验在解放军第一军医大学热带军队卫生学系完成,对象为兔软骨细胞(3周龄新西兰新生兔购于第一军医大学实验动物中心).干预将bFGF基因克隆于真核表达载体pHβ0AP-1中,构建重组真核表达载体pHβ-bFGF,转染兔关节软骨细胞.G418筛选阳性克隆,检测阳性细胞bFGF基因的表达水平.测定培养软骨细胞的DNA含量、糖醛酸含量、软骨细胞增殖情况及进行细胞周期分析.主要观察指标DNA含量、糖醛酸含量、软骨细胞增殖情况及细胞周期分析.结果bFGF基因转染软骨细胞表型未见显著变化;bFGF基因转染组、载体对照组、空白对照组DNA含量分别为(77.37±6 21),(40.39±4.33),(33.77±4.25)μg/瓶(P＜0.01),糖醛酸含量分别为(308.8±10.2),(77.9±8.7),(80.2±10.5)μg/瓶(P＜0.01),软骨细胞G1期分别为59.3±2.1,69.5±4.0,73.1±3.9(P＜0.05).结论bFGF转染关节软骨细胞后,可显著促进细胞分裂增殖并缩短细胞周期,为软骨组织工程研究提供新的技术路线及理论基础.     

转化生长因子β1基因修饰兔B型滑膜细胞复合Pluronic-F127体内构建组织工程软骨

背景:兔B型滑膜细胞在转化生长因子的作用下,具有向软骨细胞分化的潜力,形成的细胞在体外可保持软骨细胞的表型,但转染后的细胞能否与支架材料一起形成软骨组织尚没有深入的研究.目的:以脂质体法转染兔B型滑膜细胞,将转染后细胞复合Pluronic-F127在裸鼠体内构建组织工程软骨,观察转染后细胞体内向软骨组织方向分化的可行性.设计、时间及地点:细胞学试验,随机分组动物实验,于2007-04/2008-05在中山大学附属第二医院医学研究中心完成.材料:3月龄健康新西兰大白兔,雌雄不限,4周龄体质量为20 g左右的BALB/c裸鼠共12只,雌雄不限.方法:取新西兰大白兔膝关节腔内面的滑膜组织,以酶消化法进行分离培养、纯化、传代,以脂质体法进行转染,以G418筛选阳克隆,同时检测转化生长因子β1、Ⅱ型胶原的表达;4℃将Pluronic-F127溶解,配成质量分数为30%液体,然后与转染后稳定表达的细胞进行混合,同时取软骨细胞混合Pluronic-F127、空载体转染细胞混合Pluronic-F127作为对照组,各组细胞浓度均为5×1010L-1的复合物,迅速以0.2mL注射器行裸鼠背部皮下注射,分别在术后4,6,8周处死实验裸鼠,取出裸鼠背部组织进行观察.主要观察指标:细胞生长曲线、转染后细胞表型变化观察、裸鼠皮下组织块组织学观察.结果:生长曲线显示B型滑膜细胞在脂质体法转染后生长活性降低,至转染后6,7d,细胞基本恢复正常的增殖能力,转染后第4天,滑膜细胞转化生长因子β1表达阳性,转染后第7天,滑膜细胞胞浆内抗Ⅱ型胶原染色为阳性,PluronicF-127与B型滑膜细胞混合后在裸鼠皮下4周形成不成熟的软骨样组织,8周形成成熟的软骨样组织,抗Ⅱ型胶原染色为阳性.结论:转染转化生长因子β1基因的B型滑膜细胞在体外可以表达软骨细胞的表型,形成软骨样细胞,而在裸鼠体内复合Pluronic F-127可保持软骨细胞表型,形成软骨样组织.     

低强度脉冲超声介导威灵仙干预兔膝关节软骨细胞增殖及Ⅱ型胶原和转化生长因子β1的表达

背景：研究显示威灵仙可促进软骨细胞增殖,维持和促进软骨细胞合成蛋白多糖和Ⅱ型胶原;低强度脉冲超声能有效促进软骨细胞增殖、提高细胞膜的通透性,促进药物或基因的传递,从而提高药物的生物学效应。目的：观察低强度脉冲超声介导威灵仙对体外培养的兔膝关节软骨细胞增殖、Ⅱ型胶原及转化生长因子β1表达的影响,探讨低强度脉冲超声介导威灵仙在软骨损伤修复中的作用及机制。方法：体外分离培养兔膝关节软骨细胞,取处于对数生长期的2代细胞,随机分为4组：对照组,低强度脉冲超声组,威灵仙组,威灵仙＋低强度脉冲超声组,干预3 d后分别采用CCK-8比色法检测软骨细胞增殖情况,细胞化学染色法分析Ⅱ型胶原分泌情况及Western blot检测转化生长因子β1的表达情况。结果与结论：干预培养3 d后,与对照组比较,其他3组细胞数量均显著增加（P〈0.05）,威灵仙＋低强度脉冲超声组细胞数量最多;威灵仙＋低强度脉冲超声组软骨细胞Ⅱ型胶原表达面积、吸光度值均显著大于对照组（P〈0.05）,且其差值大于低强度脉冲超声组、威灵仙组与对照组差值之和;威灵仙＋低强度脉冲超声组转化生长因子β1表达水平显著,其相对灰度值显著高于其他各组（P〈0.05）。结果提示低强度脉冲超声、威灵仙均可促进体外培养兔膝关节软骨细胞增殖及Ⅱ型胶原、转化生长因子β1的分泌,二者联用具有一定的协同作用。     

纳米载体介导人胰岛素样生长因子1基因转染兔骨髓间充质干细胞及其表达

目的：构建增强型绿色荧光蛋白基因（enhanced-green fluorescent protein，EGFP）标记的人胰岛素样生长因子（human insulin-like growth factor，hIGF-1）真核表达载体，转染至兔骨髓间充质干细胞，为组织工程关节软骨的构建提供基因改良的种子细胞。方法：实验于2005—03／2006—01在重庆医科大学儿科研究所完成。根据GeneBank公布的hIGF-1序列设计PCR引物，从质粒pcDNA3．1-hIGF-1中扩增出截短型hIGF-1，亚克隆至pMD-T18载体，测序鉴定后酶切出目的基因片段并插入pIRES2-EGFP中，构建成真核表达质粒pIRES2-EGFP-hIGF-1，经PCR及双酶切鉴定正确后用非病毒类纳米材料基因转移载体PAMAM-D介导转入兔骨髓间充质干细胞，通过荧光观察、流式细胞仪、RT-PCR等方法从各个水平检测hIGF-1在细胞的表达。结果：成功构建了增强型绿色荧光蛋白基因标记的真核表达质粒pIRES2-EGFP-hIGF-1，并检测到目的基因hIGF-1在兔骨髓间充质干细胞的理想表达。结论：新型纳米材料PAMAM-D是高效、简便、表达持久的基因转染方法，经IGF-1基因修饰的骨髓间充质干细胞是软骨组织工程种子细胞的理想选择。     

慢病毒载体介导红色荧光蛋白基因转染人脑胶质瘤干细胞的实验研究

目的 探讨HIV-1来源的慢病毒载体介导红色荧光蛋白(RFP)基因转染人脑胶质瘤干细胞可行性和试验方法.方法用无血清干细胞培养基培养人脑胶质瘤干细胞,然后用细胞免疫荧光染色检测其干细胞特性表面标志物CD133、Nestin表达情况.以HIV-1来源的慢病毒为载体,以RFP基因为目的 的基因转染人脑胶质瘤干细胞,荧光显微镜下观察RFP阳性细胞表达情况及其转染率.MTT法检测转染后细胞与未转染RFP细胞组细胞增殖情况.再次用细胞免疫荧光染色检测转染后脑胶质瘤干细胞表面标志物CD133、Nestin表达情况.结果 红色荧光慢病毒转染胶质瘤干细胞体外连续培养后,RFP在干细胞中稳定表达,在荧光显微镜下即发出红色荧光,并且转染效率高.RFP- lentivirus转染后干细胞与未转染RFP组比较,生长曲线无明显差异,且转染后干细胞表面标志物仍表达阳性.结论 采用HIV-1来源的慢病毒载体介导以RFP基因为生物标记物标记人脑胶质瘤干细胞是可行的,以慢病毒转染对干细胞的生长影响小,转染效率高.     

转化生长因子β3基因转染兔骨髓间充质干细胞诱导其向软骨表型的分化

背景：内源性诱导软骨分为就是通过一定的载体将目的基因整合入干细胞内,使其自行分泌诱导因子诱导自身进行分化。目的：观察将转化生长因子β3通过腺相关病毒载体转染诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨表型转化的能力。方法：取体外培养的第3代骨髓间充质干细胞进行重组腺相关病毒转染,将转染后3,6,9,12d细胞裂解提取蛋白进行酶联免疫检测目的蛋白转化生长因子β3的体外表达。RT-PCR,免疫印迹westernblot分别从基因和蛋白水平上检测1,2周Ⅱ型胶原的表达,甲苯胺蓝染色检测1,2周蛋白多糖的表达。结果与结论：重组腺相关病毒转染后,骨髓间充质干细胞可以较稳定的表达目的蛋白转化生长因子β3,并且转染成功的骨髓间充质干细胞较阴性对照组能够更好的向软骨表型转化。证实转化生长因子β3可以腺相关病毒为载体转染骨髓间充质干细胞并诱导其向软骨表型分化。     

大鼠转化生长因子β1基因转染成骨细胞后的表达

背景将生物材料复合细胞因子基因,或复合转入细胞因子基因的细胞植入骨缺损处可以促进骨修复.目的观察将大鼠转化生长因子β1基因转染成骨细胞后进行骨缺损基因治疗的可行性.设计对照观察实验.单位华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科.对象新生SD大鼠5只,雌雄不限.方法实验于2000-02/09在华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科实验室完成.通过脂质体介导将转化生长因子β1基因导入大鼠成骨细胞,并以质粒pcDNA3转染细胞作为对照.转染24 h后通过链霉亲和素-生物素化过氧化物酶复合物法和原位杂交法检测目的基因瞬时表达的情况.采用G418筛选转染细胞2周,获得阳性细胞克隆,用链霉亲和素-生物素化过氧化物酶复合物法检测转染细胞稳定表达转化生长因子β1的情况.主要观察指标链霉亲和素-生物素化过氧化物酶复合物法和原位杂交法检测转染细胞基因表达情况.结果①pcDNA3-TGF-β1转染成骨细胞瞬时表达组化检测和原位杂交检测结果24 h转染成骨细胞胞浆中充满染色的棕黄色颗粒,对照组空载体转染细胞胞浆中则没有棕黄色颗粒,说明转基因细胞中转化生长因子β1 mRNA明显增高.②G418筛选转基因细胞组化检测G418筛选2周后的转染细胞仍然有较高的转化生长因子β1表达.结论利用基因转染技术可使成骨细胞瞬时、高效表达细胞因子,转染后瞬时和筛选2周后,均呈现转化生长因子β1基因转染成骨细胞后稳定的高表达,说明采用细胞因子基因转染成骨细胞进行骨缺损的基因治疗具有可行性.     

Effects of transforming growth factor-β subtypes on in vitro cartilage production and mineralization of human bone marrow stromal-derived mesenchymal stem cells

Human bone marrow stromal-derived mesenchymal stem cells (hBMSCs) will differentiate into chondrocytes in response to defined chondrogenic medium containing transforming growth factor-β (TGFβ). Results in the literature suggest that the three mammalian subtypes of TGFβ (TGFβ1, TGFβ2 and TGFβ3) provoke certain subtype-specific activities. Therefore, the aim of our study was to investigate whether the TGFβ subtypes affect chondrogenic differentiation of in vitro cultured hBMSCs differently. HBMSC pellets were cultured for 5 weeks in chondrogenic media containing either 2.5, 10 or 25 ng/ml of TGFβ1, TGFβ2 or TGFβ3. All TGFβ subtypes showed a comparable dose-response curve, with significantly less cartilage when 2.5 ng/ml was used and no differences between 10 and 25 ng/ml. Four donors with variable chondrogenic capacity were used to evaluate the effect of 10 ng/ml of either TGFβ subtype on cartilage formation. No significant TGFβ subtype-dependent differences were observed in the total amount of collagen or glycosaminoglycans. Cells from a donor with low chondrogenic capacity performed equally badly with all TGFβ subtypes, while a good donor overall performed well. After addition of β-glycerophosphate during the last 2 weeks of culture, the expression of hypertrophy markers was analysed and mineralization was demonstrated by alkaline phosphatase activity and alizarin red staining. No significant TGFβ subtype-dependent differences were observed in expression collagen type X or VEGF secretion. Nevertheless, pellets cultured with TGFβ1 had significantly less mineralization than pellets cultured with TGFβ3. In conclusion, this study suggests that TGFβ subtypes do affect terminal differentiation of in vitro cultured hBMSCs differently.