纤维蛋白凝胶种植技术在组织工程软骨体外构建中的应用

目的探讨纤维蛋白凝胶种植技术应用于体外构建组织工程软骨,从而改善目前常规构建技术的缺陷。方法首先采用逆转录病毒pLEGFP-N1对人间充质干细胞进行荧光蛋白标记,然后分别应用纤维蛋白凝胶种植技术(A组)和沉淀种植技术(B组),体外构建细胞-材料复合体,通过倒置荧光显微镜和扫描电镜等观测种子细胞在支架材料内的分布与数量。结果逆转录病毒载体pLEGFP-N1成功标记间充质干细胞,并应用于工程化组织体外构建的示踪;A组细胞在材料内分布更均匀、数量更多,构建第2天细胞数量为(3·53±0·18)×106/个复合体,而B组细胞为(0·88±0·13)×106/个复合体,两组数据差异非常显著(P<0·01)。结论纤维蛋白凝胶种植技术简单易行,可以改善种子细胞在软骨支架材料内的分布,并提高细胞密度,为体外高效构建组织工程软骨创造了条件。     

应用荧光蛋白示踪组织工程骨体外构建的实验研究

目的应用荧光蛋白标记技术对组织工程骨体外构建过程进行细胞示踪。方法采用逆转录病毒pLEGFP-N1对种子细胞进行荧光蛋白标记,以羟基磷灰石为支架材料,体外构建细胞-材料复合体,测定细胞的粘附率。通过倒置荧光显微镜,定期观察种子细胞在支架材料内的分布。结果逆转录病毒载体pLEGFP-N1成功标记人骨髓基质干细胞(BMSCs),并对组织工程骨的体外构建和4周的体外培养进行了良好示踪;标记细胞的粘附率为(90.3±2.1)%,无标记处理细胞的粘附率为(92.0±1.5)%,两组数据差异无显著性意义(P=0.236)。结论采用逆转录病毒介导方式对种子细胞进行荧光蛋白标记后,细胞在材料内仍维持较高的粘附能力,这有利于对体外构建和长期培养组织工程骨时进行种子细胞示踪。     

不同荧光蛋白标记技术对兔骨髓基质干细胞体外增殖的影响

目的探讨不同荧光蛋白标记方法对兔骨髓基质干细胞体外增殖能力的影响。方法从兔骨髓中分离培养骨髓基质干细胞,分别采用逆转录病毒和质粒转染两种方式进行增强型绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白标记,G418筛选培养3周后,测定细胞生长曲线和贴壁率的变化。结果逆转录病毒载体pLEGFP-N1、真核表达载体pDsRed2-C1均可以成功标记骨髓基质干细胞,G418筛选培养后,细胞表达明显的荧光蛋白,其阳性率增加。pLEGFP-N1标记组细胞倍增时间为(34.9±1.2)h,pDsRed2-C1组为(36.1±1.4)h,未标记组为(33.8±0.5)h,3组数据间无统计学差异(P>0.05)。结论荧光蛋白标记对骨髓基质干细胞体外增殖无明显影响,合理应用不同荧光蛋白及其表达载体将成为深入研究组织工程种子细胞的有力工具。     

小口径组织工程血管体外构建的研究

目的 探讨间充质干细胞体外构建组织工程血管的可行性.方法 将体外培养扩增的犬骨髓间充质干细胞(MSCs)定向分化为平滑肌样细胞和内皮样细胞,接种于ε-己内酯/L-丙交酯(PCLA)支架上,将其置于生物反应器内,在搏动性力学(100±20/55±20)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)刺激条件下培养.3 d后行血管组织学检测.结果 血管支架拉伸强度6.1 MPa;骨髓间充质干细胞成功定向分化为平滑肌样细胞和内皮样细胞;血管腔内表面完全为细胞覆盖,表面的细胞沿液体流动的方向分布;种植的部分细胞已经渗透入血管壁内.结论 骨髓间充质干细胞可作为种子细胞,与PCLA支架在生物反应器内构建组织工程血管.     

增强型绿色荧光蛋白标记技术对骨折后骨髓间充质干细胞的迁移示踪

目的采用增强型绿色荧光蛋白(enhancedgreenfluorescentprotein,EGFP)标记技术,对外源性骨髓间充质干细胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)迁移至骨折区域进行示踪,为骨修复中干细胞作用机制的研究创造条件。方法EGFP标记日本大耳白兔MSCs,部分标记细胞经成骨诱导培养后检测其细胞表型。另取日本大耳白兔18只制成双侧尺骨骨折模型,随机分为实验组与对照组,每组9只,分别于术前24h、术后1和24h,将扩增的标记MSCs和未标记MSCs以1×107个/kg剂量分别注入实验组和对照组的耳缘静脉;术后48h处死动物,取左侧尺骨断端组织行冰冻切片、荧光显微镜观察,右侧样本组织固定后行石蜡切片、HE染色、光镜观察。结果MSCs培养后分化及表型良好,标记MSCs仍具有较快的增殖能力,经成骨诱导培养后,可表达碱性磷酸酶,并具有钙结节形成能力;兔体内实验术后48h动物均存活,HE染色见骨折断端为血肿组织。术前24h、术后1和24h静脉注入标记细胞后均可在骨断端组织中观察到EGFP阳性细胞,而对照组则未见EGFP阳性细胞。结论兔MSCs经EGFP标记后仍然具有成骨细胞诱导能力;EGFP示踪技术提示,静脉途径给予标记的MSCs可以迁移聚集到骨折区域的血肿组织内。     

骨髓间充质干细胞及在软骨组织工程中的研究进展

间充质干细胞 (ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ,ＭＳＣｓ)是指能在适宜的条件下分化再生骨、软骨、肌肉、韧带、肌腱、脂肪、骨髓基质等间充质组织的一类细胞 ,具有典型的干细胞特点 ,终身存在于骨髓和其他组织器官中 ,负责组织的修复和更新〔1,2〕。它们具有多向分化潜能和强大的增殖能力 ,并且易于从骨髓中分离及体外扩增纯化 ;因此 ,近年来在组织工程领域倍受重视 ,得到广泛研究。笔者仅就骨髓间充质干细胞的生物学特性及其在软骨组织工程中的研究进展作一综述。1　骨髓间充质干细胞的主要生物学特性　　骨髓中只含有少量间充…     

不同比例软骨细胞与间充质干细胞对构建组织工程软骨的影响

目的以不同比例将大鼠软骨细胞及骨髓间充质干细胞（bonemarrowstromalceu,BMSCs）依次体外及体内混合培养,探讨二者构建组织工程软骨的最佳比例。方法分别取1个月及1d龄SD大鼠的BMSCs及关节软骨,原代软骨细胞与第2代BMSCs混合比例为全软骨细胞组、3：1、1：1、1：3、全BMSCs组,共五组。以终浓度4×10^7／mI．种于聚乳酸一聚羟基乙酸支架上,体外培养4周后,植入裸鼠皮下继续培养,8周后对标本进行大体观察、组织学切片、Ⅱ型胶原免疫荧光染色及检测氨基糖胺多糖的含量。结果软骨细胞与BMSCs混合比例3：1组较其他各组所构建出的组织工程软骨体积大,厚度厚,有光泽;组织染色见软骨细胞增殖较旺盛,被大量细胞外基质包围,分布均匀,并可见软骨陷窝;Ⅱ型胶原免疫荧光染色见细胞内和细胞外基质发出的红色荧光较明亮;3：1组的组织块氨基糖胺多糖含量（470．38±29．78）μg高于其他各组（P〈O．05）。结论软骨细胞与BMSCs混合培养有助于节省软骨细胞,二者混合浓度比例以3：1最好。     

间充质干细胞的研究进展及其在软骨组织工程中的应用

组织工程研究中,种子细胞、生长因子以及组织工程支架是三大要素.理想的种子细胞应具备:取材容易,对机体损伤小,体外培养时增殖力强、易稳定表达软骨细胞表型,植入体内后能耐受机体免疫,且无致瘤性等特点.间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)不仅具有以上优点,还具有自我复制、多向分化、抗炎作用和营养作用等特性.因此,MSCs是软骨组织工程中理想的种子细胞.研究MSCs在软骨组织工程中的应用有着重要的意义.     

间充质干细胞在软骨组织工程中的应用

间充质干细胞具有高度自我更新能力,能够分化为各种类型的细胞.近20年间充质细胞在软骨组织工程中得到应用,动物实验显示了良好的软骨修复潜能,成为软骨组织工程的理想的细胞来源.组织工程和干细胞技术已经确定为对软骨缺损有效的治疗方法,间充质干细胞有望在软骨组织工程中得到更广泛的应用.本文对间充质干细胞的特性和在组织工程中的应用进行了综述.     

动态监测组织工程软骨的体外构建及三维静态培养

目的采用荧光蛋白标记技术,对组织工程软骨的体外构建及三维静态培养进行连续观测,从而确定适宜的体外培养时间。方法将人间充质干细胞进行荧光蛋白标记,以2×107个/ml的细胞密度与可吸收性软骨支架材料在体外构建细胞材料复合体,再进行三维静态培养,通过倒置荧光显微镜对于接种后4d、1、2、3和4周的培养物,分别进行荧光强度观察和细胞数量分析。结果逆转录病毒载体pLEGFPN1成功标记种子细胞;采用沉淀法构建细胞材料复合体时,容易出现细胞在材料内分布不均匀的缺陷;连续培养复合体时其整体荧光强度会逐渐降低,单个复合体内的细胞数量在4d时为(1.90±0.12)×106,到第4周时降至(0.70±0.06)×106,差异有统计学意义(P<0.01)。结论体外静态培养组织工程软骨在4～7d时其中的细胞数量最高,适时翻转培养物有助于稳定细胞数量。     

软骨细胞和骨髓间质干细胞混合培养构建组织工程软骨的实验研究

目的 探讨软骨细胞和骨髓间质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)混合培养对构建组织工程软骨的影响,并确定两者的最佳比例.方法 体外分离培养兔(1月龄)关节软骨细胞和BMSCs,按不同比例(软骨细胞和BMSCs的浓度比为:4:1、2:1、1:1、1:2、1:4及单纯软骨细胞)混合培养一代.以4×107/ml的细胞终浓度接种40μl于聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA:4mm×4mm×2mm),静态培养2 d,然后移至周期性压力场(压力0～200 kPa,频率:0.1 Hz,时间:8 h/d)培养3周.收获组织工程软骨行大体观察,组织切片,定量检测糖胺聚糖(glyeosaminoglycans,GAGs)含量、DNA含量及Ⅱ型胶原染色面积.结果 软骨细胞和BMSCs混合培养组与单纯软骨细胞组相比,体积较大,表面光滑,有弹性,有光泽.组织学检查显示混合培养组结构致密,细胞外基质分布更均匀,其中软骨细胞和BMSCs的浓度比为2:1组可见软骨陷窝.混合培养组的Ⅱ型胶原染色面积、GAGs含量、DNA含量高于单纯软骨细胞组,其中软骨细胞和BMSCs的浓度比为2:1组含量最高,与其他比例混合组比较,差异有统计学意义.结论 软骨细胞和BMSCs混合培养能提高组织工程软骨的质量,其中以软骨细胞和BMSCs的浓度比为2:1最佳.     

自体骨髓间质干细胞外基质支架在体外软骨组织工程中的应用

 目的 探讨利用自体骨髓间质干细胞外基质(autologous bone marrow mesenchymal stem cell-derived extracellular matrix,aBMSC-dECM)支架体外制备组织工程软骨的可行性。方法 取2周龄新西兰大白兔5只,分离、培养骨髓间质干细胞,原代培养4周,收集其分泌的细胞外基质,制备aBMSC-dECM支架。对支架行扫描电镜和HE染色观察。分离培养自体软骨细胞,植入支架内,48 h后对细胞-支架复合物行Live-Dead染色。分别于种植后1、2、4和6周对细胞-支架复合物(组织工程软骨)进行大体观察、体积测量、HE染色、Safranin-O染色、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色、Real-Time PCR检测和抗压强度测试。对照为atelocollagen支架。结果 aBMSC-dECM支架呈三维多孔状海绵样结构,孔隙分布均匀,连通性较好,孔径(304.4±108.2) ?滋m,孔隙率93.3%±4.5%。与atelocollagen支架组比较,aBMSC-dECM支架组组织工程软骨呈乳白色,表面光滑有弹性,随观察时间延长体积逐渐增大,软骨细胞数量、蛋白聚糖和Ⅱ型胶原含量逐渐增多,Ⅱ型胶原及Aggrecan的mRNA持续高表达,抗压强度持续增高。结论 aBMSC-dECM支架有利于维持软骨细胞活性和生物学功能,促进组织工程软骨形成。     

体外培养对骨髓间充质干细胞凋亡的影响

目的 :研究成人骨髓间充质干细胞在体外培养条件下 ,传代次数与细胞凋亡的关系。方法 :采用An nexinV/PI双染色法 ,在流式细胞仪上检测不同传代数的成人骨髓间充质干细胞的凋亡情况。结果 :传代次数越多 ,骨髓间充质干细胞的凋亡率及死亡率越高 ,存活的正常细胞越少。结论 :第 4代以内的细胞增殖能力强 ,凋亡率低 ,适宜于组织工程研究     

组织工程化软骨修复兔骺板损伤的实验研究

目的　探讨组织工程化软骨细胞 生物载体复合物修复兔骺板损伤的可行性。方法于 8周龄兔胫骨上端骺板缺损模型中 ,A、B、C三组分别植入组织工程化软骨、单纯外消旋聚乳酸(PDLLA)、空白对照 ,术后 4、8、16周时对双下肢行X线摄片、组织学检查。结果　 4、8、16周时双侧胫骨长度、胫骨角之差A组与B、C组相比 ,短缩与成角畸形轻 ,差异有统计学意义 (P <0 .0 1) ,组织学显示缺损区呈薄层骺软骨细胞样结构 ;B、C两组间差异无统计学意义 (P >0 .0 5 )。结论　骨髓间充质干细胞 (MSCs)可定向诱导分化为软骨细胞 ;组织工程化软骨细胞植入可减轻骺板损伤后肢体短缩与成角畸形。     

脂肪来源细胞体外构建组织工程软骨的初步探索

目的 探讨脂肪来源细胞(adipose-derived cells,ADCs)在体外构建特定形态软骨的可行性.方法 脂肪组织由整形外科吸脂术获得.酶消化法分离抽吸物中细胞,体外扩增.以第3代细胞接种PLGA生物支架,在成软骨培养基中体外诱导4周,大体观察、组织学检测构建组织的成软骨能力.结果 大体观察见诱导组能维持圆柱形态.非诱导组失去原有形态,单纯支架组完全塌陷.组织学上诱导组局部检测到软骨陷窝包埋于嗜碱性基质中,Massens's染色和Safranin'O染色示胶原、蛋白多糖呈阳性,免疫组织化学染色示Ⅱ型胶原轻度阳性;非诱导组呈典型的疏松结缔组织结构,组织学特殊染色均呈阴性.结论 脂肪来源细胞虽为多种细胞混合群体,但作为构建特定形态软骨的种子细胞,具有可行性.     

大鼠骨髓间充质干细胞与神经生长因子的体外构建的实验研究

目的探讨骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的体外构建表达神经生长因子(nerve growth factor,NGF)的能力,同时使MSCs被绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)稳定标记,通过病毒载体将NGF和GFP基因高效转染到MSCs中。方法取2月龄100～150 g Wistar大鼠,全骨髓法分离培养纯化大鼠MSCs,利用携带人NGFβ基因的修复缺陷性重组腺病毒(Ad- hNGFβ)和携带GFP基因的复制缺陷性逆转录病毒(Rt-GFP)转染MSCs,荧光显微镜观察GFP阳性的MSCs,免疫细胞化学和Western-blot检测hNGFβ的表达。结果Rt-GFP转染后,80%～90%MSCs可激发出明亮的绿色荧光,且荧光不随培养时间延长和传代次数增加而衰减。Ad-hNGFβ的转染MSCs中hNGFβ阳性率(90．17±2．14)显著高于阴性对照组(2．17±0．75)和空白对照组(1．83±0．98,P＜0．01),转染后MSCs中NGFβ表达量(188．67±8．71)显著高于阴性对照组(25．67±4．08)和空白对照组(27．50±3．33,P＜0．01)。结论大鼠间充质干细胞的体外构建中Ad-hNGFβ可以高效转染MSCs,实现NGF在MSCs中高效表达,Rt-GFP可以使MSCs获得长效标记。