微孔水凝胶的构建及其原代猪软骨细胞培养的研究

目的构建出一种新型的微孔水凝胶并用于体外培养原代软骨细胞。方法利用双乳液法制备明胶微球,然后用罗丹明染色液标记后包埋在水凝胶,观察明胶微球降解情况,再用此方法获得的微球制备微孔海藻酸钠水凝胶培养原代软骨细胞,通过荧光显微镜观察活/死细胞检测结果,并使用细胞活力检测试剂(CCK8)方法测定细胞活力值。结果在显微镜下观察到,明胶微球在37℃的培养环境下能够自然降解,水凝胶内部产生微孔。活/死细胞染色结果观察到原代软骨细胞能够在材料中均匀地分布和生长,在微孔边缘生长的软骨细胞甚至能够突破边缘,将空腔位置占据生长。细胞活力检测数据提示微孔水凝胶组软骨细胞的增殖能力高于对照组细胞。结论通过明胶降解的特性构建出的新型微孔水凝胶材料,具有良好的细胞相容性,并在水凝胶内部形成微孔,可有效地产生边缘效应,有利于体外培养原代软骨细胞。     

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。     

不同种子细胞复合壳聚糖水凝胶构建可注射组织工程髓核的比较研究

目的比较兔髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)和BMSCs在温敏性壳聚糖水凝胶支架中的生长及细胞外基质合成,筛选用于构建可注射组织工程髓核的种子细胞。方法取3周龄新西兰乳兔,体重150～200g,雌雄不限,分离培养兔NPCs;取1月龄新西兰白兔,体重1.0～1.5kg,雌雄不限,穿刺抽取骨髓分离培养BMSCs。以壳聚糖、β甘油磷酸钠水溶液和羟乙基纤维素溶液为原料制备壳聚糖水凝胶支架。取第2代NPCs和第3代BMSCs分别与壳聚糖水凝胶混匀,构建可注射组织工程髓核。复合培养2d,观察NPCs和BMSCs在壳聚糖水凝胶中的存活情况;复合培养1周,扫描电镜观察两种细胞在支架中的生长分布;复合培养3周,行组织学、免疫组织化学检查,并用RT-PCR检测组织工程髓核中聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原mRNA的表达。结果温敏性壳聚糖水凝胶室温呈液态,37℃放置15min发生交联反应成为半固态凝胶。吖啶橙/碘化丙啶染色示壳聚糖水凝胶中多数NPCs和BMSCs存活,少数死亡,细胞存活率均90%。扫描电镜示NPCs和BMSCs分布于网状支架中,细胞表面有分泌的细胞外基质。HE染色、番红O染色及免疫组织化学染色显示细胞具有分泌细胞外基质的功能。RT-PCR检测示NPCs在壳聚糖水凝胶支架中复合培养3周,Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖mRNA表达量分别为0.564±0.071、0.725±0.046,BMSCs复合培养物分别为0.713±0.058、0.852±0.076,两种细胞比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论温敏性壳聚糖水凝胶具有良好的细胞相容性,与NPCs比较,BMSCs复合壳聚糖水凝胶培养保持了更好的形态、增殖及细胞外基质合成功能。     

三维培养汗腺腺上皮细胞形成汗腺样结构的初步研究

目的 探索体外构建人外泌汗腺样结构的方法 . 方法 取自愿捐献的正常腋部全层皮肤,分离培养汗腺腺上皮细胞,倒置相差显微镜下观察.将汗腺腺上皮细胞以2×105个/cm2密度接种至Matrigel凝胶下(A组)、凝胶上(B组)、凝胶中(C组),进行三维立体培养,激光扫描共聚焦显微镜、HE染色及免疫组织化学染色观察有无汗腺样结构形成. 结果 原代汗腺分泌部上皮细胞接种后24 h可见细胞贴壁,贴壁细胞呈梭形,2～3 d后细胞呈多克隆麦粒样生长,14 d后细胞融合呈铺路石样生长,融合后的汗腺腺上皮细胞呈扁平多角形,中间有较大圆形核;第1代细胞形态与原代极为相似;第2代细胞形态不规则,多数伸出长伪足;第3代细胞多呈星形状,细胞体积大,与邻近细胞相互融合.A组汗腺腺上皮细胞三维立体培养11 d形成管腔结构;B组汗腺腺上皮细胞立体培养8 h,细胞胞浆伸长呈丝状,与邻近细胞相连呈管腔或半管腔形,但细胞增殖不明显;C组汗腺腺上皮细胞三维立体培养2～3 d,细胞分裂增生,增生细胞彼此紧密排列成管腔结构,中间可见明显腔隙,随新生细胞增多,管腔结构逐渐演变为不规则球形结构.激光扫描共聚焦显微镜观察示C组形成球形结构,细胞团中央有管腔结构;球形结构HE染色示为管腔结构,免疫组织化学染色示角蛋白18、癌胚抗原表达阳性,与汗腺分泌部管状结构极为相似. 结论 汗腺腺上皮细胞在Matrigel凝胶中三维立体培养可形成汗腺样结构.     

原位交联透明质酸水凝胶的制备及体外生物相容性研究

目的制备原位交联透明质酸水凝胶,并初步评价其体外生物相容性。方法采用醇钠-酰氯法将丙烯酰氯与聚乙二醇反应,制得交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯(polyethylene glycol acrylate,PEGDA);采用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振光谱仪检测其分子结构。取透明质酸经化学修饰制备巯基化透明质酸(hyaluronic acid thiolation,HA-SH),采用Ellman法检测其巯基含量并计算巯基化产率。采用PBS将HA-SH和PEGDA分别配制成一定浓度(W/V)溶液,其中HA-SH浓度为0.5%、1.0%及1.5%,PEGDA为2%、4%及6%,按照不同比例混合,获得原位交联透明质酸水凝胶,记录交联反应时间。取1.5%HA-SH、4%PEGDA制备的原位交联透明质酸水凝胶,以浸提法检测其细胞毒性;然后接种人BMSCs并培养72 h,荧光显微镜下观察细胞形态及生长情况,并行活/死细胞染色观察,评价材料生物相容性。结果傅里叶变换红外光谱仪分析显示,PEGDA中大多数羟基被丙烯酸酯基取代;核磁共振光谱仪分析显示,PEGDA在5~7 ppm出现3组表征丙烯酸酯基的特征峰。HA-SH的巯基化产率为65.4%。2%~6%PEGDA与0.5%~1.5%HA-SH经不同比例混合后,交联反应在2~70 min内完成;不同浓度及比例交联形成的水凝胶均呈透明状。透明质酸水凝胶浸提液细胞毒性分级为1级,满足生物医用材料的要求。培养72 h后,BMSCs在透明质酸水凝胶中分布均匀、生长良好,活/死细胞染色显示以绿染活细胞为主。结论原位交联透明质酸水凝胶具有细胞毒性低、体外生物相容性好、交联时间可控的优点,有望成为组织工程种子细胞载体或组织缺损填充材料。     

细胞共培养法诱导兔脂肪来源干细胞向软骨细胞分化的实验研究

目的利用软骨细胞与脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)共培养,观察ADSCs是否能向软骨细胞定向分化。方法 4月龄健康新西兰大白兔8只,雌雄不限,体重2.2～2.7 kg,分离、培养兔软骨细胞和ADSCs,取第2代细胞用于实验。将实验分为两组,实验组各取将1 mL细胞密度为2×104个/mL的软骨细胞和ADSCs分别接种至Transwell小室6孔板上、下层共同培养,对照组单独培养ADSCs。倒置相差显微镜观察两组ADSCs形态变化;培养14 d后行甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色,实时荧光定量PCR检测两组ADSCsⅡ型胶原、蛋白聚糖、SOX9 mRNA表达。结果倒置相差显微镜观察示,随培养时间延长,实验组ADSCs逐渐变为软骨样细胞形态,呈圆形;对照组ADSCs仍以梭形为主,呈束状或漩涡状生长。培养14 d,实验组甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均为阳性;对照组均为阴性;实时荧光定量PCR检测示,实验组Ⅱ型胶原、蛋白聚糖、SOX9 mRNA相对表达量分别为1.43±0.07、2.13±0.08、1.08±0.08,显著高于对照组(0.04±0.03、0.13±0.04、0.10±0.02),差异均有统计学意义(P<0.05)。结论通过与软骨细胞共同培养,ADSCs可定向分化为软骨细胞。     

兔骨髓间充质干细胞在藻酸锶凝胶中体外三维培养的实验研究

[目的]观察兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)于藻酸锶凝胶中体外三维培养的形态与活性变化,为藻酸锶凝胶复合干细胞应用于骨组织工程提供理论依据。[方法]分离培养原代兔BMSCs并扩增,取第3代BMSCs以细胞密度为5×105个/ml复合于藻酸锶凝胶中三维培养,每日于倒置相差显微镜下观察细胞形态,在不同时间点对其进行Live/Dead染色测细胞存活,CCK-8检测细胞增殖,并用扫描电镜观察凝胶的超微结构及细胞于凝胶上的黏附情况。[结果]藻酸锶凝胶质软、透明、渗透性较好;BMSCs接种于藻酸锶凝胶中初始形态为圆形、呈悬浮生长,后细胞逐渐贴壁生长并呈星形或多角形;接种第1 d和第14 d凝胶中活细胞率分别为(88.61±4.08)%和(92.16±2.10)%,两者间无显著统计学差异(P>0.05);第4、7、10、13 d时二维培养组中OD值显著高于三维培养组(P<0.05);扫描电镜示藻酸锶凝胶呈典型的"鸡蛋箱"样结构,孔隙直径大小平均为150μm;接种于凝胶中7 d后可见细胞均匀黏附于凝胶壁生长。[结论]藻酸锶凝胶是一种优良的细胞支架,将其复合种子细胞应用于骨组织工程具有广阔的前景。     

体外构建可注射式组织工程髓核的初步研究

目的 研究兔髓核细胞在温敏性壳聚糖水凝胶支架上的生长情况,探讨其构建可注射式组织工程髓核可行性. 方法 取3周龄新西兰乳兔,体重150～200 g,雌雄不限,分离培养兔髓核细胞.以壳聚糖、β-甘油磷酸钠水溶液和羟乙基纤维素溶液为原料制备壳聚糖水凝胶支架,并行物理性状及大体观察.将支架与兔髓核细胞复合构建组织工程髓核.复合培养2d,观察髓核细胞在壳聚糖水凝胶中的存活情况;复合培养1周,扫描电镜观察髓核细胞在支架上的生长情况;复合培养3周后,行组织学、免疫组织化学检测,并用RT-PCR检测其分泌的聚集蛋白聚糖、Col Ⅱ mRNA表达. 结果 制备的温敏性壳聚糖水凝胶室温呈液态,37℃放置15 min可发生交联反应成为同态凝胶.吖啶橙/碘化丙啶染色示壳聚糖水凝胶中大多数髓核细胞存活,少数死亡,细胞存活率>90%;扫描电镜示髓核细胞分布于网状支架中,细胞表面有分泌的ECM;HE、甲苯胺蓝、番红O染色及免疫组织化学染色结果 显示软骨细胞具有分泌ECM的功能;RT-PCR检测示髓核细胞在壳聚糖水凝胶支架中立体培养3周后Col Ⅱ、聚集蛋白聚糖mRNA分别为0.631±0.064、0.832±0.052,较单纯培养(0.528±0.039、0.773±0.046)分泌基质的能力更强,差异均有统计学意义(P<0.05). 结论 温敏性壳聚糖水凝胶材料具有良好的细胞相容性,髓核细胞与其复合培养后可保持正常形态及分泌功能,有望成为髓核细胞载体构建组织工程髓核.     

自体PRP促进人脂肪来源干细胞成骨分化的体外实验研究

目的 探讨自体PRP对体外培养人脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)增殖及成骨分化的影响.方法 取自愿捐献吸脂术获取的脂肪组织进行分离培养ADSCs,倒置显微镜下观察细胞生长情况.将第3代ADSCs分别行成脂、成软骨定向诱导培养鉴定,并行CD29及CD44免疫荧光染色观察.取第3代ADSCs分别采用含10 mL/L PRP的成骨诱导培养基(PRP组)和不含PRP的成骨诱导培养基(对照组)进行培养,倒置显微镜观察细胞生长情况,培养后1、2、3、4、5 d采用MTT法检测细胞增殖活性;7、14、21、28 d行ALP活性检测,另取培养7、14 d的PRP组细胞行ALP染色观察;14 d时行PRP组茜素红染色检测钙结节形成情况.结果 倒置显微镜下第3代ADSCs多为梭形,倍增时间约35 h.成脂及成软骨诱导鉴定均为阳性,免疫荧光染色CD29和CD44呈阳性.MTT法示PRP组1、2、3、4、5 d的吸光度值分别为0.137±0.015、0.219±0.023、0.367±0.031、0.586±0.039、0.948±0.046,对照组分别为0.081±0.009、0.115±0.012、0.162±0.017、0.242±0.025、0.356±0.032,两组比较差异均有统计学意义(P＜0.01).成骨诱导7 d后,PRP组ALP染色阳性,细胞胞浆呈灰黑色,可见黑色沉淀:14 d后阳性细胞增多.ALP活性检测示PRP组7、14、21、28 d细胞活性值分别为23.96±2.05、41.26±3.38、38.12±3.03、35.89±2.24,对照组分别为17.83±1.62、26.64±2.37、23.85±1.99、20.78±1.81,两组比较差异均有统计学意义(P＜0.01).成骨诱导14 d后,茜索红染色示PRP组钙结节形成.结论 体外培养时,自体PRP可促进人ADSCs的增殖并诱导成骨分化,为骨组织工程提供一种新的种子细胞来源.     

胶原-透明质酸支架的制备及其与软骨细胞复合培养的实验研究

目的制备胶原-透明质酸支架,评价其与兔髁状突软骨细胞的生物相容性,探讨其应用于关节软骨组织工程的可行性。方法冷冻干燥法制备胶原-透明质酸复合多孔海绵支架材料,将其与碳化二亚胺[1-ethyl-3-（3-dimethyl aminopropyl）carbodiimide,EDC]进行化学交联。分别采用体积法和体外酶解实验测定支架材料孔隙率和降解率,扫描电镜观察交联前后支架材料的形态变化。取3周龄新西兰兔髁状突软骨细胞,体外培养5d后,甲苯胺蓝染色,倒置相差显微镜下观察行细胞鉴定。取消化后第2代软骨细胞接种至支架材料复合培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长情况。复合培养1、3、5、7和10d后,PBS液清洗3次,置入24孔板并以0.25%胰酶和0.1%EDTA消化细胞,采集细胞进行细胞计数并绘制细胞生长曲线。另取部分样本继续培养5d,行组织学和扫描电镜观察。结果胶原-透明质酸支架材料经化学交联后,具有合适的三维多孔结构,孔隙率为83.7%,孔径100-120μm;交联后抗酶解能力显著增加。髁状突软骨细胞在其表面和内部贴附良好,形成细胞-材料复合体,细胞增殖实验显示,复合培养1d,材料中细胞数为3.7×104/支架,10d后增至8.2×104/支架。电镜观察见细胞周围有基质分泌。结论EDC交联后的胶原-透明质酸支架具有良好空间结构和生物相容性,可作为支架材料用于髁状突软骨组织工程的研究。     

基于hiPSC-CM的新型明胶水凝胶构建体外心肌微组织研究

目的 探索应用新型明胶水凝胶复合人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPSC-CMs）构建体外心肌微组织的可行性。方法 制备一种新型明胶水凝胶,以冷冻扫描电镜观察其表面结构,以循环拉伸试验测定其机械强度。在该材料上种植hiPSC-CMs,评估该材料的细胞相容性及其沟槽结构对心肌细胞的影响。将交联明胶水凝胶与hiPSC-CMs混合制备心肌微组织,探索构建体外心肌微组织过程中和冻存后心肌细胞的活性。结果 冷冻扫描电镜显示,新型明胶水凝胶表面呈现均匀的疏松多孔结构。循环拉伸试验显示,新型明胶水凝胶具有良好的机械性能。细胞试验显示,心肌细胞在该材料上生长良好,其沟槽结构对心肌细胞的有序排列有一定的引导作用。新型明胶水凝胶与hiPSC-CMs混合构建心肌微组织的实验结果表明,明胶水凝胶对心肌细胞具有良好的保护作用,对冻存复苏的心肌细胞具有一定的细胞保护作用。结论 新型明胶水凝胶具有疏松多孔的表面微结构、良好的力学性能和细胞相容性,对体外构建心肌微组织中的细胞和冻存后的细胞具有保护作用,未来有望用于组织工程领域,进行器官再生、药物筛选、体外建模等方面的研究。     

脱细胞软骨细胞外基质取向支架复合软骨细胞构建组织工程软骨的实验研究

目的探讨脱细胞软骨细胞外基质(acellular cartilage extracellular matrix,ACECM)取向支架复合软骨细胞构建组织工程软骨的可行性。方法取市售猪关节软骨组织,分离培养关节软骨细胞并传代。取第3代软骨细胞行PKH26荧光标记,MTT检测标记对细胞增殖无影响后,分别取标记及未标记的软骨细胞复合ACECM取向支架并体外培养后,大体观察支架形态,倒置显微镜、荧光显微镜观察软骨细胞在支架中的黏附、生长和分布情况,扫描电镜观察支架中细胞形态,Ⅱ型胶原免疫荧光染色观察软骨细胞外基质分泌情况。将PKH26标记的软骨细胞-支架复合物植入裸鼠背部皮下腔隙,术后观察裸鼠一般情况,4周后分子荧光活体成像系统无创伤性评估细胞-支架复合物生长情况,取材行大体观察以及番红O、甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色观察,评价形成软骨组织的能力。结果细胞-支架复合物体外培养7 d,大体观察呈半透明并具有一定硬度;倒置显微镜和荧光显微镜观察软骨细胞在支架上能良好黏附生长,并沿支架管道方向生长,分泌Ⅱ型胶原。细胞-支架复合物植入裸鼠皮下后,分子荧光活体成像系统观察示细胞均存活;术后4周,大体观察见复合物呈类软骨样组织,组织学染色及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色示细胞周围软骨细胞外基质分泌,可见"陷窝"样结构形成。结论 ACECM取向支架有利于软骨细胞的黏附、增殖及取向性分布类似于正常软骨结构,并在裸鼠皮下成功异位构建组织工程软骨。     

明胶/纳米羟基磷灰石三维多孔骨支架的制备及其生物安全性评价

[目的]探讨冷冻干燥法制备明胶/纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,nHA)三维多孔支架的可行性并评价材料的生物安全性。[方法]取明胶水溶液,将其分别与10 wt%、20 wt%、30 wt%的nHA混合,交联后采用冷冻干燥法制备明胶/nHA三维多孔支架。评价材料的理化性质,通过测定支架孔径、孔隙率、吸水率、抗压强度及降解pH值优化制备条件;MTT法分析支架浸提液毒性;共培养观察细胞在材料表面及周围生长情况;材料埋入背部肌肉内,组织学染色观察评价其生物安全性。[结果]体视显微镜及电镜显示,制备的支架均呈三维多孔隙结构。随着nHA含量的增加,材料成孔效果变差,孔径、孔隙率、吸水率变小,而抗压强度增加。其中以nHA含量为20 wt%的材料表现更为适宜,并选其进行生物相容性实验。MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照DMEM培养液吸光度值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。细胞与材料共培养生长状态良好。HE染色观察材料与周围肌肉组织无排斥反应,组织相容性良好。[结论]制备的明胶/nHA支架材料具有三维孔隙结构,具备合适的孔径和孔隙率,无毒,生物相容性良好,可作为骨组织工程支架使用。     

脱细胞软骨细胞外基质取向支架复合软骨细胞构建组织工程软骨的实验研究北大核心CSCD

目的探讨脱细胞软骨细胞外基质(acellular cartilage extracellular matrix,ACECM)取向支架复合软骨细胞构建组织工程软骨的可行性。方法取市售猪关节软骨组织,分离培养关节软骨细胞并传代。取第3代软骨细胞行PKH26荧光标记,MTT检测标记对细胞增殖无影响后,分别取标记及未标记的软骨细胞复合ACECM取向支架并体外培养后,大体观察支架形态,倒置显微镜、荧光显微镜观察软骨细胞在支架中的黏附、生长和分布情况,扫描电镜观察支架中细胞形态,Ⅱ型胶原免疫荧光染色观察软骨细胞外基质分泌情况。将PKH26标记的软骨细胞-支架复合物植入裸鼠背部皮下腔隙,术后观察裸鼠一般情况,4周后分子荧光活体成像系统无创伤性评估细胞-支架复合物生长情况,取材行大体观察以及番红O、甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色观察,评价形成软骨组织的能力。结果细胞-支架复合物体外培养7 d,大体观察呈半透明并具有一定硬度;倒置显微镜和荧光显微镜观察软骨细胞在支架上能良好黏附生长,并沿支架管道方向生长,分泌Ⅱ型胶原。细胞-支架复合物植入裸鼠皮下后,分子荧光活体成像系统观察示细胞均存活;术后4周,大体观察见复合物呈类软骨样组织,组织学染色及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色示细胞周围软骨细胞外基质分泌,可见"陷窝"样结构形成。结论 ACECM取向支架有利于软骨细胞的黏附、增殖及取向性分布类似于正常软骨结构,并在裸鼠皮下成功异位构建组织工程软骨。     

兔脊索细胞体外培养及生物学特点观察

目的建立体外兔椎间盘脊索细胞藻酸盐凝胶培养模型,观察脊索细胞形态及生物学特点。方法采用胶原酶消化法及Percoll不连续密度梯度沉淀法体外分离收集原代椎间盘脊索细胞,于1.2%藻酸盐凝胶(低密度)中培养。倒置相差显微镜下观察细胞形态,经Ⅱ型胶原免疫荧光染色对细胞表型初步鉴定,并分别以细胞增殖和细胞毒性试剂-8(CCK-8)检测细胞在藻酸盐凝胶中的存活和增殖能力。结果成功分离获得原代椎间盘脊索细胞,可稳定表达Ⅱ型胶原。原代脊索细胞在藻酸盐凝胶中生长良好,但增殖缓慢。结论初步了解兔椎间盘脊索细胞体外生物学特性,为椎间盘退变机制及组织工程学髓核种子细胞的研究提供一定的实验依据。     

KLD-12多肽/重组人BMP-2凝胶诱导兔BMSCs成骨活性的实验研究

目的探讨KLD-12多肽复合重组人BMP-2(recombinant human BMP-2,rhBMP-2)诱导兔BMSCs成骨活性的影响。方法取3月龄新西兰大白兔骨髓,采用密度梯度法分离培养BMSCs。取第3代BMSCs分别采用KLD-12多肽/rhBMP-2凝胶三维培养(实验组)和KLD-12多肽凝胶培养(对照组)。培养7 d倒置相差显微镜下观察实验组细胞在凝胶内的形态;3、7、10、14、21 d检测两组细胞培养基中ALP及骨钙蛋白含量;培养14 d两组行Ⅰ型胶原免疫荧光染色观察,实时荧光定量PCR检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白基因相对表达量。结果倒置相差显微镜下观察,培养7 d实验组及对照组凝胶内BMSCs呈圆形,分布均匀。两组培养3、7 d时ALP表达量及骨钙蛋白含量比较差异无统计学意义(P0.05),10~21 d实验组以上指标均明显高于对照组(P0.05)。培养14 d,激光共聚焦显微镜观察示,实验组Ⅰ型胶原免疫荧光染色阳性,且荧光强度较对照组高;实时荧光定量PCR检测实验组Ⅰ型胶原、骨钙蛋白基因相对表达量均显著高于对照组,比较差异有统计学意义(t=15.902,P=0.000;t=12.998,P=0.000)。结论 BMSCs在KLD-12多肽内正常生长并增殖,KLD-12多肽/rhBMP-2凝胶诱导BMSCs向成骨细胞分化的生物活性良好。     

复合脂肪来源干细胞的脱细胞异种神经联合富血小板血浆修复兔面神经损伤的实验研究

目的探讨复合脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)的脱细胞异种神经联合富血小板血浆(platelet rich plasma,PRP)修复兔面神经损伤的早期效果。方法取15只3月龄雌性SD大鼠双侧坐骨神经进行脱细胞处理,作为异种神经移植体。取成年新西兰大耳白兔颈背部脂肪垫,采用Ⅰ型胶原酶单独消化法分离培养ADSCs;兔耳静脉采血后经两步离心法提取PRP;观察不同体积分数PRP对ADSCs增殖的影响,以及诱导其为类雪旺细胞可行性。取第3代ADSCs,CM-Dil活细胞染色剂标记后,荧光显微镜观察细胞标记及传代后荧光衰减情况。另取32只新西兰大耳白兔建立左侧面神经1 cm长缺损模型,随机分成4组(n=8),A、B、C、D组分别采用CM-Dil-ADSCs复合脱细胞异种神经+自体PRP、CM-Dil-ADSCs复合脱细胞异种神经、脱细胞异种神经、自体神经移植修复神经缺损。术后1、8周静态下测量各组动物左侧上唇与面正中线成角(θ角);4、8周神经电生理检测记录神经传导速度;8周荧光显微镜观察A、B组再生神经远近端CM-Dil-ADSCs数量,各组再生神经甲苯胺蓝染色计数有髓神经纤维、透射电镜观察再生神经纤维结构。结果 5%~20%PRP均能促进ADSCs增殖,经20%PRP诱导后细胞S-100免疫荧光染色呈阳性。ADSCs经CM-Dil标记后荧光显微镜下观察示细胞标记率达90%以上,被标记细胞传代后细胞增殖良好,传代后荧光稍衰减。术后各组动物均存活至实验完成。术后1周各组动物面部均发生不同程度功能障碍,A、B、C、D组左侧θ角分别为(53.4±2.5)、(54.0±2.6)、(53.7±2.4)、(53.0±2.1)°,均显著低于健侧(P0.05);术后8周分别为(61.9±4.7)、(56.8±4.2)、(54.6±3.8)、(63.8±5.8)°,与健侧及术后1周比较差异均有统计学意义(P0.05)。大体观察各组动物再生神经完整性及连续性均良好。术后4、8周神经电生理检测示,A、D组神经传导速度均显著快于B、C组,B组快于C组(P0.05),A、D组间比较差异无统计学意义(P0.05)。术后8周荧光显微镜观察示,A组移植神经远、近端横断面均可见大量CM-Dil-ADSCs通过,B组通过细胞相对较少。甲苯胺蓝染色示,A、D组有髓神经纤维密度均显著高于B、C组,B组高于C组(P0.05);A、D组间差异无统计学意义(P0.05)。透射电镜观察示,D组有髓神经纤维鞘直径大、壁厚,形态规则;A组髓鞘形态与D组相似;B、C组髓鞘形态不规则,直径小、壁薄。结论 ADSCs可以作为种子细胞在体内存活,并可在PRP诱导下分化为类雪旺细胞,与脱细胞异种神经复合后修复兔周围神经损伤可获得较好效果。     

脂肪干细胞原代培养及其向表皮细胞诱导分化的研究

目的 探讨人脂肪干细胞(adipose-derivedstem cells,ADSCs)体外原代培养方法及诱导分化为表皮细胞的可能性.方法 利用酶消化法原代培养ADSCs,免疫细胞化学检测其相关表面抗原CD29、CD34、CD44、CD49d、CD80、CD106的表达;用表皮细胞诱导培养基对ADSCs进行体外诱导,观察细胞的生长情况及形态变化;对诱导前后两种细胞行细胞增殖活性及细胞角蛋白表达检测.结果 利用脂肪抽吸液成功培养出ADSCs,且能稳定传代;免疫组织化学染色证实有特定的干细胞表面标记物表达;对ADSCs成功进行了体外诱导培养,其细胞形态及蛋白表达均有向表皮细胞分化的倾向,并且仍具较高增殖活性.结论 利用酶消化法可在体外成功培养ADSCs,并能持续传代;ADSCs表达特定的干细胞表面抗原;ADSCs可成功进行体外诱导,有向上皮细胞分化的倾向.     

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。