浓集自体骨髓基质干细胞复合物成骨的实验研究

目的:研究自体浓集骨髓基质干细胞(MSCs)复合物的成骨作用,以寻求治疗股骨头缺血性坏死的新方法。方法:中国白兔24只,随机分成3组。小牛脱钙松质骨(DBCB)作为载体,将一定量的骨形态发生蛋白(BMPs)与不同浓度含有骨髓基质干细胞(MSCs)的单核细胞悬液复合,制成MSCs/BMP/DBCB复合物(MⅠ:1×106,MⅡ:1×105和MⅢ:1×104),分别回植在骶棘肌内。术后2、4、8、12周取材,对标本做放射影像学、大体观察、显微镜组织学观察。结果:MⅠ组新骨生成量多于其它组。结论:复合物具有治疗股骨头缺血性坏死的潜能,但有待进一步研究。     

重组人骨形态发生蛋白2与碱性成纤维细胞生长因子联合促进兔骨髓基质细胞血管内皮细胞生长因子表达及其成骨潜能

背景：了解在体外或体内环境下,应用重组人骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子,能否达到既加强成骨又促进血管内皮细胞生长因子表达的双重作用。 目的：观察兔骨髓基质细胞经重组人骨形态发生蛋白2与碱性成纤维细胞生长因子刺激后,其血管内皮细胞生长因子表达及成骨潜能的变化。 方法：取兔双侧股骨骨髓基质细胞,采用骨髓基质细胞体外培养技术,单独或联合以重组人骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子刺激细胞。细胞培养5 d后,进行细胞形态、增殖情况、碱性磷酸酶活性、成骨结节、血管内皮细胞生长因子阳性细胞率等项目的检测。 结果与结论：联合先后应用重组人骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子在细胞计数、碱性磷酸酶活性、矿化面积百分率、血管内皮细胞生长因子阳性细胞率4个检测项目上优于同时应用重组人骨形态发生蛋白2或碱性成纤维细胞生长因子以及单独应用重组人骨形态发生蛋白2或碱性成纤维细胞生长因子。结果表明合理的联合使用重组人骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子,不仅可促进骨髓基质细胞的快速增殖及向成骨细胞转化,还可促进促血管内皮细胞增生的重要介质血管内皮细胞生长因子的表达。     

骨组织工程的种子细胞—骨髓基质细胞的研究进展

骨髓基质细胞作为组织工程的种子细胞具有广阔前景。许多实验证实骨髓基质细胞具有充质干细胞特性,表现为较强的增殖能力和向多种间充质细胞分化的潜能。目前已建立了体外培养骨髓基质干细胞的方法,而且 正在摸索进一步纯化的方法和诱导分化的条件,已有利用其成骨特性体内移植实验,表明在适当的条件下,接种在组织工程材料上的骨髓基质细胞可以形成新骨。     

血管内皮细胞生长因子基因转染骨髓基质细胞的瞬时表达与稳定表达

目的探讨血管内皮细胞生长因子（VEGF）基因修饰的大鼠骨髓基质细胞（BMCS）的表达能力及表达活性。方法取6周龄SD大鼠BMCS传代培养后以3μl阳离子脂质体（Lipofectamine）：1μg pc DNA3．1-VEGF165的比例转染，通过RT—PCR技术、免疫组织化学S—P法检测转染细胞中外源性VEGF165基因的转录及瞬时表达和稳定表达，用血管内皮细胞（VEC）增殖试验测定转染细胞培养上清中VEGF的生物活性。结果VEGF基因转染的大鼠骨髓基质细胞可有效转录VEGF165，其分泌培养上清液中的表达产物可促进血管内皮细胞增殖，具有很强的生物活性。结论采用基因转染技术可将VEGF转染至BMCS中，并可有效表达具有生物活性的VEGF。     

骨组织工程的种子细胞--骨髓基质细胞的研究进展

骨髓基质细胞作为骨组织工程的种子细胞具有广阔前景.许多实验证实骨髓基质细胞具有间充质干细胞特性,表现为较强的增殖能力和向多种间充质细胞分化的潜能.目前已建立了体外培养骨髓基质干细胞的方法,而且正在摸索进一步纯化的方法和诱导分化的条件.已有利用其成骨特性体内移植实验,表明在适当的条件下,接种在组织工程材料上的骨髓基质细胞可以形成新骨.     

PcDNA3-hBMP2转染骨髓基质细胞及其稳定表达

目的：通过观察转染hBMP-2基因的骨髓基质细胞的生长特性的变化和检测目的基因在受体细胞中表达，探讨骨髓基质细胞用作hBMP-2基因的受体细胞的可能性。方法：在脂质体介导下将hBMP-2基因导入体外培养的骨髓基质细胞中，用G418筛选获得阳性细胞，分别应用原位杂交技术和酶联免疫吸附方法检测目的基因在受体细胞内的存在与表达。结果：在mRNA水平可检测到目的基因在阳性细胞中进行了转录，在培养基中，用ELISA的方法能检测到目的基因在骨髓基质细胞中进行了表达，并分泌到培养基中。从细胞的生长曲线上，可知细胞的倍增时间并没有因为目的基因的导入而改变，其生长时间也与正常的细胞相近。结论：骨髓基质细胞可以用作hBMP-2基因的受体细胞，表达并分泌hBMP-2蛋白质，也可作为骨组织工程学中的种子细胞。     

脱细胞松质骨复合骨形态发生蛋白2异位成骨的实验研究

目的制备脱细胞松质骨作为骨形态发生蛋白2（BMP-2）载体。观察其异位成骨状况。方法取猪椎体松质骨,做脱细胞、脱脂处理。以兔为实验动物,将BMP-2与脱细胞松质骨复合,植入皮下组织．复合兔自体新鲜红骨髓及单纯脱细胞骨植入作为对照。另将脱细胞松质骨小柱复合BMP-2植入兔听泡内．以不含BMP-2脱细胞松质骨作为对照。术后3个月取标本行病理学检查。结果术后兔健康状况良好．术后3个月材料形状无明显变化．周围组织有少量血管增生．无明显免疫排斥现象,实验组病理学检查发现有新骨形成．对照组中复合自体红骨髓材料中有少量新生骨．单纯材料组仅有纤维结缔组织充填。植入听泡的复合BMP-2脱细胞松质骨与听泡骨壁接触部位结合紧密．表面被再生黏膜覆盖．病理学检查发现有新骨形成,而对照耳仅有黏膜覆盖,无新骨形成。结论脱细胞松质骨复合／BMP-2具有诱导成骨能力．并可在听泡空腔特殊部位诱导成骨．是一种很好的异位诱导成骨方法。     

hBMP-2基因转染骨髓基质细胞及效果检测

目的　通过观察转染hBMP 2基因在骨髓基质细胞生物学性状变化和检测hBMP 2基因在受体细胞中表达水平 ,探讨骨髓基质细胞作为hBMP 2基因受体细胞的可行性。方法　应用脂质体介导的方法将携带hBMP 2基因的重组载体PcDNA3 hBMP2导入体外培养的骨髓基质细胞中 ,用G4 18筛选获得阳性细胞 ,分别应用PCR技术、原位杂交技术和ELISA检测目的基因DNA、mRNA和蛋白质的存在与表达状况 ,并绘制细胞的生长曲线。结果　PCR方法显示实验组可见约 36 0bp的基因条带 ,原位杂交方法显示实验组约有 15～ 2 0 %的阳性细胞 ,ELISA方法显示培养第 1～ 4天时hBMP 2的含量为 37ng/3× 10 5细胞 ,培养第 11～14天和第 2 5～ 2 8天均约 5 4ng/3× 10 5细胞。转染后阳性细胞的倍增时间和生长时间没有因为目的基因的导入而改变 ,与正常培养的细胞相比差异不显著。结论　骨髓基质细胞可以作为hBMP 2基因的受体细胞 ,基因表达可分泌hBMP 2蛋白质 ,可作为骨组织工程学中的种子细胞。     

骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植构建组织工程化骨的初步研究

为阐明骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植在生物复合材料上构建组织工程化骨 ,在促进成骨过程、加速局部血管生成中的作用 ,将大鼠骨髓基质细胞和人脐静脉内皮细胞联合种植在左旋聚乳酸 /β-磷酸三钙 (PL L A/β- TCP)多孔复合支架材料上作为实验组 ,仅种植骨髓基质细胞在该材料上作为对照组。将此种有活细胞的复合材料种植于裸鼠大腿后侧肌袋内 ,分别于种植后 1、4、8、12、16周处死动物 ,取出复合材料 ,行组织学检测 ,并用图像处理技术计算实验组和对照组的成骨面积百分比和材料面积百分比 ,观察其变化规律。结果显示 :实验组成骨面积百分比增加比对照组明显加快 ,而材料面积百分比减少比对照组迅速 ;其内毛细血管网形成情况也要明显优于对照组。表明骨髓基质细胞和内皮细胞联合种植于支架材料构建组织工程化骨不仅有利于成骨作用 ,促进新生骨区内部血管网形成 ,还有利于复合材料的降解吸收 ,这在构造组织工程化骨过程中具有重要意义。     

新生兔骨髓基质细胞向成骨样细胞诱导分化

最新研究表明骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)不仅是具有多向分化能和旺盛增殖活力的细胞,还具有特殊的免疫学特性,表达对异体宿主低免疫原性和免疫抑制作用[1].本实验分离培养的新生兔骨髓基质细胞,经成骨诱导可以为成年兔骨修复提供充足的骨组织工程种子细胞.     

兔骨髓基质细胞的体外培养

目的　探讨兔骨髓基质细胞在体外的培养条件 ,为研制骨组织工程材料选择种子细胞奠定实验基础。方法　取兔新生仔长骨骨髓进行培养 ,观察其传代细胞生长特性和生长曲线 ,测定培养细胞分裂指数和贴壁率。结果　兔骨髓基质细胞生长至第 5代 ,性状稳定 ,生长曲线相似 ;第 4天分裂指数最高 ,为 92‰ ;传代后 10h贴壁率最高。结论　兔骨髓基质细胞在体外培养条件下 ,早期生长性状稳定 ,增殖速度快 ,适应性强 ,可作为骨组织工程学的种子细胞。     

Effect of Low-Frequency Pulsatile Flow on Expression of Osteoblastic Genes by Bone Marrow Stromal Cells

Perfusion culture of osteoprogenitor cells is a promising means to form a bone-like extracellular matrix for tissue engineering applications, but the mechanism by which hydrodynamic shear stimulates expression of bone extracellular matrix (ECM) proteins is not understood. Osteoblasts are mechanosensitive and respond differently to steady and pulsatile flow. Therefore, to probe the effect of flow, bone marrow stromal cells (BMSCs)—cultured under osteogenic conditions—were exposed to steady or pulsatile flow at frequencies of 0.015, 0.044, or 0.074 Hz. Following 24 h of stimulus, cells were cultured statically for an additional 13 days and then analyzed for the expression of bone ECM proteins collagen 1α1 (Col1α1), osteopontin, osteocalcin (OC), and bone sialoprotein (BSP). All mRNA levels were elevated by flow, but OC and BSP were enhanced modestly with pulsatile flow. To determine if these effects were related to gene induction during flow, BMSCs were again exposed to steady or pulsatile flow for 24 h, but then analyzed immediately for expression of growth and differentiation factors bone morphogenetic proteins (BMP)-2, -4, and -7, transforming growth factor (TGF)-β₁, and vascular endothelial growth factor-A. All growth and differentiation factors were significantly elevated by flow, except BMP-4 which was suppressed. In addition, expression of BMP-2 and -7 were enhanced and TGF-β₁ suppressed by pulsatile flow relative to steady flow. These results demonstrate that pulsatile flow modulates expression of BMP-2, -7, and TGF-β₁ and suggest that enhanced expression of bone ECM proteins by pulsatile flow may be mediated through the induction of BMP-2 and -7.     

体外诱导兔骨髓间充质干细胞分化为类许旺细胞的初步研究

目的：探索将兔骨髓间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）在体外定向诱导分化为类许旺细胞（Schwann Cells，SC）有效的诱导方法。方法：（1）中国白兔5只，穿刺抽取股骨大转子骨髓3mL，用密度为1．073g／mL的percoll淋巴分离液行密度梯度分离，吸取中间白色膜状细胞层，接种在加有10％FCS的DMEM培养液的塑料培养瓶中，观察细胞形态并传代。（2）MSCs传至第3代，实验组加入加有0．5mmol β-巯基乙醇、20ng／mL全反式黄酸、2．5μmol Forskolin、5ng／mL bFGF、20ng／mL PDGF、100ng／mL HRG的培养液培养24h，然后换用10％FBS的DMEM培养液培养24h，同样方法再诱导一次。对照组不加诱导剂，用10％FCS的DMEM培养液培养。观察两组MSCs的细胞形态，7d后用抗S-100、GFAP和P75抗体做免疫组织化学染色来鉴定诱导后MSCs。结果：MSCs在体外培养以梭形细胞为主，细胞平行排列或旋涡状生长，胞浆丰富，核大，核染色质细，有些核仁明显。细胞经多次传代后，呈长梭型。加入诱导剂后有少量细胞死亡，诱导后的细胞免疫组化阳性。诱导后细胞S-100、GFAP、P75免疫组化染色阳性率分别为74.9％、83％、70％。结论：兔MSCs可以在体外培养、增殖，并经β-巯基乙醇、全反式黄酸、Forskolin、bFGF、PDGF、HRG联合诱导分化为类SC。     

Flow Perfusion Enhances the Calcified Matrix Deposition of Marrow Stromal Cells in Biodegradable Nonwoven Fiber Mesh Scaffolds

In this study, we report on the ability of resorbable poly(L-lactic acid) (PLLA) nonwoven scaffolds to support the attachment, growth, and differentiation of marrow stromal cells (MSCs) under fluid flow. Rat MSCs were isolated from young male Wistar rats and expanded using established methods. The cells were then seeded on PLLA nonwoven fiber meshes. The PLLA nonwoven fiber meshes had 99% porosity, 17 m fiber diameter, 10 mm scaffold diameter, and 1.7-mm thickness. The nonwoven PLLA meshes were seeded with a cell suspension of 5 × 10⁵ cells in 300 l, and cultured in a flow perfusion bioreactor and under static conditions. Cell/polymer nonwoven scaffolds cultured under flow perfusion had significantly higher amounts of calcified matrix deposited on them after 16 days of culture. Microcomputed tomography revealed that the in vitro generated extracellular matrix in the scaffolds cultured under static conditions was denser at the periphery of the scaffold while in the scaffolds cultured in the perfusion bioreactor the extracellular matrix demonstrated a more homogeneous distribution. These results show that flow perfusion accelerates the proliferation and differentiation of MSCs, seeded on nonwoven PLLA scaffolds, toward the osteoblastic phenotype, and improves the distribution of the in vitro generated calcified extracellular matrix.     

SD大鼠骨髓基质细胞向神经干细胞诱导分化的初步实验研究

以 SD大鼠为实验对象 ,从其骨髓分离出骨髓基质细胞 (BMSC) ,利用 L IF、b FGF、RA等增殖及分化诱导因子和神经干细胞培养液进行培养、分化诱导 ,观察 SD大鼠骨髓基质细胞体外培养的生长行为及扩增、分化情况。我们观察到 ,分离得到的骨髓基质细胞在体外培养中能形成细胞克隆团 ,这些具有克隆能力的骨髓基质细胞经传代后 ,其数量明显多于原代培养 ;BMSC经持续培养具有增殖能力以及分化为组织细胞的潜能 ,其分化细胞形态多样 ,包括胶质细胞样细胞和神经元样细胞。实验结果证明 ,骨髓基质细胞具有较强的自我更新的能力和多分化能力 ,也说明本实验所采用的细胞培养方法适用于骨髓基质细胞的体外生存与扩增。骨髓基质细胞较容易取材、体外培养和扩增 ,并具有多向分化潜能 ,在合适的诱导分化条件下 ,可分化出神经细胞 (神经元和神经胶质细胞 ) ,是理想的种子细胞     

大鼠脂肪源性血管内皮细胞的培养及其形态特征

切取4只雄性SD大鼠鼠蹊部皮下脂肪。通过机械分割和组织消化法获得脂肪基质细胞，用人内皮细胞培养基进行定向诱导，倒置显微镜下观察细胞生长状况，并以透射电镜及Ⅶ因子免疫细胞化学方法对诱导后的细胞进行鉴定。SD大鼠脂肪基质细胞经过定向诱导后呈典型的铺路石样单层融合贴壁生长；细胞浆中Ⅶ因子免疫细胞化学染色阳性；透射电镜显示细胞内具有内皮细胞特征性的Weibel—Palade氏小体，细胞边缘可见较多指状突起，胞浆内可见溶酶体等结构。结果证实从SD大鼠皮下脂肪获取得基质细胞经过定向诱导后，可以分化成为内皮细胞，该细胞具有与其它来源的血管内皮细胞相同的特征。皮下脂肪可以成为内源性血管内皮细胞的又一细胞来源。