重组PcDNA3—hBMP3转染兔关节软骨细胞和对其增殖的影响

目的 研究将人骨形成蛋白３（ＢＭＰ３）的ＣＤＮＡ构建于真核，表达载体ＰＣＤＮＡ３，形成重组ＤＮＡＰｃＤＮＡ３－ｈＢＭＰ３，转染兔关节软骨细胞，以探讨基因转染对关节软骨细胞增殖的影响。方法 利用重组ＤＮＡ和基因克隆技术构建重组ＤＮＡ；用细胞培养和基因转染技术体外转染兔关节软骨细胞；用核酸杂交和蛋白电泳检测细胞ＢＭＰ３的表达，最后通过ＦＣ几葡糖醛酸含量检测以及Ⅱ型胶原探针原位杂交分析其对增殖的影响。结     

pcDNA3-hBMP2基因转染成纤维细胞及其稳定表达

目的 探讨外源性hBMP2基因在成纤维细胞获得稳定表达的可行性。方法 将hBMP2的cDNA连入真核表达载体pcDNA3,形成重组真核表达载体pcDNA3-hBMP2,在脂质体介导下,将其导入小鼠成纤维细胞株（NIH3T3）。通过G418筛选获得阳性克隆,并继续培养4周,然后用原位杂交和免疫组织化学方法检测BMP2基因在成纤维细胞NIH3T3内的稳定表达情况。结果 经原位杂交和免疫组织化学证实,转染 pcDNA3-hBMP2后的成纤维细胞NIH3T3内有大量hBMP2 mRNA的转录和蛋白的表达。结论 在脂质体介导下,hBMP2基因能够导入成纤维细胞内并在其内获得稳定表达。     

重组PcDNA3-hBMP3转染兔关节软骨细胞和对其增殖的影响

目的研究将人骨形成蛋白３（ＢＭＰ３）的ｃＤＮＡ构建于真核,表达载体ＰｃＤＮＡ３,形成重组ＤＮＡ ＰｃＤＮＡ３－ｈＢＭＰ３,转染兔关节软骨细胞,以探讨基因转染对关节软骨细胞增殖的影响。方法利用重组ＤＮＡ和基因克隆技术构建重组ＤＮＡ;用细胞培养和基因转染技术体外转染兔关节软骨细胞;用核酸杂交和蛋白电泳检测细胞ＢＭＰ３的表达,最后通过ＦＣＭ、ＤＮＡ和葡糖醛酸含量检测以及Ⅱ型胶原探针原位杂交分析其对增殖的影响。结果软骨细胞６次传代后,Ⅱ型胶原原位杂交的灰度值降低,同样条件下转染的软骨细胞仍保持较高水平Ⅱ型胶原的表达;转染的软骨细胞经流式细胞仪的分析,软骨细胞Ｓ期细胞比例增多,说明细胞ＤＮＡ的合成增加;经ＤＮＡ和葡糖醛酸含量测定,转染的软骨细胞ＤＮＡ和葡糖醛酸含量较转染前有明显提高。结论ｈＢＭＰ３对维持软骨细胞的表型具有十分重要的作用,在脂质体的介导下,ＤＮＡ ＰｃＤＮＡ３－ｈＢＭＰ３转染兔关节软骨细胞获得成功。     

重组人BMP-7真核表达质粒的构建及转染软骨细胞后的表达

[目的]构建重组人骨形成蛋白-7（rhBMP-7）基因真核表达质粒，转染兔关节软骨细胞，探讨外源性人rhBMP-7基因在转染软骨细胞中的表达情况及对细胞生物学性状的影响。[方法]采用PCR技术扩增rhBMP-7基因，将其插入真核表达载体pcDNA3．1中，体外分离培养兔关节软骨细胞，然后用构建的rhBMP-7质粒转染软骨细胞，经G418筛选、免疫组化染色和逆转录PCR检测其表达，同时检测表达产物对维持软骨细胞表型的作用。[结果]经过PCR及酶切鉴定证实获得了BMP-7真核表达质粒pcDNA3．1-rhBMP-7，通过免疫组化染色和逆转录PCR鉴定证实rhBMP-7在转染后的软骨细胞中得到了表达，其表达产物促进软骨细胞表型的维持。[结论]外源性rhBMP-7基因转染软骨细胞可以获得高效表达，并具有一定的维持软骨细胞表型的作用，为软骨组织工程的研究提供了改良的种子细胞。     

pcDNA3-hBMP2转染对成纤维细胞 生物学性状的影响

目的 探讨人BMP2基因转染对成纤维细胞NIH3T3生物学性状的影响。方法 构建重组真核表达载体pcDNA3-hBMP2,并在脂质体介导下,将其导入NIH3T3成纤维细胞,通过G418筛选获得阳性克隆,用细胞原位杂交和免疫组织化学方法检测hBMP2基因在NIH3T3成纤维细胞内的表达情况;MTT法和FCM检测pcDNA3-hBMP2转染pcDNA3-hBMP2后成纤维细胞超微结构的改变,碱性磷酸酶的检测观察转染pcDNA3-hBMP2后成纤维细胞向成骨细胞分化情况。结果 转染pcvDNA3-hBMP2后的NIH3T3细胞内有大量hBMP2mRNA的转录及其蛋白的表达;转染pcDNA3-hBMP2对成纤维细胞增殖和细胞周期无影响;转染pcDNA3-hBMP2后的成纤维细胞超微结构可见粗面内质网丰富,囊腔扩张明显其内充满中等电子密度的蛋白分泌物;碱性磷酸酶活性显著上升。结论 pcDNA3-hBMP2转染对成纤维细胞NIH3T3增殖和细胞周期无影响。转染后的成纤维细胞不仅可形成BMP2,而且具有向成骨细胞系分化的特性。     

新型纳米基因转移系统体外转染兔关节软骨细胞的研究

目的利用低相对分子质量壳聚糖制备一种新型载基因纳米微粒作为基因转移系统，表征其理化性质，检测其生物学特性，并评估其体外转染软骨细胞的性能。方法以增强型绿色荧光蛋白（EGFP）质粒或β-半乳糖酐酶质粒作为报告基因，通过分子自组装的方法制备载基因纳米壳聚糖微粒。以透射电镜观察微粒的形态，以激光粒径分析仪测定其粒径和表面的Zeta电位，行DNaseⅠ酶切保护实验研究壳聚糖对质粒DNA的保护作用，行噻唑兰试验研究纳米微粒对细胞的毒性作用，于体外行转染试验观察其对软骨细胞的转染活性。结果壳聚糖可以和目的基因质粒相互作用形成带有表面正电荷的纳米微粒，且能在很大程度上保护质粒DNA不受DNaseⅠ的降解，对细胞毒性小，转染软骨细胞后基因能够有效表达。结论载基因低相对分子质量壳聚糖纳米微粒能够有效地转染软骨细胞，是一种很有潜力的纳米局部传输系统。     

重组PcDNA3.1-hBMP-2转染骨髓基质干细胞及复合异种骨支架体外构建组织工程骨

目的：构建人骨形态发生蛋白-2(human bone morphogenetic protein,，hBMP-2)真核表达载体PcDNA3．1-hBMP-2，转染兔骨髓基质干细胞(bane marrow stromal cells，BMSCs)，种植去抗原牛松质骨(bovine cancellous bone，BCB)支架体外构建组织工程骨。方法：蛋白印迹法检测转染后细胞BMP-2的表达，碱性磷酸酶(ALPase)活性检测分析基因转染对细胞分化的影响。然后将转染后细胞接种到BCB支架上，扫描电镜观察细胞贴附、生长状况。结果：转染后，BMSCs表达BMP-2，ALP活性明显增高。扫描电镜见转染细胞分布均匀，伸展良好。结论：在脂质体介导下，BMP-2基因可导入细胞且稳定表达基因产物促进自身增殖分化，转染后细胞在支架材料上贴附生长良好，为进一步应用携带BMP-2基因的人工骨修复骨缺损奠定了实验基础。     

hBMP-7基因直接体内转染修复兔桡骨缺损实验研究

目的　探讨含人骨形态发生蛋白 7(hBMP - 7)基因逆转录病毒液与左旋聚丙交酯 (PLLA)生物材料复合后修复兔桡骨缺损的效果。方法　制备含hBMP - 7真核细胞表达载体的逆转录病毒液PT -PLNCX2 -BMP7。制备新西兰大白兔桡骨 1 5cm缺损模型 ,修复实验分为 4组 :PT -PLNCX2 -BMP7+PLLA修复组 ,空载体 (PT -PLNCX2 ) +PLLA修复组 ,单纯PLLA生物材料修复组 ,空白组。每组 6个样本。分别于术后 8、12、16周进行大体观察、X线检测和组织学检测。结果　PT -PLNCX2 -BMP7重组病毒液与生物材料复合修复组可见在骨缺损处有骨性连接形成 ,组织学观察见有大量新生骨组织形成 ,而PT -PLNCX2 病毒液修复组、单纯材料修复组和未修复组均未见骨性连接形成 ,仅在部分骨缺损两断段形成少量骨组织。结论　利用hBMP - 7基因体内局部、直接转移的方法能够用于兔桡骨缺损的修复     

壳聚糖酶基因在软骨细胞中的表达及对壳聚糖介导基因转染的影响

[目的]探讨携带壳聚糖酶(CSN)基因的重组慢病毒感染软骨细胞后影响CSN活性的因素,及CSN在壳聚糖(CS)/DNA纳米粒介导基因转染软骨细胞中的作用。[方法]构建携带CSN和红色荧光带白(RFP)基因的重组慢病毒(LV-CSN)并感染兔关节软骨细胞,流式细胞仪及荧光显微镜检测其感染率;二硝基水杨酸比色法(DNS)检测对CSN活性的影响因素;以CS/DNA纳米粒介导体外基因转染软骨细胞,检测CSN对CS/DNA纳米粒介导基因转染软骨细胞的作用。[结果]带RFP基因的LV-CSN感染软骨细胞后48 h和第7 d,RFP表达率分别为(91.40±0.98)%和(91.67±1.00)%,二者差异无统计学意义(P=0.583)。p H值、温度及铜离子浓度对CSN的活性有明显影响。LV-CSN感染软骨细胞后CS/DNA组的基因转染效率显著高于裸p DNA组和CS/DNA组(P<0.05),但铜离子可以拮抗这种作用。[结论]在一定时间内LV-CSN感染软骨细胞后可稳定表达CSN,CSN的活性受p H值、温度及铜离子浓度的影响;CSN可提高CS/DNA对软骨细胞的基因转染效率,铜离子则可拮抗这种作用。     

透明质酸／壳聚糖/pEGFP纳米粒介导体外基因转染关节软骨细胞与滑膜细胞的比较

[目的]以透明质酸(HA)修饰的壳聚糖(CS)／质粒DNA(pDNA)纳米粒介导体外基因转染关节软骨细胞与滑膜细胞,以明确其作为非病毒基因载体治疗关节疾病的潜能.[方法]将HA修饰的CS与负载增强型绿色荧光蛋白基因(EGFP)的pDNA以复凝聚法制成纳米粒,以扫描电镜检测纳米粒形态;激光粒度仪测定其粒径、Ze-ta电位及分散度(PDl);凝胶电泳阻滞试验榆测HA/CS和pDNA的结合力及pDNA的释放;体外转染兔关节软骨细胞与滑膜细胞,以流式细胞仪及荧光显微镜检测转染效率.[结果]HA/CS/pDNA纳米粒多呈球形,粒径平均为(142.5±20.3)nm,表面Zeta电位平均为(25.99±8.48)mV,分散度平均为(0.283±0.089),可有效保护pDNA免受核酸酶的降解;通过调节pH值至7.5以上或加入壳聚糖酶可促使纳米粒中的pDNA释放;体外转染实验证明HA/CS/pDNA纳米粒能介导pEGFP转染软骨细胞和滑膜细胞并在细胞内表达绿色荧光蛋白,其对软骨细胞的转染能力较强,比裸pEGFP和CS/pEGFP纳米粒有更高的转染效率(P＜0.05);但对滑膜细胞的基因转染效率较低,与CS/pEGFP纳米粒无明显差别(P＞0.05).[结论]复凝聚法制备的HA/CS/pDNA纳米粒是一种有效的新型非病毒基因转染载体,在体外可介导基因转染关节软骨细胞和滑膜细胞,其转染效率具有明显的细胞依赖性.     

骨形成蛋白7重组腺病毒的构建及转染骨髓间充质干细胞的研究

目的 构建骨形成蛋白(BMP)7重组腺病毒，使其转染骨髓间充质干细胞并在细胞内得到表达。方法 将BMP7基因克隆到转移载体pAdTrack—CMV中，在细菌BJ5183中与pAdEasy腺病毒基因组进行同源重组，得到BMP7重组腺病毒基因组，通过转染HEK293细胞包装出重组腺病毒。利用BMP7重组腺病毒转染分离纯化后的骨髓间充质干细胞，鉴定BMP7在细胞内的表达。结果 经过多聚酶链反应(PCR)及酶切鉴定证明获得了BMP7转移质粒padTrack—BMP7和BMP7重组腺病毒基因组，并包装出重组腺病毒。逆转录PCR和免疫组织化学证明BMP7在重组腺病毒转染后的骨髓间充质干细胞中得到了表达。结论 BMP7重组腺病毒的构建和在骨髓间充质干细胞中的表达，为BMP7基因治疗的研究奠定了基础。     

Comparison of gene expression patterns in articular cartilage and dedifferentiated articular chondrocytes

During monolayer culture, articular chondrocytes dedifferentiate into fibroblast‐like cells. The mechanisms underlying this process are poorly understood. We sought to further characterize dedifferentiation by identifying an extended panel of genes that distinguish articular cartilage from dedifferentiated chondrocytes. Thirty‐nine candidate marker‐genes were identified from previous studies on articular‐cartilage gene‐expression. Real‐time PCR was used to evaluate the mRNA levels for these candidates in calf articular cartilage and dedifferentiated articular chondrocytes. Twenty‐two of the candidate marker genes exhibited at least a two‐fold difference in gene expression in the two cell types. Twelve of these genes had at least a ten‐fold difference in gene expression. Tenascin C (TNC), type I collagen (COL1A1), and hypoxia‐inducible factor 1 alpha (HIF1α) showed the highest relative expression levels in dedifferentiated chonodrocytes. Type II collagen (COL2A1), type XI collagen (COL11A2), and superficial zone protein (SZP) showed the highest relative expression levels in articular cartilage. In contrast to previous findings, fibromodulin mRNA, and protein levels were higher in dedifferentiated chondrocytes. Compared to smaller subsets of markers, this panel of 12 highly differentially expressed genes may more precisely distinguish articular cartilage from dedifferentiated chondrocytes. Since many of the genes up‐regulated in dedifferentiated chondrocytes are also expressed during cartilage development, dedifferentiated chondrocytes may possess features of cartilage precursor cells. © 2011 Orthopaedic Research Society Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 30:234–245, 2012     

Gene expression during redifferentiation of human articular chondrocytes

OBJECTIVE: The aim of the present study was to investigate gene expression during the in vitro redifferentiation process of human articular chondrocytes isolated from clinical samples from patient undergoing an autologous chondrocyte transplantation therapy (ACT). METHOD: Monolayer (ML) expanded human articular chondrocytes from four donors were cultured in a 3D pellet model and the redifferentiation was investigated by biochemistry, histology, immunohistochemistry and microarray analysis. RESULTS: The culture expanded chondrocytes redifferentiated in the pellet model as seen by an increase in collagen type II immunoreactivity between day 7 and 14. The gene expression from ML to pellet at day 7 included an increase in cartilage matrix proteins like collagen type XI, tenascin C, dermatopontin, COMP and fibronectin. The late phase consisted of a strong downregulation of extracellular signal-regulated protein kinase (ERK-1) and an upregulation of p38 kinase and SOX-9, suggesting that the late phase mimicked parts of the signaling processes involved in the early chondrogenesis in limb bud cells. Other genes, which indicated a transition from proliferation to tissue formation, were the downregulated cell cycle genes GSPT1 and the upregulated growth-arrest-specific protein (gas). The maturation of the pellets included no signs of hypertrophy or apoptosis as seen by downregulation of collagen type X, Matrix Gla protein and increased expression of caspase 3. CONCLUSION: Our data show that human articular chondrocytes taken from surplus cells of patient undergoing ACT treatment and expanded in ML, redifferentiate and form cartilage like matrix in vitro and that this dynamic process involves genes known to be expressed in early chondrogenesis.     

外源性人胰岛素样生长因子-1基因在关节软骨细胞中的表达

目的探讨含有绿色荧光蛋白(GFP)的外源性人胰岛素样生长因子(hIGF)-1基因真核表达载体在关节软骨细胞内稳定表达的可行性，建立IGF-1基因工程化的关节软骨细胞。方法利用基因重组技术，将GFPcDNA片段插入pcDNA3．1-hIGF-1载体中，构建重组载体pcGI。然后采用脂质体方法，转染原代关节软骨细胞，经G418筛选后，继续体外单层培养4周。原位杂交和免疫细胞化学检测hIGF-1的表达，荧光显微镜观察GFP的表达，Ⅱ型胶原免疫细胞化学检测软骨细胞表型，四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测软骨细胞增殖能力。结果根据重组载体pcGI内的酶切位点，设计采用BamHI酶切显示为线性化，XbaI酶切显示为512bp、1768bp、5915bD三个片段，HindⅢ则酶切下3023bp、5172bp二个片段，证明所构建的质粒方向及大小正确，含有GFP和hIGF-1cDNA片段。稳定转染pcGI的软骨细胞原位杂交、免疫细胞化学和荧光显微镜证实了hIGF-1和GFP的表达，同时MTT显示转染后的软骨细胞增殖能力增强，并能维持Ⅱ型胶原的表达。结论外源性hIGF-1和GFP基因在关节软骨细胞内获得稳定表达，体外单层培养的转染关节软骨细胞增殖能力增强，同时维持软骨细胞表型。     

关节软骨细胞的凋亡

细胞凋亡(Apoptosis)又称程序性细胞死亡(Programmed Cell Death,PCD),为Kerr于1972年首次描述,是一种不同于坏死的细胞死亡方式.通常认为导致细胞凋亡的程序(即自杀程序)事先就装配在细胞中,如该程序在机体的内、外因素作用下被启动,细胞凋亡即开始发生.