骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

骨髓间充质干细胞是一种多能干细胞,具备向成骨细胞、肌肉细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成纤维细胞等多种细胞分化的能力,其来源较为丰富,异体移植也不会引发明显的排斥反应,因此被广泛应用于组织工程、干细胞移植、骨质疏松症以及骨折不愈合等多种疾病的治疗,成为骨科研究重点.了解骨髓间充质干细胞的分离培养方法及鉴定、成骨向分化诱导方式...     

体外培养大鼠骨髓间充质干细胞成骨基因表达谱的检测

目的:探讨体外培养大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)成骨相关基因的表达谱,明确体外培养大鼠骨髓MSC的成骨潜能。方法:体外培养SD大鼠骨髓MSC,取第3代细胞提取总核糖核酸(RNA),制备杂交探针,并运用SuperArray公司提供的大鼠Oligo GEArray骨再生基因芯片(每张芯片可测113种基因)进行杂交,化学发光检测,通过X线胶片或台式扫描获得化学发光的芯片图像,使用网上提供的综合型GEArry表达分析配套软件(GEArryExpression Analysis Suite)进行完整的芯片数据分析。结果:检测体外培养大鼠骨髓MSC的113种成骨相关的基因,其中有31种基因表达强度较低,45种基因呈中等强度表达,37种基因表达强度较高。结论:体外培养大鼠骨髓MSC具有部分成骨细胞基因表型特征,但成熟成骨细胞的特征基因表达量较低,提示大鼠MSC是具有较强成骨细胞分化潜能的成纤维样细胞。     

骨髓间充质干细胞复合仿生骨支架成骨效应的研究

目的 构建骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合生物支架材料组织工程骨,探讨低温3D打印联合冷冻干燥法制备的三维仿生复合支架材料内BMSCs增殖、分化、成骨特异性基因表达情况.方法 利用低温3D打印结合真空冷冻干燥法制备三维支架,提取新西兰大白兔的BMSCs,用倒置显微镜及免疫组化鉴定BMSCs的形态及特征.将第3代BMS...     

大鼠骨髓间充质干细胞体外分离培养及成骨成脂诱导

目的建立大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）体外分离、纯化、扩增的方法及诱导BMSCs成骨成脂分化,提供理想的组织工程种子细胞。方法采用贴壁筛选法分离BMSCs,通过不断传代进行纯化和扩增培养,并绘制细胞生长曲线。诱导后检测油红O染色和矿化结节。结果 BMSCs在体外分离培养扩增,细胞形态为长梭形,流式检测分析P3和P5细胞表面标记物CD44、CD90为阳性,CD45为阴性。细胞生长曲线呈S形。经成脂诱导培养,脂肪的特异性油红O染色为阳性;经成骨诱导培养,形成了矿化结节。结论本实验分离培养的细胞具有BMSCs的表面标记特征和诱导分化为脂肪细胞和成骨细胞的潜能,为BMSCs在组织工程中的应用提供基础理论和实验依据。     

大鼠颅骨骨缝间充质干细胞与骨髓间充质干细胞成骨及成脂能力比较研究

目的 分离培养大鼠颅骨骨缝间充质干细胞(CSSCs)、骨髓间充质干细胞(BMSCs),比较两种间充质干细胞体外成骨、成脂诱导的差异.方法 采用出生后5天的SD大鼠,分离培养CSSCs和BMSCs,并进行鉴定.体外对CSSCs和BMSCs进行成骨成脂诱导,采用免疫荧光检测,碱性磷酸酶(ALP)染色,茜素红染色,油红O染色...     

人骨髓间充质干细胞体外诱导培养成骨的实验研究

目的 观察人骨髓间充质干细胞的生长特点及诱导条件下的成骨能力。方法 抽取人骨髓组织，梯度离心后，保留贴壁细胞传代，稳定传代后改用含地塞米松、β—甘油磷酸钠和维生素C的诱导培养液，通过倒置显微镜观察、碱性磷酸酶染色、骨钙素免疫组化染色等方法进行观测。结果 原代人骨髓间充质干细胞10～12d左右即可长满，并可稳定传代，传代细胞5～6d即可传代，在诱导培养液中2周形成多层结构，并聚集成细胞钙化结节。诱导培养细胞碱性磷酸酶染色，骨钙素免疫组化染色阳性。结论 人骨髓间充质干细胞经合理的体外诱导培养后，符合成骨细胞的形态特征和生物学特性，可为体外构建组织工程化骨提供自体种子细胞。     

EphB6在小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中的初步研究

目的探讨EphB6在小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSC)成骨分化中的作用及其可能机制。方法将BMSC通过双相接种法接种于脱钙骨基质,分为4组:成骨诱导5、14 d(A、B组),普通培养5、14 d(C、D组),茜素红染色检测钙结节,定量检测各组碱性磷酸酶活性,Runx2、Osterix和EphB6的mRNA表达,采用游离态配体ephrinB1-Fc激活EphB6并重复检测上述指标。结果 ALP活性、Runx2和Osterix在A、B组增高,且B组检测到最高的ALP活性[(7.32±2.02)金氏单位/100 ml]、Runx2(3.442 6±0.258 5)倍和Osterix(2.482 3±0.329 2)倍。EphB6的表达水平在A、B组降低,且在B组最低(0.754 3±0.023 5)倍。以ephrinB1-Fc激活EphB6后,茜素红染色显示钙结节明显减少,ALP活性显著下降(P<0.05),在高浓度配体作用后ALP活性[(12.20±1.30)金氏单位/100 ml]较低浓度配体[(15.40±1.03)金氏单位/100 ml]有进一步下降(P=0.008)。配体作用后,BMSC成骨分化中Runx2和Osterix的表达显著下降。结论 EphB6通过调控Runx2和Osterix抑制BMSC成骨分化。     

壳聚糖复合成骨诱导后的骨髓间充质干细胞组织工程骨的异位成骨及支架降解的实验研究

摘要 背景及目的：壳聚糖支架复合成骨诱导后的骨髓间充质干细胞已经被证实是修复骨缺损的良好替代材料。然而,其成骨的具体过程以及支架的降解却研究较少。本研究的目的是通过观察壳聚糖支架复合成骨诱导后的骨髓间充质干细胞后的异位成骨过程来证实该复合材料的成骨能力,并探索支架降解与骨形成之间的关系。 方法：壳聚糖支架复合成骨诱导后的骨髓间充质干细胞（壳聚糖复合细胞组）和单纯壳聚糖支架（壳聚糖组）被分别植入SD大鼠的股骨肌袋内。 于术后2、4、6、8、12周,分别对大鼠股骨行CT扫描,并测定、统计分析两组的植入物CT值。随后取出标本,行HE染色和Masson染色,并测定、统计分析骨面积分数、支架面积分数以及胶原面积分数。 结果：影响学结果显示两组植入物的密度随时间延长而逐渐增高,但是在同一时间点,壳聚糖复合细胞组植入物的CT值明显高于壳聚糖组（P<0.05）。组织学检测结果显示从术后2周开始,两组均可观察到支架孔隙内的新骨和胶原蛋的形成并且随着时间延长而逐渐增加,以及支架随着骨形成的过程而逐渐降解。然而,统计分析结果显示,在同一时间点,壳聚糖复合细胞组的新生骨量以及胶原蛋白表达量明显高于壳聚糖组,而剩余支架要明显少于壳聚糖组。 结论：壳聚糖支架复合成骨诱导后的骨髓间充质干细胞是一种优秀的组织工程骨替代物,支架的降解与异位成骨过程一致。     

微RNA调控骨髓间充质干细胞成骨分化的研究进展

目前,对于大面积骨坏死及骨代谢疾病临床仍没有合适的治疗方法。治疗这些疾病的关键在于如何促进成骨分化,而微RNA(miRNA)作为真核细胞内的特异性调节因子,参与了大量基因的编码,在转录、翻译过程中发挥重要作用,其通过对多种信号通路的调节,促进间充质干细胞的成骨分化和骨再生。同时,miRNA的异常表达也是导致骨质疏松、骨性关节炎等骨代谢疾病的重要因素。由于miRNA数量较多,故其在调节骨代谢过程的作用机制仍不明确,未来需进一步研究,以为骨代谢疾病的特定治疗提供理论依据。     

万古霉素藻酸盐微球对共培养的间充质干细胞成骨分化的影响

目的 检测纤维蛋白凝胶包裹的万古霉素藻酸盐微球对骨髓间充质干细胞(MSCs)成骨分化的影响,探讨其在骨组织工程中可能的应用.方法 应用滴注法制备万古霉素藻酸盐微球,然后用纤维蛋白凝胶包裹,通过检测碱性磷酸酶的活性以及成骨基因的表达来评价不同浓度的微球对共培养的MSCs诱导成骨的影响.结果 MSCs可在不同浓度微球溶液中生长,浓度为0.02、0.2和2.0g/L的藻酸盐微球溶液中的MSCs的碱性磷酸酶的活性依次增强,在成骨诱导的18d内,0、0.02、0.2和2.0g/L相应的最高值分别为(0.809 4±0.028 5、0.803 2±0.023 4、1.236 7±0.028 0、1.562 1±0.059 7)pg·min-1·cell-1.成骨分化的调控基因转录因子核心结合因子1以及Ⅰ型胶原基因在各实验组均有表达. 结论纤维蛋白凝胶包裹的万古霉素藻酸盐微球可促进共培养的MSCs的碱性磷酸酶活性增加,转录因子核心结合因子1和Ⅰ型胶原基因的表达并未被影响.     

大鼠膈神经异化支配迷走神经的Y管实验研究

目的探讨大鼠膈神经经Y形管长入迷走神经的异化再生特征及神经生长因子（nerve growth factor,NGF）对其再生的影响。方法SD大鼠20只,颈部建立膈神经一迷走神经“Y形再生室”异化神经模型（硅胶Y管近端接膈神经近端,远端接迷走神经和膈神经远端）,随机分成2组,A组（对照组）10只,术后腹腔注射生理盐水,B组（NGF组）10只,术后腹腔注射NGF,连续2周。术后12周电刺激检测大鼠的心脏功能,对再生神经进行组织学观察。结果电刺激再生异化神经后。B组大鼠动脉血压及心率的下降幅度均大于A组,差异有统计学意义（P〈0．05）;B组再生异化神经和膈神经有髓纤维数目、通过率、髓鞘厚度和轴突直径均大于A组,差异有统计学意义（P〈0．05）;同组两侧比较,再生有髓神经数目和通过率为异化神经侧多,髓鞘厚度和轴突直径为膈神经侧大,差异有统计学意义（P〈0．05）。结论异化神经具有成熟髓鞘结构及靶器官支配功能,在性质上属于躯体运动神经;NGF能够促进异化神经生长并提高其支配效能;再生神经无明显解剖部位趋化性,长入远端神经干粗大侧（迷走神经）有数量优势,长入躯体运动神经侧（膈神经）有质量优势。     

脱细胞骨基质对骨髓间充质干细胞成骨及示踪的观察

目的观察脱细胞骨基质材料（ACBM）与骨髓基质干细胞（MSCs）复合,并种植到动物体内后细胞的成骨及定位情况。方法分离培养绿色荧光蛋白（GFP）小鼠MSCs,体外扩增后种植到脱细胞骨基质材料并观察材料对细胞粘附的影响;复合物植入裸鼠骶部肌袋作为实验侧,并以单纯ACBM材料植入作为对照侧,4周后进行大体观察、组织学检查x线及荧光检测。结果细胞材料共培养后6小时观察见材料表面粘附细胞伸展、之后细胞间出现连接、活性表达;体内植入后4周,X线及组织学观察实验侧植人物为中心成骨明显,荧光显微镜下见新生骨组织中BCD阳性细胞较多。对照侧材料逐渐吸收。结论 ACBM作为支架材料有助于MSCs的粘附、生长和成骨活性的表达。     

组织工程骨预制及其骨缺损修复作用的研究

目的 探索组织工程化骨预制的方法,研究组织工程化预制骨修复骨缺损的可行性及实用性。方法 实验1：应用骨髓基质成骨细胞(MSO)和脱细胞骨基质(ABM)形成MSO／ABM复合人工骨(MACAB),并将其植入肌瓣内。实验2：将预制8周后的MACAB移植修复骨缺损。术后用X线摄片、组织学检查评价MACAB成骨、血管化情况及其骨缺损的修复作用。结果 MACAB肌瓣内移植成骨效果优于对照组,术后8周已完全血管化。预制骨的骨缺损修复作用优于对照组。结论 在肌瓣内成功地预制了组织工程化骨组织,预制骨(MACAB)修复了骨缺损。     

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽表面修饰对羟基磷灰石-磷酸三钙生物陶瓷异位成骨的影响

目的了解精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)多肽表面修饰对羟基磷灰石-磷酸三钙(HA-TCP)异位成骨的影响。方法以骨髓基质干细胞(MSCs)复合RGD多肽表面修饰的HA-TCP或单纯材料培养制备组织工程骨,将材料植入新西兰白兔脊柱旁肌肉内,实验根据植入不同材料分为A、B、C和D组,A组:植入MSCs复合RGD多肽表面修饰的HA-TCP培养制备的组织工程骨;B组:植入MSCs复合HA-TCP培养制备的组织工程骨;C组:植入RGD多肽表面修饰的HA-TCP;D组:植入HA-TCP。术后4、8周取材,行组织学观察和计算机图像分析。结果术后4、8周,各组异位成骨组织学评估,A>B(P<0.001,P<0.05),C和D组无异位成骨。结论RGD多肽表面修饰对以HA-TCP为支架材料组织工程骨的异位成骨有明显优化作用。     

兔MSCs-PGA复合物在RCCS中的成骨潜能

目的：探讨联合应用兔骨髓基质干细胞（MSCs）、聚乙醇酸（PGA）支架材料和成骨诱导因子在旋转式细胞培养系统（RCCS）中构建组织工程化骨的可行性。方法：利用密度梯度离心法分离培养兔骨髓基质干细胞，采用动力接种方法形成骨髓基质干细胞-PGA支架复合物，以成骨条件培养液为生长介质，在RCCS中进行培养。用趋骨性荧光素四环素标记、茜素红染色以及扫描电镜、透射电镜观察，研究细胞-PGA支架在RCCS中的成骨潜能。结果：组织化学研究显示，兔骨髓基质干细胞-PGA支架结构中RCCS中培养第7d时，茜素红钙质染色呈弱阳性反应，至第21d及28d时，茜素红钙质染色呈强阳性反应。荧光显微锏上，培养组织趋骨性荧光素四环素标记呈现金黄色荧光，荧光亮度与分泌物堆积程度成正相关，与钙质染色阳性反应结果一致。超微结构观察，见骨髓基质干细胞合成分泌胶原纤维，释放基质小泡，并出现钙盐沉积，形成丛毛球状钙球，最终形成骨组织。结论：在旋转式细胞培养系统中，骨髓基质干细胞-PGA支架结构具有形成类似活体骨组织特征的组织工程化骨的潜能。     

骨髓基质细胞与玻璃陶瓷复合培养体内成骨的实验研究

目的 观察骨髓基质细胞（BMSC）与钙磷陶瓷（BGC）复合后形成骨组织的生物学机制,为形成组织工程化新生骨组织提供理论依据。方法 将BMSC与BGC复合植入动物体内后进行大体观察、组织学染色,观察其成骨过程。结果 一定浓度的BMSC与BGC复合植入动物体内可产生成熟新生骨组织,其成骨过程与局部血运、材料孔隙、孔径有关。结论 利用组织工程学方法可以形成新生骨组织,为进一步研究组织工程化新生组织的体内移植手段和方法提供了新的思路和可能。     

骨髓基质细胞体外成骨能力的实验研究

目的 研究骨髓基质细胞(BMSc)的体外成骨能力，为骨组织工程研究提供细胞来源。方法 采用密度梯度离心法将兔BMSc自小量骨髓中分离培养，并观察第2代BMSc在地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠诱导条件下的生长及成骨分化情况。结果 BMSc呈成纤维细胞样表现，增殖能力强，在诱导条件下碱性酸酶活性明显增高，并出现矿化结节。结论 BMSc体外增殖能力强，成骨能力肯定。地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠可促进BMSc向成骨细胞分化。     

双相接种技术构建组织工程骨的异位成骨观察

目的评价双相接种技术体外构建的组织工程骨在体内的成骨潜力和这种体外构建策略的可行性.方法8只山羊抽取自体骨髓体外扩增、定向成骨诱导,再分别采用静置接种法和双相接种法将羊骨髓间充质干细胞(mesenehymal stem cells,MSCs)与脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)复合,复合培养5 d;将这两种方法构建的组织工程骨分别植入羊的背部肌袋内,同时植入单纯DBM作为阴性对照;术后2、8周取标本,进行大体观察、组织学染色检查和免疫组织化学检测.结果双相接种技术体外复合MSCs与DBM构建组织工程骨,细胞在支架上体外生长情况优于普通方法,植入山羊肌肉内术后2周观察到异位成骨,并随时间延长成骨量增加,其组织学半定量评分术后2周为(2.46±0.32)、8周为(4.13±0.42),明显优于普通方法的术后2周(1.96±0.21)、8周(3.66±0.37)(P＜0.01).植入后的组织工程骨材料边缘均可检测到BrdU标记阳性的细胞.单纯DBM植入未见成骨表现,亦无BrdU标记阳性的细胞.结论双相接种技术有利于组织工程骨在体内的成骨,是一种值得推广的组织工程骨体外构建技术.     

藻酸盐微球的制备及其对共培养的MSCs的影响

目的 检测藻酸盐微球对间充质干细胞生长的影响,探讨其在骨组织工程中可能的应用.方法 应用滴注法制备藻酸盐微球,检测不同浓度的藻酸盐微球pH值的动态变化及通过MTT法和流式细胞仪检测藻酸盐微球溶液中间充质干细胞的生长情况,评价藻酸盐微球对细胞的影响. 结果间充质干细胞可黏附在藻酸盐微球上生长,浓度为0.02 g/L、0.2 g/L和2.0 g/L的藻酸盐微球溶液的pH值分别在7.20、7.20和6.70左右波动,MTT法检测这3个浓度组同细胞对照组D(490)值几乎无差异,提示对间充质干细胞的生长影响不具有统计学意义.细胞周期分析显示,3 d时各组S期细胞比例均等于或大于对照组,且随着藻酸盐微球浓度的增加而增加;7 d时各组S期细胞比例与对照组相对差值在±3.15之间,0.2 g/L 组比例最高,达24.40%. 结论浓度等于或低于2.0 g/L的藻酸盐微球溶液对间充质干细胞生长影响很小,适合与之共培养进行有关研究.