兔纤维环细胞复合KLD-12多肽纳米纤维凝胶体外三维培养的实验研究

目的探讨兔纤维环细胞复合KLD-12多肽纳米纤维凝胶体外培养的可能性,寻找修复椎间盘退变的理想种子细胞和支架。方法胰蛋白酶消化法提取6月龄新西兰大白兔纤维环细胞,培养至第3代,复合于KLD-12多肽制备KLD-12多肽/纤维环细胞凝胶。倒置显微镜观察凝胶内细胞形态变化;细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测细胞增殖活性;钙黄绿素(Calcein-AM)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)双荧光染色观察凝胶内活、死细胞,计算活细胞比率;阿尔新蓝法检测培养基中糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)含量;免疫荧光染色观察Ⅱ型胶原分泌情况;实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,RT-q PCR)检测纤维环细胞Ⅱ型胶原及蛋白聚糖(Aggrecan)基因表达情况。结果复合于凝胶中的纤维环细胞呈圆形,少部分在凝胶边缘处贴壁的细胞呈多角形。CCK-8结果显示,细胞增殖活性随培养时间延长呈增加趋势,培养14 d活性显著高于其余各时间点(P0.05),且各时间点活性均显著高于空白凝胶对照组(P0.05)。Calcein-AM/PI双荧光染色观察示,培养5、14 d凝胶内细胞活细胞比率分别89.32%±8.58%和97.81%±1.09%,比较差异无统计学意义(t=—1.962,P=0.097)。GAG检测示,细胞中GAG含量随培养时间延长逐渐增加,8 d达峰值,之后逐渐下降;培养5、8、11 d时GAG含量显著高于2、14 d时(P0.05)。免疫荧光染色示细胞中Ⅱ型胶原正常分泌。RT-q PCR检测示,培养5、14 d凝胶内纤维环细胞均可见Ⅱ型胶原和Aggrecan基因表达,14 d时基因相对表达量均显著高于5 d时(P0.05)。结论纤维环细胞能够在KLD-12多肽纳米纤维凝胶中正常生长增殖,主要细胞外基质成分可正常表达,细胞生物活性良好。     

细粒棘球绦虫原头节促进BMSCs纤维化的实验研究

目的探讨细粒棘球绦虫原头节对BMSCs向成纤维细胞分化的影响。方法取4周龄C57BL/6小鼠股骨骨髓,利用贴壁培养法分离培养BMSCs;从感染细粒棘球蚴的羊肝中提取细粒棘球绦虫原头节。实验分为2组,实验组取第3代BMSCs和细粒棘球绦虫原头节共培养,对照组为单纯第3代BMSCs。共培养前后倒置显微镜观察BMSCs形态;培养1、3、5、7 d,采用实时荧光定量PCR检测两组BMSCs中TGF-β_1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原基因表达,Western blot检测两组BMSCs中TGF-β_1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、Smad7和磷酸化Smad2/3蛋白表达,ELISA检测两组上清中Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原蛋白含量。结果细粒棘球绦虫原头节与BMSCs共培养7 d后观察到BMSCs形态发生改变,变成梭形和不规则三角形,更接近单独培养的小鼠成纤维细胞。培养1、3、5、7 d,实时荧光定量PCR检测示,实验组TGF-β_1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA相对表达量均显著高于对照组;Western blot检测示,实验组TGF-β_1、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、磷酸化Smad2/3蛋白相对表达量均显著高于对照组,Smad7蛋白相对表达量显著低于对照组;ELISA检测示,实验组上清中Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原蛋白含量均显著高于对照组。上述指标两组间比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论细粒棘球绦虫原头节可能通过TGF-β_1/Smad信号通路,促进BMSCs分泌Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原和TGF-β_1,进而促进BMSCs纤维化。     

骨形态发生蛋白2和富血小板血浆凝胶对兔骨髓间充质干细胞体外成软骨分化的影响

目的观察富血小板血浆(PRP)凝胶及腺病毒介导的骨形态发生蛋白2(BMP-2)基因转染对兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)体外成软骨分化的影响。方法取新西兰大白兔骨髓培养BMSCs,抽取静脉血制备PRP,以Ad-GFP-hBMP-2(BMP-2-BMSCs组)及Ad-GFP(对照组)转染的BMSCs分别与PRP凝胶复合,继续培养。用扫描电镜、MTT检测PRP凝胶的生物相容性,RT-PCR检测各组的Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅹ型胶原、蛋白聚糖、SOX-9表达。结果扫描电镜及MTT检测证实PRP凝胶具有良好的生物相容性。RT-PCR分析表明,单层培养的BMP-2-BMSCs组的Ⅱ型胶原、蛋白聚糖和SOX-9的表达水平均高于对照组(P0.05),但Ⅰ型胶原表达水平较对照组明显下降(P0.05),同时Ⅹ型胶原表达水平与对照组相比差异无统计学意义(P0.05);与PRP复合后,BMP-2-BMSCs组的Ⅱ型胶原、蛋白聚糖和SOX-9表达水平较对照组升高(P0.05),而Ⅰ型胶原和Ⅹ型胶原表达水平与对照组比较差异无统计学意义(P0.05)。结论转染BMP-2的BMSCs在PRP凝胶中生长良好,BMP-2基因转染能促进BMSCs的体外成软骨分化。     

胶原凝胶构建神经组织工程支架的实验研究

目的研究胶原凝胶支架对大鼠BMSCs增殖和分化的影响,探讨其作为神经组织工程支架的可行性。方法利用Ⅰ型胶原制备胶原凝胶支架。采用密度梯度离心法分离培养大鼠BMSCs,取第5代细胞制备胶原凝胶-BMSCs复合体。采用扫描电镜、HE染色观察胶原凝胶支架的形态结构及复合培养后细胞形态;MTT检测该支架对BMSCs增殖的影响。取绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)阳性(GFP~+)BMSCs于胶原凝胶支架中培养24 h,通过激光共聚焦显微镜及活细胞工作站观察细胞生长及与材料的黏附情况。结果激光共聚焦显微镜及活细胞工作站观察示,GFP~+BMSCs均匀分布于胶原凝胶支架内,大部分GFP~+BMSCs呈梭形,部分细胞伸出突起,部分细胞间形成连接,提示BMSCs在三维空间中生长良好。扫描电镜示胶原凝胶支架为多孔纤维网状结构,BMSCs可黏附于该支架材料上,细胞形态良好。MTT检测示,BMSCs于胶原凝胶支架中培养后3、5、7 d的吸光度(A)值均高于单纯BMSCs培养,其中5、7 d时组间差异有统计学意义(t=4.472,P=0.011;t=4.819,P=0.009)。HE染色示,胶原凝胶支架呈均质淡粉染细丝样物质。BMSCs在胶原凝胶内培养24 h后均匀分布其中;7 d时BMSCs形态多样,部分细胞伸出细长突起,具有体外培养的神经元样形态。结论胶原凝胶支架制备简便,具有良好的生物相容性,可作为神经组织工程支架材料。     

BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统复合羟基磷灰石/二氧化锆泡沫陶瓷与诱导多能干细胞来源MSCs的体外研究

目的构建BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统,与诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)来源MSCs复合种植至羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/二氧化锆(zirconium dioxide,ZrO2)生物多孔泡沫陶瓷材料,体外共培养,探索缓释系统对iPS-MSCs成骨分化的作用。方法运用油包水相溶液制备BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶微球,检测微球的药物包封率、载药率和体外缓释速率。建立HA/ZrO2多孔生物泡沫陶瓷材料复合iPS-MSCs及BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统共培养体系,作为实验组;以未复合BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统的细胞-支架复合物作为对照组。两组培养3、7、10、14 d,检测细胞的ALP分泌量,RT-PCR检测核心结合因子α1(core binding factorα1,Cbfa1)、Ⅰ型胶原和锌指结构转录因子(Osterix,OSX)基因表达水平;培养14 d时行免疫组织化学染色观察Ⅰ型胶原表达,并通过扫描电镜观察细胞爬行及黏附状态。结果 BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统具有较好的药物包封率及载药率,可延长BMP-2的活性时间。共培养体系体外培养各时间点实验组ALP分泌量及Cbfa1、Ⅰ型胶原、OSX基因相对表达量均显著高于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。免疫组织化学染色观察示,实验组荧光数量明显多于对照组,即Ⅰ型胶原表达水平高于对照组;细胞能较均匀地分布于材料上,细胞形态良好。扫描电镜观察示缓释系统能较好地黏附于细胞之间。结论 iPS-MSCs具有促成骨分化能力,在BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统作用下其促成骨能力显著增强。iPS-MSCs与缓释系统结合后能良好黏附于材料上,且细胞活性较好。     

荧光微球体外标记大鼠BMSCs的初步研究

目的通过检测荧光微球655(quantum dot655,QD655)标记SD大鼠BMSCs的体外细胞毒性、细胞增殖、细胞贴附性以及标记率,探讨QD655标记BMSCs及其示踪的可行性。方法收集2周龄健康SD大鼠股骨和胫骨骨髓,贴壁培养BMSCs。取第3代BMSCs采用QD655标记作为实验组,以未标记BMSCs作为对照组,采用锥虫蓝拒染法检测细胞存活率,MTT法观察QD655对细胞增殖性的影响;取实验组BMSCs向成骨诱导分化培养2周,采用茜素红、ALP染色定性鉴定细胞成骨分化能力,实时荧光定量PCR鉴定标记对细胞成骨分化的影响;分别在标记后即刻、1、2、4、6周采用荧光显微镜动态检测实验组BMSCs阳性标记率;扫描电镜观察实验组细胞在胶原/生物活性玻璃复合材料上的贴附性。结果实验组与对照组细胞存活率均90%,比较差异无统计学意义(P0.05);培养1、3、5、7、9d,两组细胞增殖率比较差异均无统计学意义(P0.05)。实验组BMSCs经成骨诱导分化2周后,茜素红及ALP染色均呈阳性,实时荧光定量PCR检测实验组BMSCs的骨桥蛋白、骨钙素、Ⅰ型胶原、ALP、BMP-2 mRNA较对照组成倍数高表达。实验组BMSCs标记后即刻阳性标记率达96.50%±1.59%,随着标记时间延长标记率下降,标记后1、2、4、6周标记率分别为93.30%±1.51%、72.40%±2.90%、40.10%±3.60%、10.00%±1.70%,对照组各时间点阳性标记率均为0。扫描电镜观察示实验组标记后细胞和材料贴附良好。结论 QD655对大鼠BMSCs标记时间长,标记率及安全性高,是一种良好标记物。     

长时间不同强度负压对兔BMSCs成骨分化及增殖的影响研究

目的探讨长时间不同强度负压对兔BMSCs成骨分化及增殖的影响。方法取4~6月龄新西兰大白兔股骨骨髓,采用密度梯度离心法分离培养BMSCs,并行流式细胞术及成骨诱导鉴定。取第3代细胞采用成骨诱导培养基诱导培养,并加载不同强度负压,分别为0、75、150 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)(对照组、低负压组、高负压组);负压时间为30 min/h。倒置显微镜下观察细胞生长状态,绘制细胞生长曲线;诱导3、7、14d采用ELISA法检测细胞ALP活性,14d采用实时荧光定量PCR及Western blot检测各组Ⅰ型胶原、骨钙素(osteocalcin,OC)基因及蛋白表达。结果经流式细胞仪及成骨诱导鉴定所培养细胞为BMSCs;第3代BMSCs为典型的长梭形和不规则形。诱导4d,高负压组细胞显著少于对照组及低负压组(P0.05),低负压组与对照组比较差异无统计学意义(P0.05);5~7d 3组间细胞数比较差异均有统计学意义(P0.05),负压越大细胞增殖受抑制越明显。ALP活性检测示,诱导3d各组间比较差异无统计学意义(P0.05);7d,仅高负压组与对照组比较差异有统计学意义(P0.05);14d,3组间比较差异均有统计学意义(P0.05),负压越大ALP活性越高。实时荧光定量PCR及Western blot检测示,低负压组及高负压组Ⅰ型胶原和OC m RNA及蛋白表达量均显著高于对照组,高负压组高于低负压组,比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论随负压增高,兔BMSCs成骨能力逐渐增强,而细胞增殖能力逐渐受抑制。     

体外负压培养对骨髓间充质干细胞成骨活性的影响

目的：探讨体外负压培养对骨髓间充质干细胞（bone marrow derived stroma cells,BMSCs）成骨活性的影响。方法：取第3代BMSCs分为实验组和对照组,实验组进行间歇性负压培养,设置压力为17kPa,每次30min,每日4次,干预2周;对照组于普通CO2培养箱中常规培养。倒置显微镜下观察细胞形态,检测ALP活性,免疫组织化学检测Ⅰ型胶原的表达,RT-PCR检测2周后以及终止负压后1、2、3d骨保护素（osteoprotegerin,OPG）mRNA和骨保护素配体（osteoprotegerin ligand,OPGL）mRNA表达水平。结果：诱导2周后,BMSCs呈现出显著的成骨细胞特性,与对照组比较,ALP活性显著增加,Ⅰ型胶原表达阳性,实验组细胞OPG mRNA表达水平显著提高,OPGL mRNA表达水平显著降低,且差异均有统计学意义（P〈0.05）。负压终止后3d,两组细胞OPG mRNA和OPGL mRNA表达水平差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：体外负压培养可以提高BMSCs成骨活性。     

脊索细胞培养基促进BMSCs增殖分化的研究

目的为研究椎间盘组织工程种子细胞,观察脊索细胞培养基对BMSCs增殖分化的影响。方法取4周龄日本大耳白兔胸腰段椎间盘分离培养脊索细胞,取双侧股骨分离培养BMSCs,用含15%FBS的DMEM/F12培养基培养脊索细胞,5 d后制备脊索细胞培养基。实验分为两组,实验组BMSCs中加入脊索细胞培养基培养,对照组BMSCs中加入含15%FBS的DMEM/F12培养基培养。使用细胞活力细胞毒性检测检测细胞增殖情况,采用免疫荧光及实时荧光定量PCR检测BMSCs蛋白多糖及Ⅱ型胶原表达情况。结果成功分离脊索细胞及BMSCs。细胞增殖检测示,培养5、7、9、14 d,实验组细胞数量明显多于对照组(P<0.05)。免疫荧光检测示对照组培养7、14 d细胞内均无或者有较少Ⅱ型胶原及蛋白多糖表达,实验组二者均有较多表达,且培养14 d时表达明显多于7 d。实时荧光定量PCR检测示,培养7、14 d实验组蛋白多糖和Ⅱ型胶原mRNA表达均显著高于对照组(P<0.05);实验组14 d蛋白多糖和Ⅱ型胶原mRNA表达显著高于7 d(P<0.05)。结论脊索细胞培养基可促进BMSCs增殖,并诱导BMSCs向类软骨细胞分化,为脊索细胞和BMSCs作为种子细胞治疗椎间盘退变提供了依据。     

体外诱导小鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化相关基因表达的研究

目的体外培养小鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)诱导分化为成骨细胞,定量分析其骨生成关键标志基因的表达水平。方法体外培养小鼠BMSCs 7、14、21 d,提取细胞总RNA,采用实时荧光定量RT-PCR方法检测Ⅰ型胶原、碱性磷酸酶(ALP)、骨桥蛋白(OPIN)和骨唾液酸蛋白(BSP)基因的表达水平。结果小鼠BMSCs体外稳定增殖和分化,Ⅰ型胶原培养14 d和21 d mRNA水平分别是培养7 d时的0．75±0．04倍和(0．34±0．03)倍;ALP、OPN和BSP基因表达水平随着培养时间延长而上升,其中培养21 d时的ALP、OPN和BSP mRNA水平分别是培养7 d时的(19．70±2．36)倍、(150．12±9．31)倍和(7．73±0．58)倍。结论荧光定量RT-PCR可以灵敏地检测成骨细胞关键标志基因表达水平,随着培养时间延长,Ⅰ型胶原的表达水平逐渐下降,而ALP、OPN和BSP的表达水平显著上升。     

纳米羟基磷灰石/甲基丙烯酸2-羟基乙酯人工骨支架的制备及其功能评价

[目的]体外研究评价纳米羟基磷灰石/甲基丙烯酸2-羟基乙酯(nHA/pHEMA)生物支架的生物特性及其对转染骨形态发生蛋白-7(bone morphogenetic protein 7,BMP-7)的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal-stem cells,BMSCs)成骨分化的影响。[方法]将nHA与pHEMA复合构建nHA/pHEMA复合物支架。将BMP-7体外转染BMSCs并作为种子细胞接种至n HA/p HEMA支架。采用MTT、荧光显微镜及电镜扫描评价nHA/pHEMA支架的生物相容性和细胞毒性。ALP活性和RT-PCR检测分析BMP-7对复合nHA/pHEMA支架BMSCs成骨分化的影响。最后进行无侧限抗压试验评价nHA/pHEMA支架的生物力学特性。[结果]MTT荧光显微镜及电镜检测结果表明接种于nHA/pHEMA支架的BMSCs生长及增殖情况良好。BMP-7转染组与BMSCs组的细胞增殖水平差异无统计学意义(P0.05)。ALP活性检测发现BMP-7-BMSC组的ALP水平在培养第7 d和14 d明显高于BMSCs组(P0.05),RTPCR发现BMP-7-BMSCs组的RUNX2、COLI、OPN和OCN表达水平在培养第7 d和第14 d显著高于BMSCs组(P0.05)。生物力学检测发现nHA/pHEMA支架在高压力负荷及形变条件下未出现脆性骨折。[结论]nHA/pHEMA支架具有良好的生物相容性及生物力学特性,BMP-7能够显著促进复合nHA/pHEMA支架的BMSCs成骨分化,BMP-7-BMSCs与nHA/pHEMA支架复合可以作为理想的骨修复材料促进骨形成。     

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。     

增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料的成骨效能研究

目的 探讨增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料的体内外成骨效能.方法取第3代BMSCs种植于支架材料(支架组),以等量细胞常规培养作为非支架组,培养1、3、5、7、9、11 d采用阿尔玛蓝法动态检测细胞的增殖率.取第3代BMSCs种植于支架材料(体外实验组),以等量细胞常规培养作为体外对照组,培养4、7 d采用实时定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测细胞骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原的mRNA表达.裸鼠皮下植入复合成骨样细胞的支架材料(体内实验组),取正常骨组织作为体内对照组,6周后以X线片、qRT-PCR、绀织学染色评估成骨情况.结果培养7～11 d支架组细胞增殖率显著高于非支架组,差异均有统计学意义(P<0.05).体外实验组培养7 d BMP-2、ALP、Ⅰ型胶原的mRNA表达显著高于体外对照组,差异均有统计学意义(P<0.05).体内实验组X线片示植入区域有密度增高影,支架材料形成白色硬性组织;BMP-2、Ⅰ型胶原、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达较体内埘照组均增高,差异有统计学意义(P<0.05);组织学染色示支架材料大部分降解,新生骨形成明显.结论增强型生物活性玻璃-胶原复合支架材料具有良好的生物相容性,体内外均具有成骨效应.

Abstract：

Objective To study the in vivo and vitro biocompatibility and osteogenetic capacity of enhanced bioactive glass/collagen composite scaffold. Methods Bone marrow stromal cells(BMSCs)were collected and induced to osteoblast-like cells.The growth rate of BMSCs was detected and compared progressively through Alamar Blue.The RNAs of the cells were collected and detected for bone morphogenetic protein-2(BMP-2),alkaline phosphatase(ALP),collagen Ⅰ(Col-Ⅰ)through qRT-PCR on the fourth and seventh days.Scaffolds with induced osteoblasts were embedded into 3 nude mice subcutaneously in vivo and detected after 6 weeks.X-ray,qRT-PCR and tissue staining were used to detect the mRNA expressions of BMP-2,Col Ⅰ,osteocalcin(OCN)and ostcopontin(OPN)and bone formation. Results SEM(scanning electronic microscopy)showed BMSCs attached to the scaffold tightly and viably and proliferated actively on the scaffold.The growth rate in the experimental group was significantly higher after 7 days(P<0.05)than in the control group.qRT-PCR showed that the mRNA expressions of BMP-2,ALP and Col-Ⅰ in the experimental group were significantly higher than in the control group on the seventh day(P<0.05).X-ray showed that the dense images of embedded scaffolds were locally similar to those of normal bone after 6 weeks.qRT-PCR showed that the mRNA expressions of BMP-2,Col Ⅰ,OCN and OPN in the experimental group were significantly higher than those of normal bone(P<0.05).HE and Massort staining of the paraffin sections showed the scaffolds degraded generally and osteoblasts and chondrocytes proliferated abundantly and distributed irregularly.Bone formation could be observed obviously. Conclusion Enhanced bioactive glass/collagen composite scaffolds have good biocompatibility and osteogenetic capacity in vitro and vivo.     

bFGF增强rhBMP-2诱导成骨中Ⅰ、Ⅱ型胶原及碱性磷酸酶的表达

目的：对bFGF增强rhBMP-2诱导成骨中CollagenⅠ、Ⅱ及碱性磷酸酶（ALP）的表达进行研究。方法：110只BALB/c小鼠随机分为2组，每组55只，rhBMP-2/bFGF为实验组，rhBMP-2为对照组，分别于术后3-21d8个时间点取材，用免疫组化法对新生骨组织中的Ⅰ、Ⅱ胶原进行检测；对ALP活性进行定量分析，观察2组在诱导成骨中CollagenⅠ、Ⅱ及ALP的表达情况。结果：⑴Ⅱ型胶原和成软骨、软骨细胞的出现相伴随，但肥大、变性的软骨细胞并不表达Ⅱ型胶原。⑵作为成骨细胞成熟标志物的Ⅰ型胶原，ALP在骨形成期即有表达，但随着成骨细胞的出现，骨组织的形成Ⅰ型胶原表现为高表达，而ALP的表达则呈下降趋势。⑶实验组CollagenⅠ、Ⅱ及ALP的表达早于对照组。结论：bFGF增强了rhBMP-2诱导成骨中CollanenⅠ、Ⅱ及ALP的表达。     

TGF-β增强rhBMP-2诱导成骨中Ⅰ、Ⅱ型胶原mRNA及碱性磷酸酶的表达

目的：对TGF-β增强rhBMP-2诱导成骨中Collagen Ⅰ、ⅡmRNA及碱性磷酸酶(ALP)的表达进行研究。方法：BALB／c小鼠110只随机分2组，每组55只。rhBMP-2／TGF-β为实验组，rhBMP-2为对照组，于术后3～21d 8个时间点取材，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CollageⅠ、ⅡmRNA及ALP的表达情况。结果：(1)Ⅱ型胶原mRNA的出现是和成软骨、软骨细胞的出现相伴随的；(2)做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，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CollagenⅠ、ⅡmRNA及ALP的表达早于对照组。结论：TGF-β增强了rhBMP-2诱导成骨中CollagenⅠ、ⅡmRNA及ALP的表达。     

实时荧光定量聚合酶链反应筛选重组人骨形态发生蛋白-2诱导比格犬骨髓基质干细胞成骨分化差异表达的miRNAs

目的 利用实时荧光定量聚合酶链反应(Q-PCR)方法筛选骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)诱导比格犬骨髓基质干细胞(BMSCs)成骨分化的miRNAs,探讨过表达miRNAs对成骨分化的影响.方法 选取4只比格犬分离BMSCs原代,取培养至第3代BMSCs分为2组:对照组(用基础培养基培养)和实验组(在基础培养基中加入rhBMP-2培养7d,诱导细胞成骨分化).采用碱性磷酸酶染色法验证细胞成骨分化情况,采用Q-PCR法筛选成骨分化细胞与对照组细胞差异表达的miRNAs;随机选择其中一种低表达miRNA(miR-125b),采用Lipofectamine2000进行转染,其中实验组1转染miR-125bmimics以过表达miR-125b,其阴性对照实验组2转染mimics-NC,验证过表达miR-125b 7 d后对rhBMP-2诱导的比格犬BMSCs成骨分化的影响. 结果 成功建立比格犬BMSCs培养方法;rhBMP-2诱导比格犬BMSCs成骨分化7d后,进行Q-PCR筛选,获得表达差异相对于对照组达到2倍以上的miRNAs 41个,其中表达上调的有13个,表达下调的有28个;实验组1相对于实验组2,细胞中miR-125b表达上调4.13倍(P＜0.05).转染7d后,ALP染色结果显示:实验组1细胞质中深蓝色粗大颗粒明显少于实验组2. 结论 采用Q-PCR方法筛选比格犬BMSCs成骨分化的miRNAs系统高效、准确.筛选获得的miRNAs中,miR-125b过表达能够显著抑制比格犬BMSCs的成骨分化.     

PKH26与BrdU体外双重标记兔BMSCs在心肌补片中的实验研究

目的观察PKH26与BrdU体外双重标记兔BMSCs的生物学特性,并体外构建组织工程心肌补片。方法取6月龄新西兰大白兔分离培养BMSCs,并用细胞膜荧光染料PKH26和细胞核标记物BrdU对BMSCs进行标记,通过倒置相差显微镜、荧光显微镜、流式细胞仪、MTT法观察细胞生长状态和荧光标记前后细胞生物学特性的变化;ALP、茜素红、油红O染色及骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白等免疫细胞化学技术检测,观察和评价标记前后BMSCs体外分化为成骨细胞和成脂细胞的能力。将标记细胞与小肠黏膜下层(small intestinal submucosa,SIS)复合后共培养5～7d构建组织工程心肌补片,在倒置相差显微镜、荧光显微镜和扫描电镜下观察细胞在SIS上的生长情况,并做活体及石蜡包埋HE染色观察。结果标记后细胞生长状态良好,基本生长特性无明显改变;荧光显微镜下可见标记后细胞膜上红色荧光呈颗粒状分布;细胞表面干细胞标志性抗原表达与标记前无明显差异。标记后的BMSCs成骨诱导后,ALP、茜素红染色阳性,细胞表达骨钙素及Ⅰ型胶原蛋白;成脂诱导后,细胞胞浆内出现明显的脂滴。标记细胞与SIS共培养5～7d后,标记细胞生长状态良好,在材料上呈现出多层细胞结构。活体及石蜡包埋后HE染色可见细胞生长状态良好。结论兔BMSCs能被PKH26和BrdU稳定标记;标记的细胞在体外具有自我更新和多向分化的能力;标记的BMSCs与SIS体外复合培养可以构建组织工程心肌补片。     

TGF-β3和BMP-7腺病毒共转染兔骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化的研究

【摘要】 目的：探讨利用转基因技术构建的转化生长因子β3（transforming growth factor beta 3,TGF-β3）和骨形态发生蛋白7（bone morphogenetic protein 7,BMP-7）重组腺病毒转染兔骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchyme stem cells,BMSCs）,诱导其向类髓核细胞分化的可行性。方法：将培养获得的BMSCs分成5组,A：空白对照组,B：免疫荧光对照组,C：TGF-β3单独转染组,D：BMP-7单独转染组,E：TGF-β3+BMP-7共转染组。利用转基因技术构建的TGF-β3和BMP-7重组腺病毒对BMSCs进行转染,荧光显微镜观察其转染效率,培养14d后,再以Western-Blot方法检测A、C、D、E组细胞TGF-β3和BMP-7蛋白分泌情况,以Realtime PCR方法检测各组蛋白聚糖（ACAN）、Ⅰ型胶原（Collagen Ⅰ）、Ⅱ型胶原（Collagen Ⅱ）、Ⅹ型胶原（Collagen Ⅹ）、SOX9基因表达水平,明确腺病毒转染后兔骨髓间充质干细胞的分化情况。结果：以TGF-β3和BMP-7重组腺病毒转染兔BMSCs后常规DMEM培养基培养14d,细胞形态出现明显变化,圆形及椭圆形细胞明显增多。Western blot方法检测,共转染组TGF-β3和BMP-7蛋白表达水平明显增高。培养14d时,Realtime PCR检测ACAN、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅱ、SOX9基因的表达水平转染组（C、D、E组）较对照组（A、B组）明显升高（P<0.05）,其中Collagen Ⅰ和SOX9表达单独转染组（C、D组）与共转染组（E组）比较差异无显著性（P>0.05）,Collagen Ⅱ表达共转染组较单独转染组明显增高（P<0.05）。TGF-β3单独转染组和共转染组的Collagen Ⅹ基因表达较BMP-7单独转染组和对照组明显降低（P<0.05）。结论：转基因技术重组TGF-β3和BMP-7腺病毒可成功转染兔BMSCs,获得TGF-β3和BMP-7蛋白的表达。TGF-β3和BMP-7腺病毒共转染兔BMSCs后,可有效诱导兔BMSCs向类髓核细胞方向分化。     

转BMP-7基因BMSCs复合nHAC体外培养的实验研究

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),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.方法 用慢病毒把人BMP-7基因和增强型绿色荧光蛋白(eGFP)基因导入大鼠BMSCs,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, 判断感染效率;以四唑盐(MTT)实验检测细胞活力;RT-PCR、ELISA检测目的基因表达;碱性磷酸酶(ALP)活性检测成骨能力;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%;MTT实验显示细胞活性较未转染组无明显差异(P＞0.05);RT-PCR检测到BMP-7表达,在1 300 bp处出现特异性条带;ELISA检测24h BMP-7蛋白含量为(150.2±18.3)pg/ml;ALP活性以第16天左右最强;扫描电镜见细胞种植nHAC支架后粘附、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.