骨髓间质干细胞人工骨构建的实验研究

目的 本实验分析体外构建细胞性组织工程化人工骨的可能性。方法 采用兔骨髓间质干细胞，经体外扩增培养并诱导分化为具有成骨能力的种子细胞，再与生物可降解材料ε-己内酯与环氧乙烷共聚物复合培养，在体外构建人工骨。通过电镜观察和组织学切片观察来评价可降解材料与种子细胞的复合培养的效果。结果 骨髓间质干细胞可在体外扩增培养；骨髓间质干细胞在条件培养液的诱导下，可以定向分化为具有成骨能力的细胞类型。诱导分化后的骨髓间质干细胞可在生物可降解材料ε-己内酯与环氧乙烷共聚物上黏附和铺展。结论 骨髓间质干细胞可在体外传代扩增培养，并可在一定条件下向成骨类型细胞转化，可作为骨组织工程种子细胞。己内酯与环氧乙烷的共聚物与种子细胞相容性好，可作为组织工程用的细胞支架材料。在体外，生物可降解材料ε-己内酯与环氧乙烷共聚物与种子细胞复合培养后可以构建出具有活细胞成分的组织工程骨。     

兔下颌骨来源骨髓间充质干细胞生物学行为及其体内成骨的研究

目的:探讨兔下颌骨来源的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)体外分离、培养及其生物学行为,评价下颌骨BMMSCs体内成骨的效果。方法:取兔下颌骨中的松质骨,贴壁培养,取第P2或P3代检测:1)倒置显微镜下观察细胞生长状态;2)MTT法测定细胞增殖并绘制细胞生长曲线;3)向成骨细胞和脂肪细胞诱导分化;4)将P3代BMMSCs与羟基磷灰石/磷酸三钙(Hydroxyapatite/tricalcium phosphate,HA/TCP)复合,自体回植;单纯HA/TCP植入做对照。术后8周和20周,通过组织学观察评价体内成骨的效果。结果:1)细胞经传代后形态一致;2)细胞生长曲线显示下颌骨BMMSCs经历潜伏期、对数生长期和平台期;3)成骨诱导、成脂诱导后形成钙结节及脂滴,茜素红、油红O染色呈阳性;4)体内成骨显示术后8周BMMSCs-HA/TCP组空隙内新骨形成;术后20周大量新骨形成,HA/TCP大部已降解。单纯HA/TCP植入组术后8周未见新骨形成;20周大部HA/TCP降解,仍未见新骨形成。结论:兔下颌骨分离出的BMMSCs,具有强大的自我复制、增殖能力及多向诱导分化的潜能,并能体内成骨。     

骨髓基质干细胞与β-TCP生物相容性的实验研究

目的:研究骨髓基质干细胞(BMSC)和生物陶瓷的生物相容性以及生物陶瓷对BMSC内钙离子的影响,为BMSC和支架材料联合应用修复颌骨缺损提供理论依据.方法:杂交犬4只,取各自的BMSC进行体外培养诱导,将经诱导培养的细胞和生物陶瓷结合后,检测细胞内钙离子的浓度和吸光度(OD)值,与2个对照组的实验数据进行比较.采用SAS8.0对数据进行统计学分析.结果:将经过体外成骨诱导形成的成骨样细胞(OBL)和支架材料结合后,细胞内的钙离子浓度显著增高,与对照组两两比较,存在显著性差异(P＜0.05).细胞增殖率检测结果显示,其生长速度较单纯OBL组和BMSC组加快.结论:BMSC具有多向分化潜能,经过成骨诱导后,表现出一定的成骨能力.BMSC和磷酸三钙结合后,表现出一定的增殖能力.     

骨髓间质干细胞归巢至损伤组织的研究进展

骨髓间质干细胞(BMMSC)归巢至损伤的心肌组织,可恢复心肌丧失的功能.基质细胞衍生因子(SDF)1和半胱氨酸-X-半胱氨酸趋化因子受体(CXCR)4是刺激修复细胞迁移至受损心肌的关键性趋化因子,BMMSC会沿着SDF1质量浓度梯度定向迁移至靶器官.BMMSC在冠状动脉和心内膜注入定植率较高,而心内膜注入更为安全且不良反应少.BMMSC释放的神经生长因子、干细胞生长因子和脑衍生神经营养因子等可明显改善谷氨酸诱导的神经元损伤,是组织修复、自身免疫性疾病和移植物抗宿主病的免疫调节剂.BMMSC可调控肿瘤组织中表皮生长因子受体和CXCR4等趋化因子的表达,从而控制肿瘤细胞的增殖.BMMSC亦是牙周组织工程学中理想的种子细胞,而冷冻后的BMMSC可保持其新鲜的特性,归巢数量有所增加.把BMMSC引入牙周损伤组织中,将为牙周损伤组织的修复和再生提供新的思路和楔入点.     

大白鼠骨髓间质干细胞体外培养体系的建立及分化研究

目的：建立大鼠骨髓间质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)体外培养体系，对大白鼠BMMSCs体外培养的条件，供体大白鼠鼠龄等进行了研究。对体外培养的大白鼠BMMSCs的形态学，增殖动力学，成骨的表面标记及体外钙化能力进行了系列研究，方法：取2月龄SD大鼠胫骨和股骨骨髓进行体外培养，取第二代BMMSCs,绘制生长曲线并计算群体倍增时间，对经成骨诱导剂诱导的BMMSCs的ALP表达及体外钙沉积进行了研究。结果：细胞呈长梭形或多角形，细胞表面有不规则的细胞突起，秀射电镜可见胞浆有大量的粗面内质网及线粒体，细胞表面可见突起，细胞生长曲线呈S形，群体倍增时间为72小时，经诱导分化的BMMSCs可见碱性磷酸酶的表达。von Kossa染色可见散在深染的钙沉积班块。结论：来源于年轻大鼠股骨骨髓的间质干细胞体外培养并经诱导后可分化为具有部分成骨特性的细胞，可以为体内骨组织工程提供组织细胞。     

犬骨髓基质干细胞复合珊瑚羟基磷灰石皮下成骨的实验研究

目的：犬自体皮下非受力部位植入犬骨髓基质干细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）复合珊瑚羟基磷灰石（coralline hydroxyapatite，CHA），观察成骨情况及其转归。方法：体外分离培养、成骨诱导、扩增犬BMSCs，并通过细胞化学、免疫细胞化学检测成骨表型。将第2代细胞接种于CHA上，形成细胞一材料复合物，植于9只犬右侧腹部皮下，并在对称部位植入CHA作为对照。术后4、12、26周取材，HE染色，观察新生组织结构；通过形态计量学分析，对成骨情况量化，并行t检验。结果：成骨诱导后，细胞碱性磷酸酶染色阳性，免疫细胞化学显示骨钙蛋白表达阳性。HE染色示植入4周后，无明显骨形成；12周后，实验组有较多新生骨小梁形成，苦味酸-硫堇和Masson染色示骨基质和胶原形成良好；26周后，实验组骨小梁量有减少趋势。图像分析显示，实验组12周成骨量最高，差异有统计学意义。结论：犬BMSCs诱导后具有成骨活性，复合CHA后，可促进形成组织工程化骨。在无应力刺激情况下，随时间延长．局部成骨活动减弱。     

人骨髓间质干细胞的培养及成骨功能研究

目的　体外扩增人骨髓间质干细胞 (humanbonemarrow derivedmesonchymalstemcells,hBMMSCs) ,研究其生物学特征及体内、外成骨功能。方法　分离培养hBMMSCs,并对其形态、增殖动力学、碱性磷酸酶 (alkalinephosphatase,ALP)表达及体内、外成骨功能进行研究。结果　hBMMSCs可在体外培养扩增 ,群体倍增时间约为 3 5d。ALP检测表明 ,未经矿化诱导的hBMMSCs可表达少量ALP ,诱导后其表达量明显增高。vonkossa染色证实在矿化诱导液作用下hBMMSCs在体外可形成钙结节。体内成骨实验证实 ,1× 10 5个hBMMSCs接种到 30mm3 块状HA/TCP载体移植BALB/C裸小鼠皮下 3个月 ,可观察到层板状骨组织生成。结论　hBMMSCs是一种具有成骨潜能的前体细胞 ,经培养、扩增、诱导后 ,在体外可形成矿化结节 ,体内可在载体表面形成骨组织。     

兔骨髓间质干细胞诱导分化的生物特性研究

目的：本研究的目的在于研究骨髓间质干细胞体外诱导、分化培养的特性，以期寻找BMSC体外培养扩增和诱导分化的适宜时机和方法。方法：采用兔来源的骨髓间质干细胞体外扩增培养；选用不同代数的BMSC进行诱导分化，并行生物学检测。结果：兔骨髓间质干细胞可在体外培养扩增，形态类似成纤维样细胞；骨髓间质干细胞在条件培养液的存在下，可以分化成有成骨能力的细胞类型；体外可合成分泌类骨质钙盐。BMSC随代数的增加其生物反应性逐渐降低，并呈一定规律性。结论：骨髓间质干细胞可在体外传代扩增培养，在一定条件下可向成骨类型细胞转化，并随传代次数的增加，其转化效率与生物学性质成规律性变化。一定传代数的BMSC适于作为骨组织工程的种子细胞。     

自体骨髓基质干细胞-珊瑚羟基磷灰石修复下颌骨节段缺损的实验研究

目的应用骨髓基质干细胞（BMSCs）复合珊瑚羟基磷灰石（CHA）构建组织工程化骨，修复犬下颌骨节段性缺损。方法体外分离培养，成骨诱导扩增犬BMSCs，将第2代细胞复合CHA后修复5只犬自体下颌骨右侧3cm的节段缺损；6只犬植入单纯CHA作为对照，术后12、26、32周通过影像学、大体形态、组织学和生物力学的方法检测骨缺损的修复效果。结果BMSCs-CHA复合物生长良好。随时间延长，X线片和CT显示实验组连接处骨痂形成，实验对照组连接处始终愈合较差；32周大体观察实验组骨修复较好，组织学显示有板层骨形成，连接处骨性愈合，实验对照组有编织骨形成，连接处纤维愈合。实验组与正常对照组下颌骨力学强度差异无统计学意义。结论自体成骨诱导BMSCs复合CHA形成的组织工程化骨可修复犬下颌骨节段缺损。     

纳米羟基磷灰石/胶原对富血小板血浆促进骨髓基质干细胞成骨向分化的影响

目的：探讨纳米羟基磷灰石/胶原（nHAC）作为支架材料对兔自体富血小板血浆（PRP）体外诱导兔骨髓基质干细胞（rBMSCs）向成骨细胞分化能力的影响。方法：兔自体PRP分别作用于与nHAC联合培养的rBMSCs及常规培养的rBMSCs,利用扫描电镜观察rBMSCs在nHAC上的生长情况;通过碱性磷酸酶（ALP）活性测定,骨钙素（OCN）含量测定,骨桥蛋白（opn）mRNA相对表达量的分析,比较两种培养条件下兔自体PRP诱导rBMSCs向成骨细胞分化能力上的差异。结果：联合培养的rBMSCs在nHAC上生长良好,其ALP活性、OCN含量均较常规培养明显增加,且opn mRNA相对表达量是常规培养组的4.78倍。结论：nHAC作为支架材料可明显提高兔自体PRP诱导rBMSCs向成骨细胞分化的能力。     

表皮生长因子对间充质干细胞迁移的影响及其信号机制

目的：探索表皮生长因子（EGF）对间充质干细胞（MSC）迁移的影响及其信号机制,提高口腔颌面部损伤修复的能力。方法：采用全骨髓贴壁法培养MSC,通过流式细胞仪分析其表面标记（CD45、CD34、CD90、CD29）以及成骨、成脂肪等多向诱导分化潜能鉴定其特征。采用MTT法分析不同浓度的EGF对MSC增殖的影响,采用Transwe ll体外迁移体系观察不同浓度的EGF对MSC迁移的影响,随后以MEK阻断剂PD98059（50μM）、p38 MAPKSB203580（30μM）、PKC非选择性阻断剂Straurosporine（10 mM）及磷脂酶C阻断剂U73122（10μM）等分别处理MSC,观察合适浓度的EGF影响MSC迁移与PKC/ERK 1/2途径等途径的关系。结果：培养的MSC表现出CD90、CD29强阳性,具有成骨、成脂肪等多向分化能力;EGF促进了MSC迁移,U73122、Straurosporine及PD98059等可明显抑制了EGF所诱导的MSC迁移效应。结论：EGFF引起的MSC迁移效应与PLC/PKC/ERK 1/2途径相关,能有效促进颌面部损伤的修复。     

大鼠骨髓间充质干细胞与脂肪间充质干细胞生物学特性的比较

目的:本研究旨在比较同一个体来源的脂肪间充质干细胞(Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells,ADSCs)和骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)的生长特点和诱导分化能力。方法:取7～10 d SD大鼠的脂肪和骨髓,体外分离、纯化脂肪和骨髓来源间充质干细胞,分别从细胞形态、生长动力学、表面标志、分化潜能等方面进行鉴定和比较。结果:脂肪间充质干细胞的增殖速度明显大于骨髓间充质干细胞(P<0.05),两种细胞所表达的表面蛋白标志物基本相似,但脂肪间充质干细胞表面蛋白标志CD106呈阴性,而骨髓间充质干细胞CD106呈阳性。在成软骨分化中脂肪间充质干细胞弱表达Ⅱ型胶原,而骨髓间充质干细胞不表达。第5、10、15、20代ADSCs及BMSCs经成骨诱导后茜素红染色均呈阳性且有"矿化"结节形成,碱性磷酸酶活性以第5代最强,随着细胞代次的递增,碱性磷酸酶活性呈递减趋势。结论:ADSCs较BMSCs更易于分离培养及体外扩增,诱导条件下成骨、成脂、成软骨能力较强,适合作为再生医学的种子细胞。     

低细胞密度状态下的人骨髓间质干细胞成骨能力研究

目的　研究低密度人骨髓间质干细胞(Humanbonemarrow -derivedmesenchymalstemcells,hMSCs)体内成骨能力及影响因素。方法　从人髂骨骨髓分离培养hMSCs。以不同细胞密度与块状和颗粒型磷酸钙陶瓷(HA/TCP)载体混合,移植于裸小鼠体内,分别观察2和3个月,组织学评价研究hMSCs异体体内成骨的最小细胞密度。按3.3×1 0 6个细胞/cm3 载体的比例混合细胞与载体(HA/TCP和鼠尾胶原包被的HA/TCP) ,体外共培养一周后移植裸鼠皮下,3个月后,组织学评价细胞载体体系体外培养和胶原包被载体对hMSCs体内成骨能力的影响。结果　只有以3.3×1 0 6个细胞/cm3 载体在体内移植3个月后可观察到在块状和颗粒HA/TCP表面有骨组织生成。用鼠尾胶原包被的颗粒HA/TCP和细胞与载体体外共培养并无明显促进骨组织生成作用。结论　保证hMSCs异体成骨的最小细胞密度为3.3×1 0 6个细胞/cm3 载体。在低密度hMSCs状态下,鼠尾胶原和细胞与载体体外共培养并不能提高hMSCs的成骨能力。     

兔下颌骨来源骨髓间充质干细胞的体外培养及鉴定

目的:探讨兔下颌骨来源的骨髓间充质干细胞(BMMSCs)体外分离、培养并对下颌骨来源的BMMSCs进行鉴定.为骨组织工程提供种子细胞.方法:取兔下颌骨中的骨松质,采用密度梯度离心法分离单个核细胞,贴壁培养,取P2或P3代BMMSCs进行检测.倒置显微镜下观察细胞形态;MTT法测定细胞增殖并绘制细胞生长曲线;克隆形成实验计算克隆形成率;向成骨细胞、脂肪细胞、骨骼肌细胞多向诱导分化;流式细胞仪检测细胞表面抗原标记.采用SPSS16.0软件包对数据进行统计学分析.结果:细胞经传代后形态一致,呈梭形或三角形;细胞生长曲线显示,下颌骨BMMSCs经历潜伏期、对数生长期和平台期;克隆形成率为37％;成骨及成脂诱导形成钙结节及脂滴,茜素红及油红O染色呈阳性;成骨骼肌诱导desmin抗原标记阳性;流式细胞仪检测结果显示,所获得的下颌骨BMMSCs纯度较高.CD90和CD146表面标记阳性率分别为98.7％、98.1％.结论:从兔下颌骨分离的BMMSCs纯度较高,有强大的自我复制、增殖特性和体外多向诱导分化潜能,有望成为骨组织工程的种子细胞.     

In vitro analysis of mesenchymal stem cells derived from human teeth and bone marrow

Mesenchymal stem cells derived from human teeth and bone marrow have been characterized by many research groups, but demonstrate inconsistent cellular phenotypes or functions, partly because of differences in culture methodology. Therefore, our aims were to resolve these inconsistencies and discuss the potential uses of these cells in research/clinical applications. We isolated and characterized dental stem cells (DSCs) from the dental pulp, periodontal ligament, apical papilla (APSCs) and dental follicle (DFSCs) of mature and immature teeth, along with bone marrow-derived stem cells (BMSCs) from the iliac crest. We compared the clonogenic and proliferative potentials of these cells in terms of colony-forming efficiency, proliferation potential, population doubling time and cell cycle. All DSCs, particularly APSCs and DFSCs, possessed greater proliferative potential than BMSCs. All stem cells expressed typical mesenchymal and embryonic markers, and developed alizarin red-positive mineralization nodules and Oil red O-positive lipid droplets when cultured in osteogenic and adipogenic media, respectively. Immunocytochemistry revealed that all stem cells developed neuronal markers when cultured in a control medium without neural inductive supplements. After 7 days of neurogenic culture, the differentiated cells showed a transition from fibroblast-like to neuron-like cell bodies with long processes, suggesting that the stem cells differentiated into mature neurons. Karyotyping confirmed that the stem cells maintained a normal karyotype and were chromosomally stable. Our results provide new insights into the physiological properties of stem cells with a normal karyotype and indicate that DSCs are appropriate for basic research and clinical applications.     

骨髓间充质干细胞移植促进大鼠下颌骨牵张成骨的实验研究

目的:探讨大鼠下颌骨牵张间隙内移植自体骨髓间充质干细胞,促进骨痂形成的可行性。方法:选用54只雄性SD大鼠,密度梯度离心法分离骨髓间充质干细胞(MSCs)。所有大鼠行右侧下颌骨牵张;并于术后随机分为试验和对照2组。牵张结束时,实验组牵张间隙内注射自体MSCs;而对照组只注射等量生理盐水。分别于固定期第2、4、8周分3批处死大鼠,进行放射学、组织学观察,并对骨组织形态计量学参数进行统计学分析(t检验)。结果:放射学和组织学观察表明,2组牵张间隙内均形成了骨痂组织,但实验组新生骨组织显著多于对照组。计量学分析也显示,各时间点实验组新生骨量(NBV1和NBV2)和新生骨小梁宽度(TNT)均显著高于对照组(P<0.01)。结论:牵张间隙内行自体骨髓MSCs移植,可有效促进新骨形成,缩短固定期;该方法对众多的颅颌面外科畸形的矫治极具价值。     

小型猪乳牙牙髓干细胞体外分离培养及鉴定

目的体外分离培养小型猪乳牙牙髓干细胞,并对其进行生物学鉴定。方法采用滤纸片法挑取单克隆小型猪乳牙牙髓细胞,免疫组织化学染色检测,体外比较单克隆牙髓干细胞及混合牙髓干细胞向矿化组织、脂肪细胞、及神经细胞诱导分化能力。结果分离培养的小型猪乳牙牙髓干细胞呈集落状生长,克隆形成率2．74％。波形丝蛋白、间充质于细胞表面标志STRO-1染色阳性,神经干细胞特异性标志nestin染色阳性。矿化诱导结果显示单克隆牙髓干细胞及混合牙髓干细胞,均为Von-kossa染色阳性,ATJP表达明显,两者无明著差异。单克隆牙髓干细胞及混合牙髓干细胞经IBMX、胰岛素、消炎痛和氢化可的松诱导3周后,可分化为脂肪细胞,两者成脂率均较低。单克隆乳牙牙髓干细胞向神经细胞诱导分化后免疫荧光鉴定β-tubulin III表达阳性,STRO-1表达阴性。混合牙髓干细胞无明显神经元样细胞分化。结论单克隆分离培养的小型猪乳牙牙髓干细胞具有很强的克隆形成能力及多向分化潜能,其矿化能力与混合的乳牙牙髓干细胞无明显差异。     

犬骨髓间充质干细胞复合磷酸钙骨水泥修复骨缺损的实验研究

目的:评价骨髓间充质干细胞复合磷酸钙骨水泥支架材料修复下颌骨缺损的效果。方法:分离培养犬骨髓间充质干细胞(BMSCs)。成骨诱导培养14 d后,分别采用茜素红染色与碱性磷酸酶染色,观察其诱导效果。将细胞与磷酸钙骨水泥(CPC)支架材料复合,用于动物实验。在4只Beagle犬的下颌骨每侧制作3处大小一定的骨缺损。随机将骨缺损分为3组进行处理:BMSCs-CPC组(移植复合种子细胞的支架材料)、CPC组(只移植支架材料)和空白组(不做任何处理)。分别于移植后第4、8周处死2只犬,行大体、X线、骨缺损修复区组织形态观察与计量分析。采用SPSS 13.0软件包对数据进行统计学分析。结果:术后各组均有不同程度的骨再生。BMSCs-CPC组、CPC组中骨组织再生情况优于空白组。BMSCs-CPC组支架材料降解程度与新骨形成情况优于CPC组。术后第4、8周,BMSCs-CPC、CPC组新生骨面积百分比均显著高于空白对照组(P<0.05),BMSCs-CPC组新生骨面积百分比显著高于CPC组(P<0.01);BMSCs-CPC组中剩余支架材料面积百分比显著低于CPC组(P<0.01)。结论:BMSCs种子细胞复合CPC支架材料是一种有效的、促进新骨再生的骨缺损修复方法,有利于颌骨高度及宽度的保存。