hVEGF165基因转染大鼠BMSCs的实验研究

目的构建携带hVEGF165基因的重组腺病毒载体pAdxsi-增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)-hVEGF165,体外转染大鼠BMSCs,观察转染后hVEGF165的表达情况以及对BMSCs生长增殖的影响,为进行血管再生的基因治疗奠定实验基础。方法将hVEGF165从原始质粒切下连接到pShuttle-巨细胞病毒-EGFP重组穿梭载体,并转移至pAdxsi载体上,获得重组腺病毒载体质粒pAdxsi-EGFP-hVEGF165,进行酶切鉴定及基因测序。采用PacI限制性内切酶线性化pAdxsi-EGFP-hVEGF165,并转染人胚肾细胞HEK293,收获重组腺病毒,测定病毒滴度。贴壁法培养Wistar大鼠BMSCs,体外转染携带EGFP基因的重组腺病毒(pAdxsi-EGFP),荧光倒置相差显微镜及流式细胞术确定最佳病毒感染复数(multiplicities of infection,MOI)。依据最佳MOI转染pAdxsi-EGFP-hVEGF165至BMSCs,采用Western blot、RT-PCR及ELISA法检测转染后hVEGF165的表达;MTT法评价转染后BMSCs生长增殖情况。结果酶切鉴定及基因测序提示重组腺病毒载体质粒含有hVEGF165 cDNA;经多轮感染、扩增后,病毒滴度可达1×1010 pfu/mL。荧光倒置相差显微镜观察转染pAdxsi-EGFP后MOI为150 pfu/cell时转染效果最佳,流式细胞仪检测转染效率约88%。Western blot和RT-PCR检测示,pAdxsi-EGFP-hVEGF165转染BMSCs 48 h后在蛋白质和基因水平均可有效表达hVEGF165;ELISA检测示其含量在7 d达高峰,在20 d时仍有表达,1、3、5、7、9、11、13、15、20 d各时间点hVEGF165含量均显著高于EGFP基因转染组及未转染组(P<0.05)。MTT结果显示,各时间点转染pAdxsi-EGFP-hVEGF165的BMSCs与未转染组细胞的吸光度(A)值比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 BMSCs是一种较理想的基因载体细胞,成功制备的重组腺病毒载体质粒可在MOI值为150时将hVEGF165基因有效转染至BMSCs;转染后hVEGF165表达水平较高、持续时间较长,且对BMSCs的生长增殖无明显影响。     

低氧预处理对大鼠BMSCs葡萄糖代谢的影响

目的观察低氧预处理对BMSCs葡萄糖代谢的影响,探讨其潜在机制,为干细胞疗法的优化提供理论依据。方法取1～3日龄SD大鼠骨髓,采用密度梯度离心法获得BMSCs,取第4代细胞用于实验。根据处理方法不同将细胞分为4组:A组采用常氧培养24 h;B组以1%低氧浓度培养24 h;C组于低氧预处理前用20μmol/L甲氧雌二醇处理24 h;D组于低氧预处理前用50μmol/L缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)特异的siRNA处理12 h。采用MTT法、生化分析仪及实时荧光定量PCR检测各组BMSCs活力、葡萄糖代谢以及HIF-1αmRNA及葡萄糖转运蛋白1(glucose transporter 1,Glut-1)mRNA的表达。结果 MTT检测示A、B、C、D组吸光度(A)值分别为387.67±58.92、322.50±50.60、297.00±53.00、286.00±41.00,各组间差异无统计学意义(P>0.05)。与A组相比,B组葡萄糖摄取量和乳酸生成量显著增加(P<0.05);C、D组略高于A组,但差异无统计学意义(P>0.05),但显著低于B组,差异有统计学意义(P<0.05);C、D组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。与A组相比,B组HIF-1αmRNA和Glut-1 mRNA表达均显著上调(P<0.05);C、D组HIF-1αmRNA和Glut-1 mRNA表达较B组大幅度降低(P<0.05),但仍显著高于A组(P<0.05);C、D组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论低氧预处理可上调大鼠BMSCs的葡萄糖摄取和代谢能力,其机制涉及HIF-1 mRNA及其下游基因Glut-1 mRNA的表达上调。     

缺氧诱导因子1α对人羊膜间充质干细胞耐受缺氧能力影响的实验研究北大核心CSCD

目的通过瞬时转染缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)基因,观察缺氧处理后人羊膜间充质干细胞(human amniotic mesenchymal stem cells,hAMSCs)成活及凋亡情况,探讨HIF-1α对hAMSCs耐受缺氧能力的影响。方法取健康剖宫产产妇自愿捐赠的羊膜组织分离、培养hAMSCs,通过倒置相差显微镜观察细胞形态及免疫荧光法检测干细胞标志物OCT-4、NANOG表达,对培养细胞进行鉴定。取第3代hAMSCs进行缺氧处理(200μmol/L CoCl_2)后,按以下分组瞬时转染对应质粒:A组为hAMSCs空白组,B组为pcDNA3.1阴性对照组,C组为shRNA阴性对照组,D组为shRNA-HIF-1α干扰组,E组为pcDNA3.1-HIF-1α过表达组。缺氧处理后12、24、48 h采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)检测各组细胞成活率;24 h采用流式细胞仪检测各组细胞凋亡率,并采用Western blot检测HIF-1α、VEGF、B细胞淋巴瘤2(B-cell lymphoma2,Bcl-2)、Bax、活化型半胱天冬酶-3(cleaved Caspase-3,C-Caspase-3)蛋白表达。结果 CCK-8法检测示,缺氧处理后各时间点与A、C组比较,D组细胞成活率明显降低(P<0.05);与A、B组比较,E组细胞成活率明显升高,其中24 h组间比较差异有统计学意义(P<0.05);E组内24 h时细胞成活率明显高于12、48 h时(P<0.05)。流式细胞仪检测示,与A、C组比较,D组细胞凋亡率明显升高(P<0.05);与A、B组比较,E组细胞凋亡率明显降低(P<0.05)。Western blot检测示,与A、C组比较,D组细胞中HIF-1α、VEGF、Bcl-2蛋白表达明显减少,Bax、CCaspase-3蛋白表达明显增加,差异有统计学意义(P<0.05);而E组结果相反,与A、B组比较,E组细胞中HIF-1α、VEGF、Bcl-2蛋白表达明显增加,Bax、C-Caspase-3蛋白表达明显减少,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 HIF-1α基因过表达能够明显改善hAMSCs耐受缺氧能力,其机制可能与上调VEGF和Bcl-2表达及下调Bax和C-Caspase-3表达作用相关。     

腺病毒介导的心肌营养素-1基因转染对神经干细胞作用的实验研究

目的:观察腺病毒介导的心肌营养素-1(Adv-CT-1)基因转染对大鼠神经干细胞(NSCs)的作用。方法:分离、培养胚胎大鼠NSCs,以Adv-CT-1基因转染NSCs,应用细胞集落与细胞突起计数、流式细胞仪凋亡检测等技术,检测NSCs的生长与凋亡情况。结果:Adv-CT-1基因转染培养大鼠NSCs可增加NSCs集落数量和诱导分化细胞突起的数量(P<0.05)。在H2O2诱导的NSCs凋亡模型中,转染Adv-CT-1基因的NSCs凋亡细胞数量较对照组减少(P<0.05),存活细胞数增加(P<0.01)。结论:CT-1基因转染可促进NSCs分裂增殖以及细胞突起的生长,减少超氧化损伤诱导的NSCs凋亡发生,促进损伤NSCs的存活。     

不同数量BMSCs对大鼠背根神经节生长影响的实验研究

目的 BMSCs作为雪旺细胞的替代细胞可提高周围神经损伤修复效果,但目前对于神经支架内添加适宜的种子细胞数量未达成共识。研究不同数量BMSCs对大鼠背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)生长的影响。方法取4周龄雄性SD大鼠3只,体重80～100 g,体外培养扩增BMSCs。取新生1～2日龄SD大鼠3只,雌雄不限,体重4～6 g,制备DRG。取第3代BMSCs制备BMSCs-生物蛋白胶复合物,按照加入细胞数量的不同,将实验分为A组(1×103个)、B组(1×104个)、C组(1×105个)和D组(0个),并与SD大鼠DRG共培养。48 h后通过形态学观察,神经丝蛋白200和雪旺细胞S-100免疫荧光染色,对SD大鼠DRG轴突生长长度、雪旺细胞迁移距离和轴突面积指数进行定量评价。结果 48 h后可见各组BMSCs生长出多个长突起;雪旺细胞移行和轴突从DRG长出,呈多方向性生长;BMSCs生物蛋白胶具有生物活性且影响DRG生长。A、B、C组DRG轴突生长长度及雪旺细胞迁移距离均明显大于D组(P<0.05),C组小于B组(P<0.05),A、C组间及A、B组间差异无统计学意义(P>0.05)。A、B组轴突面积指数明显大于D组(P<0.05),C组大于D组但差异无统计学意义(P>0.05),A、B、C组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论乳鼠DRG体外培养实验,可作为研究周围神经损伤修复的体外模型。不同数量BMSCs生物蛋白胶复合物对DRG生长的影响具有量效关系,为组织工程神经选用合适数量BMSCs提供了理论依据。     

缺氧对肠上皮细胞缺氧诱导因子1α活化影响的实验研究

目的 了解缺氧对肠上皮细胞缺氧诱导因子1α(HIF-1α)活化的影响. 方法 将肠上皮细胞分为常氧处理(正常对照)、缺氧(设缺氧1、2、6、12、24 h)及缺氧+寡霉素处理(分别用浓度为5、10、20、40μg/mL寡霉素处理1 h,再缺氧6 h).采用蛋白质印迹法检测HIF-1α蛋白表达,免疫荧光法观察HIF-1α向细胞核转位的情况. 结果 与正常对照(0.08±0.07)相比较,缺氧1 h肠上皮细胞HIF-1α蛋白表达(0.52±0.30)即显著升高(P＜0.05),6 h达峰值(2.37±1.08,P＜0.05),同时HIF-1α向细胞核转位也明显增加.寡霉素呈剂量依赖性地抑制缺氧引起的肠上皮细胞HIF-1α蛋白表达增加,用5、10、20及40μg/,mL寡霉素处理的缺氧肠上皮细胞HIF-1α蛋白表达量分别为1.62±0.96、1.48±0.56、1.08±0.36及0.58±0.11,均较单纯缺氧6 h(2.67±1.38)显著降低(P＜0.05),HIF-1α向细胞核转位也被抑制. 结论 呼吸链抑制剂寡霉素可抑制缺氧肠上皮细胞HIF-1α活化,线粒体呼吸链可能在其发生机制中具有重要作用.     

新生鼠缺氧缺血性脑损伤缺氧诱导因子1α表达与神经元凋亡

目的探讨缺氧缺血性脑损伤（hypoxia ischemia braindamage，HIBD）时缺氧诱导因子1α（hypoxiainducible factor 1α，HIF—1α）表达与神经元凋亡的相关性，探索HIF—1α在神经元凋亡中的作用及对损伤神经修复重建的意义。方法新生10dSD大鼠40只，随机分为对照组和实验组，每组20只。实验组在乙醚麻醉下行右侧颈总动脉结扎，氮氧混合气（92％氮气、8％氧气）缺氧2．5h，即为HIBD模型；对照组分离颈总动脉，不结扎，不作缺氧处理。分别于术后4、8、24、48及72h处死两组动物取脑组织，应用免疫组织化学法检测HIF—1α、活化的半胱天冬氨酸酶3（cleavedcaspase 3，CC3）的表达，应用TUNEL检测凋亡细胞。结果实验组H1F～1a蛋白表达在术后4h明显升高，8h达高峰，24h后下降；CC3蛋白于术后4h开始表达，8h有少量表达，24h明显升高，48h及72h维持较高水平。对照组各时间点HIF1α和CC3均有极少量弱阳性表达。实验组HIF—1α和CC3蛋白表达明显高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．01）。TUNEL染色显示实验组术后随时间延长阳性细胞数逐渐增多，72h达高峰；但对照组TUNEL阳性细胞极少。两组比较差异有统计学意义（P〈0．01）。结论HIF—1α与促凋亡蛋白CC3表达趋势相反，HIF—1α对新生儿HIBD神经元可能具有保护作用，可望对缺氧缺血神经的修复重建发挥一定作用。     

TGF-β1和IGF-1共同转染大鼠BMSCs向软骨细胞分化的实验研究

目的 探讨应用TGF-β1和IGF-1基因转染大鼠BMSCs后,目的基因分泌情况及向软骨细胞的分化效果,为构建新型的组织工程软骨种子细胞提供思路. 方法 6周龄健康雄性Wistar大鼠2只,体重约150 g.扩增、提取质粒pcDNA3.1-IGF-1、pcDNA3.1-TGF-β1,酶切、电泳鉴定并测序.采用密度梯度离心法和贴壁分离法,分离、纯化Wistar大鼠BMSCs,倒置相差显微镜观察原代和传代BMSCs形态学改变,免疫荧光法检测细胞表面标志.将TGF-β1和IGF-1基因单独或共转染第3代BMSCs,按转染情况分为5组未转染组(A组)、转染空载体组(B组)、转染TGF-β1组(C组)、转染IGF-1组(D组)、TGF-β1与IGF-1共转染组(E组).对转染后细胞进行筛选,MTT法测定筛选后细胞的增殖活性,RT-PCR和Western blot法检测筛选后细胞的表达. 结果 电泳显示IGF-1和TGF-β1两目的基因条带,基因测序与Gene-Bank cDNA序列相符.大鼠BMSCs原代细胞接种24 h后可见少量贴壁突起细胞,4、5 d开始形成典型的BMSCs簇状增生,9、10 d细胞生长即可达80%～90%融合;传代后细胞形态较均一.免疫荧光法检测BMSCs的CD29、CD44呈阳性反应,CD34、CD45呈阴性反应.转染24 h后有少量细胞死亡,筛选3周后细胞克隆形成,至第4周细胞可传代,多数细胞变成多边形,部分细胞边界不清,呈圆形,核偏位,核周颗粒明显.MTT法测定A、B、C、D、E组细胞在490 nm波长处的吸光度(A)值,分别为0.432±0.038、0.428±0.041、0.664±0.086、0.655 ±0.045和0.833 ±0.103.A、B组与C、D、E组间差异均有统计学意义(P＜0.01),但A、B组以及C、D、E组间差异无统计学意义(P＞0.05).RT-PCR和Westernblot检测目的基因和蛋白的表达量,TGF-β1表达以C组最多,分别为0.925 ±0.0220、124.341 7 ±2.982 0,E组次之,分别为0.771 7±0.012 0、101.766 7±1.241 0(P＜0.01);IGF-1表达以E组最多,分别为1.0200±0.026 0、128.171 7±9.152 0,D组次之,分别为0.465 0 ±0.042 0、111.045 0 ±6.248 0(P＜0.01);Ⅱ型胶原表达以E组最多,分别为0.980 0 ±0.034 0、120.355 0 ±12.550 0,C组次之,分别为0.720 0 ±0.026 0、72.246 7 ±7.364 0(P＜0.01). 结论 通过TGF-β1和IGF-1基因共同转染BMSCs修复软骨缺损是一个较有前景的发展方向,对组织工程软骨应用于临床具有重要意义.     

雪旺细胞对不同年龄大鼠BMSCs分化的影响

目的 BMSCs具有多向分化潜能,在不同培养条件下能够向多种细胞分化,但年龄对BMSCs分化的影响尚不明确。探讨雪旺细胞(Schwann cells,SCs)形成的体外微环境对不同年龄大鼠BMSCs向神经元和少突胶质细胞分化的影响。方法从幼年(1月龄)Wistar大鼠预变性坐骨神经中分离纯化SCs,从幼年(1月龄)、成年(6月龄)、老年(12月龄)Wistar大鼠骨髓中提取BMSCs,均行免疫荧光鉴定。将第3代SCs与PKH26标记的第2代BMSCs在双层培养皿内等体积、等密度共培养,根据BMSCs来源不同将实验分为3组:A、B、C组SCs分别与幼年(1月龄)、成年(6月龄)、老年(12月龄)大鼠BMSCs共培养。倒置相差显微镜下观察分化过程中BMSCs形态变化,免疫荧光染色检测共培养后第7天BMSCs分化表达神经特异性烯醇化酶(neuron-specifi c enolase,NSE)和磷脂碱性蛋白(myelin basicprotein,MBP)的情况,ELISA法检测各组细胞共培养0、3、6、9、12 d培养液上清神经调节蛋白1(neuregulin 1,NRG1)的表达。结果实验成功分离并培养SCs和BMSCs,免疫荧光鉴定SCs呈S-100阳性表达,BMSCs呈CD29阳性表达、CD44阳性表达、CD90阳性表达。细胞共培养第7天倒置相差显微镜观察示,A组BMSCs胞体回缩,呈圆形或锥形,并带有突起,形态类似神经组织细胞;B、C组大部分BMSCs形态无明显改变。细胞共培养第7天免疫荧光染色示,A、B、C组BMSCs的NSE阳性表达率分别为22.39%±2.86%、12.89%±1.78%和2.69%±0.80%,MBP阳性表达率分别为16.13%±2.39%、6.33%±1.40%和0.92%±0.17%,各组间NSE阳性表达率和MBP阳性表达率比较差异均有统计学意义(P<0.05)。ELISA法检测示,A组细胞培养液上清中NRG1含量于细胞共培养后逐渐增多,且呈时间依赖性增加;细胞共培养6、9、12 d,A组NRG1含量高于B、C组,B组高于C组,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论不同年龄大鼠BMSCs与SCs共培养均可向神经元和少突胶质细胞分化,但分化能力随年龄增加而降低,SCs分泌的多种生长因子可能是诱导BMSCs分化的重要因素。     

TGF-β1基因转染BMSCs后复合软骨细胞共培养

目的探讨应用TGF—β1基因转染和软骨细胞共培养后,促进大鼠BMSCs目的基因向软骨细胞的分化效果,为构建新型的软骨种子细胞提供思路。方法6周龄健康雄性Wistar大鼠、扩增、提取质粒pcDNA3．1-TGF—β1,酶切、电泳鉴定并测序。实验分组：TGF-β1基因转染BMSCs组（A组）、单纯BMSCs与软骨细胞共培养组（B组）、TGF—β1转染BMSCs后复合软骨细胞共培养组（C组）、空白BMSCs对照组（D组）、软骨细胞对照组（E组）。结果电泳显示TGF—β1目的基因条带,基因测序与Gene—Bank cDNA序列相符。MTT法测定A、B、C、D、E组细胞在490nm波长处的吸光度值,C组与A、B、D、E组间差异有统计学意义（P〈0．01）。RT—PCR和Western blot检测目的基因和蛋白的表达量、TGF—β1表达均以C组最多,A组次之;Ⅱ型胶原表达以C组最多,A组次之。结论通过TGF—β1转染同时复合软骨细胞共培养能有效促进BMSCs向软骨细胞分化,是一个较有前景的发展方向,对组织工程软骨应用于临床具有重要意义。     

BMSCs对猪胰岛缺氧再给氧损伤的保护作用北大核心CSCD

目的研究恒河猴BMSCs在缺氧再给氧环境下对新生猪胰岛活性和功能的保护作用。方法取健康成年恒河猴5只,体重6～10 kg,取骨髓采用骨髓单核细胞贴壁培养法筛选获得BMSCs;取3～5日龄新生长白猪5只,取胰腺以Ⅴ型胶原酶消化制备新生猪胰岛。将实验分为胰岛正常组(A组)、胰岛加BMSCs正常组(B组)、胰岛缺氧再给氧组(C组)、胰岛加BMSCs缺氧再给氧组(D组),观察比较常规培养和缺氧(1%O2)12 h再给氧24 h或48 h条件下,胰岛的功能活性变化:二乙酸荧光素/碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色计算胰岛成活率;细胞计数试剂盒8法检测新生猪胰岛的代谢活性;膜联蛋白V-FITC/PI标记后流式细胞仪检测胰岛凋亡率;葡萄糖刺激法分析胰岛功能糖刺激指数(stimulation index,SI)。结果 C组较A、B组胰岛团更为分散,死亡细胞增多;D组较C组胰岛团完整,成活率更高。A、B、C、D组胰岛成活率分别为90.2%±9.1%、88.3%±5.9%、52.3%±12.1%、71.4%±11.5%,C、D组显著低于A、B组(P<0.05),D组显著高于C组(P<0.05)。D组BMSCs以1∶10和1∶20比例与胰岛缺氧再给氧共培养后,代谢活性显著高于C组(P<0.05)。A、B、C、D组胰岛凋亡率分别为27.1%±3.2%、24.0%±1.0%、64.3%±1.8%、46.2%±1.4%,C、D组显著高于A、B组(P<0.05),但D组显著低于C组(P<0.05)。各时间点A、B组SI比较差异均无统计学意义(P>0.05),C组显著低于A、B组(P<0.05),在24 h和72 h时D组显著高于C组(P<0.05)。结论 BMSCs对缺氧再给氧诱导的新生猪胰岛活性和功能损伤具有保护作用。     

体外Akt基因转染对骨髓间充质干细胞葡萄糖转运载体-4表达和易位的影响

目的探讨葡萄糖转运载体(GLUT)-4是否参与骨髓间充质干细胞(MSCs)的葡萄糖转运以及Akt基因转染提高MSCs耐缺氧能力是否与GLUT-4易位和表达有关。方法将经Akt基因转染和未转染的MSCs均行常氧(5%CO2)和缺氧(94%N2、1%O2和5%CO2)37℃孵育8 h。放射同位素法检测氚标-脱氧葡萄糖(3H-G)的摄取量,免疫细胞化学染色、Western blot和RT-PCR分别检测GLUT-4的蛋白质和mRNA表达。结果①缺氧转染组的3H-G摄取量是缺氧非转染组的(1.39±0.13)倍(P0.05),但仍低于常氧非转染组(P0.05)。②MSCs在常氧或缺氧、Akt基因转染或无转染的条件下均可表达GLUT-4蛋白。与常氧非转染组比较,缺氧非转染组GLUT-4 mRNA和蛋白的表达水平明显降低(P0.05)。③与缺氧非转染组比较,缺氧转染组的GLUT-4 mRNA〔(1.756±0.152)倍〕和蛋白〔细胞总GLUT-4蛋白(1.653±0.312)倍,细胞膜GLUT-4蛋白(2.041±0.258)倍〕的表达水平明显提高(P0.05),且GLUT-4蛋白易位明显;但与常氧非转染组比较,其GLUT-4 mRNA和蛋白的表达水平仍较低(P0.05)。④MSCs的3H-G摄取量与细胞膜中GLUT-4蛋白的表达呈正相关(r=0.415,P=0.001)。结论GLUT-4可能参与MSCs的葡萄糖转运,Akt基因提高MSCs耐缺氧能力可能与提高GLUT-4的表达和易位有关。     

猪TGF-β1基因重组慢病毒载体的构建及其在BMSCs中的表达

目的构建猪TGF-β1重组慢病毒表达载体,并转染BMSCs,为构建组织工程骨软骨提供TGF-β1修饰的BMSCs,作为持续、高效的种子细胞。方法将已获取的目的基因TGF-β1cDNA包装至慢病毒载体中,通过PCR及基因测序对阳性克隆进行鉴定,并测定病毒滴度。取2月龄巴马香猪(体重约15 kg)骨髓制备BMSCs,取第2～3代用于实验。用TGF-β1重组慢病毒载体以感染复数(multiplicity of infection,MOI)为10、50、70、100、150分别转染BMSCs,通过激光共聚焦显微镜观察,并以Western blot检测不同MOI值的转染效果,确定最佳MOI值。用TGF-β1重组慢病毒载体以最佳MOI值感染BMSCs作为实验组,以空载体转染的BMSCs(空载体组)及未转染的BMSCs(空白组)作为对照,通过RT-PCR、免疫细胞化学染色、ELISA等方法检测TGF-β1基因及蛋白在BMSCs中的表达情况,并检测Ⅱ型胶原表达情况。结果经PCR及基因测序鉴定TGF-β1重组慢病毒表达载体构建成功,并成功转染BMSCs,激光共聚焦显微镜下可观察到强绿色荧光;Western blot示MOI为70时转染效果最佳;RT-PCR示实验组TGF-β1基因的表达量明显高于空载体组及空白组,差异有统计学意义(P<0.05);免疫细胞化学染色示实验组TGF-β1蛋白及Ⅱ型胶原呈阳性表达,而空载体组及空白组呈弱阳性或阴性表达;ELISA示实验组TGF-β1蛋白至转染后21 d仍有较高表达。结论 TGF-β1重组慢病毒表达载体可成功转染BMSCs,TGF-β1蛋白可长期、稳定表达,促使BMSCs向成软骨细胞方向分化。     

右美托咪定激活Akt通路对缺氧复氧肾小管上皮细胞凋亡的影响

目的 观察右美托咪定对缺氧复氧诱导肾小管上皮细胞凋亡的作用,并探讨其作用机制。方法 将人肾小管上皮细胞分五组干预：对照组(C组),常氧环境中培养28 h;缺氧复氧组(HR组),低氧环境中培养24 h后常氧环境中培养4 h;右美托咪定处理组(D组),复制缺氧复氧模型前以右美托咪定处理2 h;Akt阻断剂Uprosertib处理组(U组),复制缺氧复氧模型前以Akt阻断剂Uprosertib处理1 h;右美托咪定复合Akt阻断剂Uprosertib处理组(DU组),复制缺氧复氧模型前先以Akt阻断剂Uprosertib处理1 h,再以右美托咪定处理2 h。采用Ellsa法检测细胞上清中TNF-ɑ、IL-6、IL-1β浓度,MTT法检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞凋亡率,Western blot法检测Bcl-2、Bax、caspase-3、caspase-9、p-Akt蛋白含量。结果 与C组比较,HR组、D组、U组和DU组TNF-ɑ、IL-6、IL-1β浓度、细胞凋亡率、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白含量明显升高(P<0.05),细胞存活率、Bcl-2、p-Akt蛋白含量明显降低(P<0.05)。与HR组比较,D组和DU组TNF-ɑ、IL-6、IL-1β浓度、细胞凋亡率、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白含量明显降低(P<0.05),细胞存活率、Bcl-2、p-Akt蛋白含量明显升高(P<0.05);U组TNF-ɑ、IL-6、IL-1β浓度、细胞凋亡率、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白含量明显升高(P<0.05),细胞存活率、Bcl-2、p-Akt蛋白含量明显降低(P<0.05)。与D组比较,U组和DU组TNF-ɑ、IL-6、IL-1β浓度、细胞凋亡率、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白含量明显升高(P<0.05),细胞存活率、Bcl-2、p-Akt蛋白含量明显降低(P<0.05)。与U组比较,DU组TNF-ɑ、IL-6、IL-1β浓度、细胞凋亡率、Bax、caspase-3、caspase-9蛋白含量明显降低(P<0.05),细胞存活率、Bcl-2、p-Akt蛋白含量明显升高(P<0.05)。结论 右美托咪定可通过激活Akt信号通路,抑制缺氧复氧造成的肾小管上皮细胞凋亡,发挥保护作用。     

Triton X-100对脂质体介导的BMP-2基因转染大鼠BMSCs的作用

目的探讨Triton X-100对脂质体介导的BMP-2基因转染大鼠BMSCs的作用。方法 8周龄Wistar大鼠1只,雄性,体质量120 g。取Wistar大鼠股骨、胫骨骨髓,采用贴壁培养法分离培养BMSCs并鉴定。取第3代BMSCs,采用MTT法筛选Triton X-100适宜浓度。实验分成3组,实验组:BMP-2+脂质体+0.010%Triton X-100+BMSCs,常规转染组:BMP-2+脂质体+BMSCs,空白对照组:BMSCs+血清培养基。转染后48 h,倒置荧光显微镜观察各组绿色荧光蛋白表达情况;转染后72 h,采用实时荧光定量PCR检测BMP-2 m RNA表达。结果 0.010%Triton X-100既能使BMSCs保持一定的活力,又可达到一定的作用效果,故确定其为适宜浓度。转染后48 h,倒置荧光显微镜下见实验组和常规转染组均有绿色荧光蛋白表达,空白对照组无绿色荧光蛋白表达。转染后72 h,实验组BMP-2 m RNA相对表达量为5.94±0.12,常规转染组为4.99±0.08,差异有统计学意义(t=360.28,P=0.02)。实验组转染效率较常规转染组平均提高了19%。结论 0.010%Triton X-100可以促进脂质体介导的BMP-2基因转染大鼠BMSCs,并提高其转染效率。     

红景天苷对大鼠BMSCs向胆碱能神经细胞分化的影响

目的探讨传统中药红景天苷诱导大鼠BMSCs向胆碱能神经细胞分化的作用及影响,以期为红景天苷应用于干细胞治疗神经系统疾病提供理论依据。方法取4～6周龄Wistar大鼠(体重约120 g)2只分离、培养BMSCs,并采用流式细胞仪鉴定。取第2代细胞,根据诱导方法不同将实验分为红景天苷诱导组(A组)、维甲酸诱导组(B组)和空白对照组(C组),A、B组BMSCs分别采用红景天苷(20μtg/mL)和维甲酸(5μmol/mL)诱导培养1、3、6、9 d,MTT法检测细胞增殖活力;细胞免疫荧光染色检测神经细胞相关标志分子神经元特异性烯醇化酶(neuron-specificenolase,NSE)、神经微管相关蛋白2(microtubule-associated protein 2,MAP2)、β-微管蛋白Ⅲ(β-TubulinⅢ)、神经胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、乙酰胆碱(Acetylcholine,Ach)及NGF的表达;RT-PCR检测NSE、β-TubulinⅢ、GFAP、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、脑源性神经生长因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)mRNA的表达;ELISA法测定培养液中BDNF和NGF含量;Western blot检测NGF蛋白表达水平。结果流式细胞仪检测显示,CD90和CD106阳性,CD34和CD45阴性,实验细胞为BMSCs。A、B组诱导培养6 d和9 d,细胞增殖活力较C组明显增强(P<0.05)。RT-PCR检测示,A组诱导培养6 d,NSE、BDNF、β-TubulinⅢ、GFAP mRNA表达丰度上调至峰值。B组诱导培养6 d,NSE mRNA表达丰度上调至峰值;1 d时BDNF mRNA表达丰度上调,6 d时达峰值;3 d时β-TubulinⅢmRNA表达丰度上调至峰值;1 d时GFAP mRNA表达丰度达峰值,与其余各时间点及C组比较差异均有统计学意义(P<0.01)。各组各时间点均未见GABA mRNA表达。细胞免疫荧光染色示,诱导培养3 d,A、B组NSE、MAP2、β-TubulinⅢ和GFAP阳性率与C组比较差异均有统计学意义(P<0.01);A、B组诱导培养3、6、9 d,Ach阳性率均高于诱导培养1 d时及C组阳性率(P<0.01);A、B组各时间点NGF阳性率均显著高于C组(P<0.01)。ELISA法检测显示,A、B组诱导培养1、3、6、9 d时,BDNF、NGF表达水平均较C组上调(P<0.01),各时间点A、B组间BDNF表达水平比较差异无统计学意义(P<0.01)。Western blot检测显示,A组诱导培养6 d、B组诱导培养3 d时NGF蛋白表达最高。结论红景天苷能定向诱导大鼠BMSCs分化为胆碱能神经细胞。     

缺氧诱导因子-1α过表达对骨髓间充质干细胞缺氧时生存能力的影响

目的 探讨缺氧诱导因子-1α(hypoxia induced factor-1α,HIF-1α)基因转染是否提高缺氧间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的耐缺氧能力以及这种能力是否与增加葡萄糖摄取有关.方法 将MSCS分为常氧非转染组(即对照组)、常氧转染组、缺氧非转染组和缺氧转染组,...     

BMSCs移植对大鼠脊髓损伤后VEGF基因和血管生成的影响

目的研究BMSCs移植对大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后运动功能恢复、VEGF基因表达和血管生成的影响,探讨BMSCs治疗SCI的机制。方法取5只4周龄Wistar雄性大鼠骨髓,分离培养BMSCs,取第3～4代细胞进行实验。取Wistar雌性成年大鼠87只,体重220～250 g,随机分为假手术组(A组,21只)、DMEM注射组(B组,33只)和BMSCs移植组(C组,33只)。A组仅咬除T8～10棘突和椎板;B、C组参照Nystrom方法制备T8～10 SCI模型,伤后30 min C组注射BMSCs(共3.0×105个),B组注射等量DMEM。于术后3、7、14、28 d采用Basso-Beattie-Bresnahan(BBB)评分法评价大鼠后肢运动功能;术后3、7、14、28 d应用Ⅷ因子免疫组织化学染色行微血管计数观测血管生成情况;术后1、3、5 d应用RT-PCR法检测损伤脊髓组织内VEGF mRNA的表达。结果术后各时间点B、C组大鼠后肢功能随时间延长均有不同程度恢复,各时间点BBB评分与A组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。术后28 d,C组BBB评分显著高于B组(P<0.05),其余时间点B、C组比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后3 d,B、C组损伤周围区脊髓灰质腹侧角内微血管数目明显少于A组(P<0.05);术后7、14、28 d与A组比较差异无统计学意义(P>0.05)。C组术后3、7 d脊髓灰质腹侧角内微血管数目与B组比较差异无统计学意义(P>0.05);但术后14、28 d显著高于B组(P<0.05)。各组术后各时间点损伤周围区脊髓白质内的微血管数目比较差异均无统计学意义(P>0.05)。RT-PCR检测示,A组大鼠脊髓组织内VEGF mRNA表达水平较低。B、C组与A组相比,于术后1 d开始VEGF mRNA表达增加,3 d时表达达峰值,5 d时表达下降但仍高于A组,各时间点与A组比较差异均有统计学意义(P<0.05);C组各时间点均高于B组(P<0.05)。结论 BMSCs可能通过上调VEGF基因表达和增加脊髓内新生血管而促进大鼠SCI后运动功能恢复。     

缺氧诱导乳鼠脊髓神经元HIF-1α表达和凋亡的体外实验研究

目的 研究缺氧诱导脊髓神经元低氧诱导因子-1α（HIF-1α）表达和凋亡的变化，探讨HIF-1α在耐受缺氧和诱导凋亡机制中的作用。方法 以体外培养的乳鼠脊髓神经元细胞为研究对象。采用激光共聚焦显微镜（LCSM）、DNA琼脂糖凝胶电泳观察缺氧诱导脊髓神经元凋亡的变化；免疫组化检测HIF-1α在缺氧脊髓神经元中的表达；流式细胞术（FCM）检测缺氧对脊髓神经元P53、bcl-2蛋白水平表达的影响。结果 持续缺氧显著抑制脊髓神经元细胞的生长；荧光显微镜下可见脊髓神经元细胞呈典型凋亡的形态学改变。脊髓神经元缺氧2、4h时HIF-1α、P53、bcl-2表达上调（P〈0．01），8h时其表达下调（P〈0．05）。结论 缺氧诱导的HIF-1α的表达，在脊髓神经元的耐受缺氧和诱导凋亡机制中起着重要的作用。     

降钙素基因相关肽促进大鼠BMSCs迁移及VEGF的表达

目的观察外源性降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)在大鼠BMSCs迁移中的作用及对VEGF、血管黏附分子1(vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1)表达的影响,探讨CGRP通过BMSCs促进血管生成的作用机制。方法全骨髓法分离、培养SD大鼠BMSCs,采用Western blot法于传代培养1、2、3周时检测BMSCs中CGRP受体(CGRP receptor,CGRPR)蛋白的表达。使用浓度为1×10-8 mol/L的CGRP作用于BMSCs作为实验组,单纯BMSCs作为对照组,在培养72 h时采用细胞趋化实验检测CGRP对BMSCs迁移的影响;在培养1、3、5、7 d采用实时荧光定量PCR检测CGRP作用后VCAM-1 mRNA的表达变化,采用免疫细胞化学染色、Western blot法检测CGRP作用后VEGF的表达变化。结果 Western blot检测示BMSCs稳定表达CGRPR,2周时表达最高。细胞趋化实验显示,实验组CGRP刺激后穿膜迁移细胞数(3.20±1.77)个/HP,较对照组(1.11±0.49)个/HP明显增多(t=4.230,P=0.001)。实时荧光定量PCR检测示,实验组VCAM-1 mRNA表达随时间延长逐渐增加,7 d时最高;实验组3、5、7 d的VCAM-1 mRNA表达量与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。免疫细胞化学染色示,培养1、3 d两组均无阳性染色;培养5、7 d实验组VEGF染色呈阳性,对照组无阳性染色。Western blot检测示,培养1、3 d两组均未检测到VEGF蛋白表达;培养5、7 d实验组VEGF蛋白表达量均明显高于对照组(P<0.05);实验组5 d的VEGF蛋白表达量明显高于7 d(P<0.05)。结论 CGRP能促进BMSCs迁移及VEGF表达,这可能是CGRP调节骨内部血流变化而影响骨代谢的机制之一。