胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜引导骨再生的细胞学研究

采用静电纺丝技术制备胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜,研究其作为引导骨再生生物膜的细胞生物相容性及诱导成骨性。以乙酸为溶剂,聚环氧乙烯(PEO)为增塑剂,采用静电纺丝技术制备胶原纳米纤维膜及不同比例的胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜(胶原、壳聚糖、PEO质量比5∶1∶4,5∶2∶3,5∶4∶1),电子显微镜观察4种纳米纤维膜的表面形态;将骨髓间充质干细胞种植于胶原纳米纤维膜及表面形态较好的胶原/壳聚糖纳米纤维膜上,通过MTT法、碱性磷酸酶检测、细胞内胶原检测、免疫荧光染色及茜素红染色法观察,研究其细胞生物相容性及诱导成骨性。扫描电子显微镜观察胶原纳米纤维膜及质量比为5∶1∶4的胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜的纤维光滑,直径均一。MTT法检测显示,胶原纳米纤维膜和胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜均可促进骨髓间充质干细胞的粘附和增殖。细胞培养14 d后,胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜上细胞内胶原含量检测为2.02 mg/gport,高于胶原纳米纤维膜组的1.63 mg/gport胶原含量(P<0.05),且胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜上细胞内碱性磷酸酶、骨钙素及钙化结节的形成均高于胶原纳米纤维膜组。胶原/壳聚糖复合纳米纤维膜可促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,有望应用于骨再生的研究。     

骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞向软骨分化及功能的影响

文题释义：骨形态发生蛋白7：又称成骨蛋白1,是骨形态发生蛋白家族中的一员,可促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化;体外可促进软骨细胞增殖及软骨细胞标志因子分泌,体内可协同骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨损伤。 国产多孔钽：实验中应用的多孔钽具有自主知识产权,采用高温煅烧技术制备,具有立体三维空间结构,与人体骨组织的力学强度、弹性模量相似,有较好的生物相容性及骨传导能力。植入体内时可使其周围骨组织黏附并向孔隙内生长,正逐渐替代自体骨、同种异体骨、金属钛和不锈钢等传统医用生物材料,成为骨缺损修复的新型修复材料。 背景：结合物理因素与支架材料建立共培养体系并采用细胞因子诱导,成为骨髓间充质干细胞成软骨分化的热点。 目的：观察骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞软骨向分化的影响。 方法：分离培养SD大鼠(由北京华阜康生物提供)骨髓间充质干细胞,分组干预：①实验组加入多孔钽片,对照组不加多孔钽片,培养第5天,鬼笔环肽染色观察多孔钽片表面的细胞生长情况;培养1,3,5,7 d,CCK-8 法检测细胞增殖;②A组加入软骨细胞诱导液,B组加入软骨细胞诱导液与骨形态发生蛋白7,C组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液,D组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液和骨形态发生蛋白7,培养第 7,14,21天,采用 ELISA 法检测细胞分泌Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的水平,Western-blot法检测细胞中Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的表达。动物实验获得华北理工大学动物实验伦理委员会批准。 结果与结论：①鬼笔环肽染色显示,骨髓间充质干细胞在多孔钽表面及周围生长及增殖良好;②实验组培养3,5 d的增殖慢于对照组(P < 0.05),培养1,7 d的增殖与对照组无差异(P > 0.05);③培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白质量浓度逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13质量浓度逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于其余3组(P < 0.05),B、C、D组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);培养第21天时,4组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);④Western-blot检测显示培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白表达逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13蛋白表达逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于C、D组(P < 0.05),B、C组高于D组(P < 0.05);培养第21天时,A组高于其余3组(P < 0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);⑤结果表明,骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可诱导骨髓间充质干细胞软骨向分化,可促进Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白的表达,抑制基质金属蛋白酶13的表达。 ORCID: 0000-0002-5869-6982(崔逸爽) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

全骨髓贴壁法获取组织工程髓核种子细胞的相关研究*

目的明确兔骨髓间充质干细胞的分化能力及分化条件,以TGF-β3和BMP-7诱导兔骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化,为组织工程髓核的构建提供良好的种子细胞。方法利用全骨髓贴壁法分离获取兔骨髓间充质干细胞,并对细胞进行培养和传代,以特定的环境及细胞诱导液进行诱导,促使其向特定的中胚层细胞分化。再将细胞分为四组,A:空白对照组,B:BMP-7诱导组,C:TGF-β3诱导组,D:TGF-β3与BMP-7共同诱导组,诱导21天后对蛋白聚糖、Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅹ型胶原和SOX9基因进行realtime-PCR检测。结果全骨髓贴壁法分离获得的原代兔骨髓间充质干细胞生长良好,2周后显微镜下观察细胞间形态较为一致,成纺锤形。细胞传代后生长良好。细胞表面表达CD29、CD105、CD166表面标记物。在成骨诱导培养液、成软骨诱导培养液和脂肪诱导培养液的诱导下,培养21天后,通过特定染色发现兔骨髓间充质干细胞向预定方向分化生长。以TGF-β3和BMP-7生长因子诱导21天后,蛋白聚糖、Ⅱ型胶原和SOX9基因表达C组和D组明显高于A组和B组(P0.05),X型胶原表达A组和B组明显高于C组和D组(P0.05),Ⅰ型胶原表达四组之间无明显差异。结论全骨髓贴壁法可以成功分离获得状态良好的兔骨髓间充质干细胞,在成骨诱导培养液、成软骨诱导培养液和脂肪诱导培养液的诱导下,兔骨髓间充质干细胞可向预定的方向分化且生长良好。TGF-β3和BMP-7诱导兔骨髓间充质干细胞后可明显提高其类髓核细胞具有的下游基因表达水平。     

未羧化骨钙素对高糖条件下小鼠骨髓间充质干细胞成骨与成脂分化的调控效应

文题释义： 未羧化骨钙素：由成骨细胞分泌的一种含量丰富的非胶原蛋白,在骨矿化过程中起到重要作用。近几年研究表明未羧化骨钙素可作为激素调节糖脂代谢,对胰岛素抵抗具有缓解作用;作为糖尿病和骨骼疾病之间相互关联的一个重要因子,可显著改善2型糖尿病小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。 骨髓间充质干细胞：存在于骨髓中的一类可以自主更新且具有多向分化潜能的多能干细胞。作为脂肪细胞和成骨细胞的前体细胞,其分化方向直接影响骨髓内成分的相对含量以及骨组织的结构。糖尿病性骨质疏松患者的骨髓间充质干细胞受高糖的影响,偏向于向脂肪细胞分化,最终导致成骨细胞含量偏低,骨组织缺失。 背景：寻找高糖条件下促进骨髓间充质干细胞成骨分化而抑制其成脂分化的方法,可以为治疗骨代谢疾病如糖尿病性骨质疏松提供预防及治疗思路。 目的：探讨未羧化骨钙素对高糖条件下小鼠骨髓间充质干细胞成脂分化和成骨分化的影响,揭示未羧化骨钙素对骨髓间充质干细胞分化的作用机制。 方法：采用全骨髓细胞培养及贴壁纯化小鼠骨髓间充质干细胞,不同质量浓度(0,1,3,10,30 μg/L)未羧化骨钙素处理细胞,CCK-8试剂盒检测细胞增殖情况,确定最佳作用质量浓度。第3代骨髓间充质干细胞加入成脂(或成骨)分化诱导培养基并分成4组：对照组、高糖处理组、未羧化骨钙素处理组、高糖+未羧化骨钙素处理组,分别添加25.5 mmol/L外源葡萄糖,3 μg/L未羧化骨钙素进行处理。采用油红和茜素红染色检测脂滴和钙结节的形成,qRT-PCR检测成脂分化标志基因(Fabp4、PPARγ、Adipsin和FAS)和成骨分化标志基因(Runx2、Osx、ALP和COLⅠ)的相对表达水平,试剂盒检测碱性磷酸酶活性和Ⅰ型胶原蛋白水平。另外,结合MEK和AMPK的特异性抑制剂(PD98059和BML),Western blot检测P-Erk和P-AMPKα的相对表达水平。 结果与结论：①3 μg/L未羧化骨钙素可显著促进细胞增殖(P < 0.01);②未羧化骨钙素促进高糖条件下骨髓间充质干细胞产生钙结节(P < 0.01)而抑制脂滴的形成(P < 0.05),下调成脂分化标志性基因(P_Fabp4 < 0.01;P_PPARγ < 0.05;P_Adipsin < 0.01;P_FAS < 0.01)而上调成骨分化标志性基因(P_Runx2 < 0.05;P_Osx< 0.05;P_ALP < 0.01;P_COLⅠ < 0.01)的表达,增加碱性磷酸酶活性(P < 0.01)和Ⅰ型胶原蛋白水平(P < 0.05);③高糖条件下,未羧化骨钙素上调P-Erk(P < 0.01)和P-AMPKα(P < 0.01)表达水平;④结果表明,未羧化骨钙素通过Erk/AMPKα信号通路促进高糖条件下骨髓间充质干细胞的成骨分化而抑制成脂分化。 ORCID: 0000-0003-2544-5690(杨建虹) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

鹿茸血清调控miR-141影响地塞米松对骨髓间充质干细胞的促增殖作用

文题释义：激素性骨坏死：其发病机制包括骨细胞自噬、凋亡增加引起的骨量减少、脂代谢紊乱引起的骨滋养动脉微小栓塞以及骨髓脂肪细胞增大增多导致的静脉回流受限。近期研究表明,通过股骨注射自体间充质干细胞可以缓解激素性股骨头坏死的病程,对于激素性股骨头坏死具有积极的作用。 微小RNA-141：是一种非编码单链小RNA分子,通过作用目的基因的3'-UTR区域发挥作用,微小RNA-141可调控包括干细胞、肿瘤细胞的增殖与分化。 背景：骨髓间充质干细胞的增殖与成骨分化可延缓激素性股骨头坏死的进程,miR-141是促进细胞增殖的重要调控因子之一,鹿茸作为传统中药,在骨与组织修复及改善健康方面有显著的作用。 目的：探讨鹿茸血清是否具有调控miR-141的作用,从而影响骨髓间充质干细胞的增殖,进而延缓或逆转激素性骨坏死的病程。 方法：分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,将第3代骨髓间充质干细胞行miRNA-141 mimic和miRNA-141 inhibitor转染,采用RT-PCR检测miR-141的mRNA表达,MTT比色法检测骨髓间充质干细胞的增殖能力。将第3代骨髓间充质干细胞分为3组：正常组、地塞米松组、鹿茸血清组,正常组用α-MEM培养基培养,地塞米松组在α-MEM培养基中加入终浓度在1 μmol/L的地塞米松,鹿茸血清组在α-MEM培养基中加入终浓度在1 μmol/L的地塞米松和体积分数为15%的鹿茸血清,干预24 h后采用RT-PCR检测miR-141的mRNA表达,干预24,48,72 h采用MTT比色法检测细胞增殖能力。 结果与结论：①转染miR-141 mimic质粒后骨髓间充质干细胞中miR-141 mRNA表达升高,细胞增殖能力下降;转染miR-141 inhibitor质粒后骨髓间充质干细胞中miR-141 mRNA表达降低,细胞增殖能力升高;②地塞米松组miR-141的mRNA表达较正常组显著增加(P < 0.01),鹿茸血清组miR-141的mRNA表达较地塞米松组显著下调(P < 0.01);③地塞米松组骨髓间充质干细胞吸光度值低于正常组(P < 0.01),鹿茸血清组吸光度值均高于地塞米松组(P < 0.01);④由此可见,鹿茸血清可以抑制地塞米松引起的miR-141高表达,从而促进骨髓间充质干细胞增殖。 ORCID: 0000-0001-7913-2011(冯卫) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

碱性成纤维细胞生长因子基因转染骨髓干细胞与韧带成纤维细胞共培养效应

背景：碱性成纤维细胞生长因子在韧带损伤愈合中具有重要作用,细胞因子转染的骨髓间充质干细胞可作为种子细胞应用于韧带组织工程。目的：探讨人碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞与韧带成纤维细胞三维共培养后的交互生物学效应。方法：原代培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代后分为3组：对照组、Ad-EGFP组及Ad-bFGF组。各组细胞相应处理后分别与韧带成纤维细胞三维共培养,MTS法检测细胞增殖能力,ELISA法检测各组细胞上清液中碱性成纤维细胞生长因子蛋白水平,RT-PCR检测各组两种细胞中Scleraxis、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、核心蛋白多糖、软骨低聚物基质蛋白等相关基因mRNA表达量的变化。结果与结论：腺病毒介导的碱性成纤维细胞生长因子可高效转染骨髓间充质干细胞;共培养3,6 d后,与对照组及Ad-EGFP组相比,Ad-bFGF组两种细胞增殖活性增强(P < 0.01);上清液中碱性成纤维细胞生长因子表达明显增高(P < 0.01),韧带成纤维细胞中Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、核心蛋白多糖、软骨低聚物基质蛋白mRNA表达均降低(P < 0.01),骨髓间充质干细胞中Scleraxis、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA表达均明显升高(P < 0.01)。以上结果表明碱性成纤维细胞生长因子转染的骨髓间充质干细胞与韧带成纤维细胞三维共培养促进韧带成纤维细胞增殖的同时抑制了其胶原合成能力,促进骨髓间充质干细胞增殖的同时增强了其向韧带成纤维细胞分化的能力。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

转化生长因子β1对骨髓干细胞分化类髓核细胞的影响

背景：转化生长因子β1是骨髓间充质干细胞分化为类髓核细胞的首选生长因子,适当浓度能诱导骨髓间充质干细胞的增殖和分化。 目的：观察不同质量浓度转化生长因子β1对大鼠骨髓间充质干细胞体外向类髓核细胞分化的影响,优化骨髓间充质干细胞体外培养条件。 方法：取成年大鼠股骨骨髓,体外培养、纯化。取第3代成年大鼠骨髓间充质干细胞,实验组用加入不同质量浓度转化生长因子β1(0,1,10,20 μg/L)的HG-DMEM无血清培养液诱导3,7,14,21 d;对照组普通状态下用含体积分数为10%胎牛血清的HG-DMEM培养液自然分化。 结果与结论：10 μg/L转化生长因子β1诱导液诱导的骨髓间充质干细胞蛋白聚糖与Ⅱ型胶原蛋白水平明显高于其他实验组和对照组(P < 0.01)。各实验组14 d时蛋白聚糖的表达均较3,7,21 d时高(P < 0.01)。对照组各时间点蛋白聚糖Aggrecan及Ⅱ型胶原表达均呈阴性。提示10 μg/L的转化生长因子β1能提高大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化类髓核的数量,从而使骨髓间充质干细胞发挥更高的治疗效率。     

血管内皮生长因子与纳米晶胶原基骨支架复合修复大鼠股骨缺损

背景：研究证实纳米晶胶原基骨复合间充质干细胞修复骨缺损具有体内成骨能力。 目的：观察血管内皮生长因子与骨髓间充质干细胞、纳米晶胶原基骨复合物修复大鼠股骨缺损的效果。 方法：制作SD大鼠股骨中段骨缺损模型,随机分为2组：对照组植入骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物;实验组植入血管内皮生长因子/骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物。术后第2,4,8周行股骨标本影像学与组织学观察;术后第8周行新生骨痂环境扫描电镜检查。 结果与结论：纳米晶胶原基骨支架复合物植入大鼠体内后无排斥反应及炎症反应,且血管内皮生长因子/骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物成骨更快,较骨髓间充质干细胞/纳米晶胶原基骨复合物具有更好的骨再生能力,其成骨方式主要为软骨内成骨。推测血管内皮生长因子促进了局部微血管的形成和成骨细胞的分化、增殖,加快了软骨内成骨的速率,缩短了骨修复时间,提高了骨再生的质量和速率。     

骨形态发生蛋白2及碱性成纤维生长因子2对大鼠骨髓间充质干细胞膜片增殖和成骨分化的影响

文题释义： 细胞膜片技术：是在体外接种培养高密度的细胞，使其相互融合生长至100%而形成的透明致密膜状物。该技术不需要胰酶消化即可收集细胞，因此保留了大量的胞外基质、细胞间连接以及细胞-基质连接等结构。目前细胞膜片技术已成为组织工程领域的研究热点，已被推广应用于牙周膜、角膜、心脏、软骨、食管等多种组织器官修复。 成骨细胞：主要由内外骨膜和间充质始祖细胞分化而来，在复杂的骨形成过程中发挥着主要的功能，承担着骨基质的合成、分泌和矿化。骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，能定向分化为成骨细胞，其成骨分化过程可受多种因素的影响，如细胞因子的调控、遗传因素和激素水平等。背景：现阶段骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2对骨髓间充质干细胞膜片增殖、成骨分化的影响和作用机制还尚未可知，如何将生长因子与组织工程细胞膜片技术相整合，最终将其用于骨缺损修复具有重要意义。 目的：探讨单独及联合应用骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2对骨髓间充质干细胞膜片增殖和成骨分化的影响。 方法：体外分离培养鉴定SD大鼠骨髓间充质干细胞并构建细胞膜片，选用不同质量浓度的骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2单独及联合诱导骨髓间充质干细胞膜片，CCK-8法结合碱性磷酸酶活性检测确定2种因子促进膜片增殖和成骨分化的最佳有效质量浓度；然后对骨髓间充质干细胞膜片进行成骨诱导，通过大体及显微镜观察、Vonkossa染色、茜素红染色、RT-PCR检测相关成骨标志物来评估诱导效果。 结果与结论：单独应用骨形态发生蛋白2可增强骨髓间充质干细胞膜片的碱性磷酸酶活性，最佳质量浓度为100 μg/L(P < 0.001)，单独应用碱性成纤维生长因子2能加速骨髓间充质干细胞膜片的增殖，最佳质量浓度为20 μg/L(P < 0.001)，而联合应用既可以促进膜片增殖又能提高其碱性磷酸酶活性(P < 0.001)；经成骨诱导后，4组膜片在形态学上无明显差异，均能诱导骨髓间充质干细胞膜片的成骨分化，其中联合组钙结节最明显(P < 0.001)，可显著促进膜片晚期成骨分化并抑制其早期成骨分化，具有明显的协同促进作用(P < 0.001)。结果表明，骨形态发生蛋白2和碱性成纤维生长因子2联合应用时具有协同作用，既可以促进骨髓间充质干细胞膜片增殖，又能显著增强其成骨诱导能力。ORCID: 0000-0003-1918-579X(何惠宇) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程     

人胎盘间充质干细胞CD200+亚群细胞对同种异基因移植排斥的调节效应

文题释义： CD200⁺亚群细胞：从人胎盘间充质干细胞中分选获得的高表达CD200抗原的一群细胞。属于免疫球蛋白超级家族的膜糖蛋白CD200在调节免疫反应方面很重要,在维持免疫稳态方面起着关键作用。 移植排斥：在同种异基因组织、器官移植中,受者的免疫系统会对移植物产生排斥反应,这是一个涉及多种免疫反应的免疫学现象。排斥反应的轻重取决于供者与受者之间人类主要组织相容抗原的差异程度。 背景：免疫排斥反应仍是皮肤异体移植面临的重要难题,实验室前期研究发现高表达CD200的人胎盘间充质干细胞亚群细胞具备较强的免疫调节能力。 目的：进一步研究人胎盘间充质干细胞CD200⁺亚群细胞对同种异基因移植排斥的调节作用。 方法：构建同种异基因小鼠皮肤移植模型,经尾静脉分别将PBS(对照组)、人胎盘间充质干细胞(PMSCs组)、人胎盘间充质干细胞CD200⁺亚群细胞(CD200⁺-PMSCs组)输注C57BL/6小鼠体内。观察移植物的开始坏死时间、存活时间、皮片状态;细胞治疗7 d,采集小鼠外周血进行白细胞计数,采用Q-PCR、ELISA方法检测小鼠脾脏与外周血中白细胞介素10、干扰素γ及肿瘤坏死因子α的表达。 结果与结论：①与对照组相比,PMSCs组与CD200⁺-PMSCs组移植物状态良好,存活时间明显延长(P < 0.001);CD200⁺-PMSCs组移植物状态及存活时间均优于PMSCs组(P < 0.01);②细胞治疗7 d,PMSCs组与CD200⁺-PMSCs组白细胞数量明显少于对照组(P < 0.01);③与对照组相比,CD200⁺-PMSCs组脾脏中白细胞介素10 mRNA表达明显升高(P < 0.05),PMSCs组、CD200⁺-PMSCs组干扰素γ及肿瘤坏死因子α mRNA表达量则明显下调(P < 0.05,P < 0.01),同时CD200⁺-PMSCs组干扰素γ及肿瘤坏死因子α mRNA表达量明显低于PMSCs组(P < 0.01,P < 0.05);④与对照组相比,PMSCs组、CD200⁺-PMSCs组血液中白细胞介素10水平明显升高(P < 0.05,P < 0.01),而干扰素γ及肿瘤坏死因子α水平则明显下调(P < 0.05,P < 0.001;P < 0.01,P < 0.001),同时CD200⁺-PMSCs组干扰素γ及肿瘤坏死因子α水平明显低于PMSCs组(P < 0.05);⑤结果表明,人胎盘间充质干细胞对同种异基因皮肤移植排斥具有调节作用;CD200⁺亚群细胞抑制免疫排斥反应能力更强,其机制可能是CD200通过调节白细胞介素10、干扰素γ及肿瘤坏死因子α等免疫相关因子参与免疫反应。 ORCID: 0000-0002-9945-9094(刘婷) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

丝素蛋白-壳聚糖支架复合骨髓间充质干细胞体内构建组织工程化软骨的生物相容性

文题释义： 生物相容性：是指生命体组织对非活性材料产生的一种性能,一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性。 检测相容性的方法：是将支架材料与种子细胞在体外共培养,检测支架毒性、细胞活性、细胞增殖及细胞与支架的黏附情况等指标,该方法具有客观性强、可重复性强、影响因素相对简单及敏感性高等特点。 背景：课题组前期的研究中发现,丝素蛋白-壳聚糖支架材料复合诱导后骨髓间充质干细胞在兔体内能修复缺损的软骨组织,但对于该组织工程化软骨组织的生物相容性还未进一步研究。 目的：研究丝素蛋白-壳聚糖支架材料复合骨髓间充质干细胞在体内构建组织工程化软骨的生物相容性。 方法：使用丝素蛋白-壳聚糖按1∶1比例混合制备三维支架材料,提取兔骨髓间充质干细胞,将诱导后的骨髓间充质干细胞与丝素蛋白-壳聚糖支架构建修复体,再将修复体移植到兔关节软骨缺损模型中修复软骨组织。实验分为3组,实验组植入诱导后骨髓间充质干细胞+丝素蛋白-壳聚糖支架,对照组植入丝素蛋白-壳聚糖支架干预,空白组未植入修复体。 结果与结论：①实验成功制备丝素蛋白-壳聚糖三维支架材料及提取骨髓间充质干细胞,并构建软骨缺损的修复体,将修复体植入兔体内能成功修复缺损的软骨组织;②建模后2,4,8,12周,3组血常规、降钙素原、血沉、C-反应蛋白结果提示无明显的全身感染征象,3组血常规及肝肾功能各时间段比较差异无显著性意义(P > 0.05);③一般观察、苏木精-伊红染色及扫描电镜观察：建模后12周,相比其他两组,实验组软骨缺损已修复,支架材料已吸收,修复组织周围未见炎性细胞,修复组织已正常组织整合良好;④结果证实,丝素蛋白-壳聚糖支架复合骨髓间充质干细胞在体内构建的组织工程化软骨具有良好的生物相容性。 ORCID: 0000-0002-8139-1175(佘荣峰) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

miR-155有助于骨髓间充质干细胞成软骨分化

背景：近年发现,miRNA是能够对基因表达产生影响的一种新型调控子,miRNA有助于多能干细胞分化增殖以及自我更新。 目的：探讨miR-155对大鼠骨髓间充质干细胞成软骨分化的调控机制。 方法：12周龄健康SD大鼠60只,随机分为研究组与对照组,每组30只。于麻醉状态下将大鼠处死,获取下肢骨髓,进行骨髓间充质干细胞分离、培养,研究组给予miR-155基因模拟物转染,对照组给予阴性对照序列转染,经成软骨诱导分化后进行RT-PCR检测Sox9、CollagenⅡ、Aggrecan、Collagen X基因的表达,Western blot检测Sox9、Runx2蛋白的表达。 结果与结论：研究组Sox9、CollagenⅡ、Aggrecan基因表达高于对照组,Collagen X基因表达低于对照组,差异均有显著性意义(P < 0.05)。研究组Sox9蛋白表达高于对照组,Runx2蛋白表达低于对照组,差异均有显著性意义(P < 0.05)。结果表明miR-155不仅有助于骨髓间充质干细胞成软骨分化,而且可以抑制骨髓间充质干细胞成软骨分化呈肥大趋势发展。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

微渠多孔羟基磷灰石支架诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的miRNA表达谱分析

文题释义： 羟基磷灰石：是目前最为理想的生物活性材料,具有生物相容性、骨传导性和骨诱导性,植入人体后对组织无刺激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,能为新骨的形成提供支架,发挥骨传导作用,是理想的硬组织替代材料。 MicroRNA(miRNA)：是一类内生的、长度为20-24个核苷酸的单链小分子RNA,由具有发夹结构的70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成,其可以通过几个miRNAs的组合在转录后水平精细调控基因的表达。 背景：多孔羟基磷灰石支架具有良好的体内外成骨效能,但其所涉及的miRNAs复杂调控机制相关研究较少。 目的：探讨多孔羟基磷灰石支架材料介导大鼠骨髓间充质干细胞成骨矿化过程中相关miRNA表达谱的变化。 方法：体外分离、培养和鉴定大鼠骨髓间充质干细胞,将骨髓间充质干细胞与多孔羟基磷灰石支架共培养为实验组,骨髓间充质干细胞单独培养为空白对照组,分别进行成骨诱导7 d,运用miRNA高通量测序技术分析两组骨髓间充质干细胞成骨矿化过程中相关miRNA表达谱的变化并进行GO分析,筛选出两组中表达差异明显的miRNA分子并进行qRT-PCR验证。 结果与结论：①与空白对照组比较,成骨诱导7 d时实验组BMP2、ALP、Runx2 mRNA表达上调,其中BMP2上调明显(P < 0.05);②microRNA高通量测序结果显示miR-210-3p、miR-146a-5p等13个miRNAs明显上调;let-7c-3p、let-3615等17个miRNAs明显下调;③GO分析上调的miRNA靶基因主要参与生物学调节、细胞基因表达、基因表达调节等,包括NF-κB、Toll样受体9、细胞间黏附、白细胞介素1调节、血管生成、Hippo等信号通路;④实时荧光定量qPCR验证结果显示miRNA-210在实验组上调15倍,miR-146a-5p在实验组上调10倍(P < 0.05);⑤结果表明,新型微渠多孔羟基磷灰石支架可以通过上调骨髓间充质干细胞miRNA-210-3p和miR-146a表达,促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。 ORCID: 0000-0002-8722-1548(郑佳俊) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

自聚肽纳米纤维支架承载骨髓源性心肌干细胞移植治疗心肌梗死的实验研究

目的 探讨自聚肽纳米纤维支架承载骨髓源性心肌干细胞(MCSC)移植对大鼠心肌梗死后心功能恢复的影响,寻找一种更适合承载心肌干细胞治疗心肌梗死的可注射性生物材料.方法 通过单细胞克隆培养技术,从骨髓间充质干细胞中筛选具有心肌特异分化潜能的MCSC,固相合成自聚多肽.将雌性大鼠心肌梗死模型随机分为3组:对照组、MCSC移植...     

Effects of hypoxias and scaffold architecture on rabbit mesenchymal stem cell differentiation towards a nucleus pulposus-like phenotype

Nucleus pulposus grafts are needed for patients requiring replacement of their degenerated intervertebral discs. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) are a potential autologous stem cell source for the nucleus pulposus regeneration. One of the key issues of constructing functional nucleus pulposus using MSCs, however, is to differentiate MSCs into nucleus pulposus phenotype in?vitro and to maintain their phenotypic stability in?vivo. In this study, three-dimensional (3D) nanofibrous poly(l-lactide) (PLLA) scaffolds were seeded with multi-potent rabbit MSCs and the constructs were induced along nucleus pulposus development routes in a hypoxia chamber (2% O(2)) in the presence of TGF-β1. It was found that nanofibrous scaffold could support the differentiation of rabbit MSCs towards a nucleus pulposus-like phenotype in?vitro, as evidenced by upregulated expression of a few important nucleus pulposus-associated genes (aggrecan, type II collagen and Sox-9), abundant deposition of extracellular matrix (glycosaminoglycan (GAG) and type II collagen), and the continuous expression of the nucleus pulposus-specific marker, hypoxia-inducible factor (HIF)-1α. The subcutaneous implantation results confirmed that hypoxic induction before implantation could help the constructs to retain their phenotype and resist calcification in?vivo. Therefore, the above data showed the promise of using 3D nanofibrous scaffolds in combination with TGF-β1 and hypoxic induction to regenerate functional nucleus pulposus grafts for intervertebral disc replacement.     

体外构建组织工程骨-软骨复合组织

背景：设计一体化、具有过渡结构的双层支架材料,复合软骨细胞、骨髓间充质细胞,有利于新生的骨与软骨组织之间形成良好界面。 目的：模仿自然骨-软骨基质构建复合支架,以软骨细胞和骨髓间充质干细胞为种子细胞,体外观察复合组织的成软骨及成骨能力。 方法：制备明胶-硫酸软骨素-透明质酸及明胶-陶瓷化骨多孔复合支架,构建自然骨-软骨基质复合支架,复合兔软骨细胞与骨髓间充质干细胞,分未成骨诱导与成骨诱导两组培养,并进行MTT、糖胺多糖含量、碱性磷酸酶活性检测,以及苏木精-伊红染色检测。 结果与结论：未成骨诱导与成骨诱导两组骨髓间充质干细胞增殖及糖胺多糖含量差异无显著性意义。未成骨诱导组碱性磷酸酶活性缓慢上升,成骨诱导组诱导后碱性磷酸酶活性迅速上升,14 d时达到稳定状态。两组苏木精-伊红染色结果无明显区别,均已形成含有双层组织的类似骨-软骨样组织,其间可见未降解支架形态,但由于基质形成不完善及支架未完全降解,此种结构不成熟,细胞分布不均匀,支架内部可见散在无细胞区域。证实采用两种细胞与双层结构的支架经体外分层复合能够形成组织工程骨软骨复合组织。     

髓核细胞诱导骨髓间充质干细胞向髓核方向的分化

背景：国内外已有很多文献相继报道了用骨髓间充质干细胞-藻酸盐复合植入材料来修复大鼠退变的腰椎间盘,但尚缺少对此复合物与正常髓核细胞之间的各项生物学指标的比较。 目的：在Transwell非接触共培养条件下,研究髓核细胞对骨髓间充质干细胞的诱导作用。 方法：全骨髓法培养大鼠骨髓间充质干细胞并鉴定,取第3代骨髓间充质干细胞及髓核细胞复合藻酸盐接种于Transwell共培养系统中,上室接种骨髓间充质干细胞藻酸盐复合物,下室接种髓核细胞藻酸盐复合物,共培养7 d后回收上层骨髓间充质干细胞。 结果与结论：RT-PCR方法检测共培养组Ⅱ型胶原、Sox-9和多功能蛋白聚糖的mRNA表达均接近正常髓核细胞。说明共培养条件下髓核细胞能诱导骨髓间充质干细胞向髓核方向分化。     

骨髓间充质细胞复合胶原-壳聚糖材料联合骨搬移修复胫骨缺损：随机对照实验方案

背景：骨髓间充质干细胞发挥成骨作用需要支架材料的辅助,一方面支架材料不仅可将细胞运载至骨缺损区域,另一方面还可作为新骨生长的框架结构。胶原-壳聚糖复合材料是骨组织工程较为理想的支架材料之一,同时其具有骨诱导性,比常规支架材料更优越的成骨能力。骨搬移技术在临床上在修复长段骨缺损方面已得到广泛应用,但也存在成骨慢、外固定时间长、骨不连等缺憾。如何进一步加快骨形成速度,减少并发症发生,已成当前亟待解决的问题。实验假设：骨髓间充质干细胞复合胶原-壳聚糖支架移植能提高胫骨缺损骨搬移修复效果。 方法/设计：随机对照动物实验。分为体外和体内实验两部分。体外实验中取月龄一两个月的新西兰大白兔股骨骨髓,提取骨髓间充质干细胞,培养至第3代,将细胞悬液滴于胶原-壳聚糖支架材料,构建骨髓间充质干细胞复合胶原-壳聚糖支架。体内实验选用24只三四月龄新西兰大白兔,被随机分配接受如下干预：骨搬移、支架植入、骨搬移联合支架植入。研究的主要观察指标为植入材料与骨缺损界面的生长情况、X射线检测的缺损区骨修复情况、苏木精-伊红染色及扫描电镜观察缺损区成骨情况、免疫组织化学染色检测成骨区Ⅰ型胶原蛋白的表达情况、扫描电子显微镜观察移植材料与宿主骨的界面键合情况、超微结构及新骨的生成。 讨论：实验结果将有助于确定对骨缺损进行骨搬移治疗过程中,应用骨髓间充质干细胞复合胶原-壳聚糖支架移植促进骨缺损再生修复效果的可行性。 实验方案获基金支持情况：获辽宁省科学技术计划项目资助(2012225019)。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

结合3D打印技术构建聚己内酯-骨细胞外基质复合支架及体外骨诱导性能

BACKGROUND: Scholars are still looking for ideal bone tissue-engineered scaffolds, and  three-dimensional (3D) printing technology is a novel construction method. In the meanwhile, bone extracellular matrix is becoming a hotspot in osteogenic induction. OBJECTIVE: To construct the polycaprolactone/bone extracellular matrix scaffold using 3D printing technology and co-culture method, and to detect its osteogenic property. METHODS: 216 3D-printed polycaprolactone scaffolds were divided into group A (96 pores, n=72) and group B(48 pores, n=144). Passage 5 bone marrow mesenchymal stem cells from Sprague-Dawley rats were seeded onto the two kinds of polycaprolactone scaffolds, and the group A was used for alizarin red staining and Masson staining, while the group B for collagen and glycosaminoglycan detection at 1, 2 and 3 weeks of incubation. Afterwards, the scaffolds at 1, 2 and 3 weeks of culture were decellularized and labeled as groups AE1, AE2, AE3, BE1, BE2 and BE3. Then passage 5 bone marrow mesenchymal stem cells from Sprague-Dawley rats were seeded onto each scaffold again, and the former three groups underwent alizarin red staining, and the latter three were used for calcium, alkaline phosphatase activity and DNA quantitative analysis at 1, 2 and 3 weeks of culture. RESULTS AND CONCLUSION: Masson staining, glycosaminoglycan and hydroxyproline quantitative analysis showed that the extracellular matrix on the composite scaffold increased with time. Alkaline phosphatase activity revealed that the composite scaffold had a significantly stronger osteogenic differentiation than the normal polycaprolactone scaffold (P < 0.05). Alizarin red staining and calcium quantitative analysis showed that the mineralization of the composite scaffold was more obvious than that of the normal polycaprolactone scaffold (P < 0.05), but the total DNA analysis did not differ significantly between scaffolds. These results suggest that the composite scaffold with extracellular matrix is constructed successfully using the 3D technology and co-culture method and exhibits a better osteoinductivity.     

三维环境下软骨细胞诱导滑膜间充质干细胞向软骨样细胞的分化

BACKGROUND: The co-culture of chondrocytes and synovial mesenchymal stem cells can induce the cartilage differentiation of synovial mesenchymal stem cells in vitro, but the cell differentiation induced by co-culture in vivo is rarely reported. OBJECTIVE: To investigate the chondrogenic differentiation of synovial mesenchymal stem cells co-cultured with chondrocytes on the chitosan/type I collagen composite scaffolds after being transplanted into the subcutaneous layer of Sprague-Dawley rats. METHODS: The synovial mesenchymal stem cells and chondrocytes harvested from the synovial membrane and articular cartilage of Sprague-Dawley rats were obtained by enzyme digestion method and cultured respectively. Passage 3 synovial mesenchymal stem cells and passage 2 chondrocytes, which were divided into four groups: group A (chondrocytes alone), group B (synovial mesenchymal stem cells alone), group C (ratio of synovial mesenchymal stem cells:chondrocytes=1:2) and group D (scaffold material without cells), were cultured on chitosan/type I collagen composite scaffolds and transplanted into the subcutaneous layer of rats followed by morphological observation and immunohistochemical staining at 4 and 8 weeks.   . RESULTS AND CONCLUSION: After 4 and 8 weeks, the discoid-like scaffold was visible. The immunohistochemical staining of type II collagen and the toluidine blue staining of aggrecan were significantly positive in groups A and C. These results show that the co-culture of synovial mesenchymal stem cells and chondrocytes on the scaffold in vivo can form cartilage-like tissues.