骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体移植治疗椎间盘退变

目的 观察兔骨髓间充质干细胞.壳聚糖凝胶复合体移植修复椎间盘髓核缺损退变的效果.方法 建立兔椎间盘髓核缺损退变模型,将兔骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体注射移植入缺损退变模型中,兔继续培养4周后处死,取出移植修复的椎间盘进行组织HE染色、Aggre-can番红O染色及Ⅱ-collagen免疫组织化学染色,与正常椎间盘及未行移植的缺损退变椎间盘进行随机对照,检测移植修复的效果.结果 骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体可以在缺损的椎间盘中正常生长,并呈现向类髓核细胞分化的趋势,合成分泌Ⅱ-collagen和Aggrecan,维持原椎间盘髓核组织的生物学特性,而缺损退变组髓核组织纤维化、完整性丧失,水分丢失,Ⅱ-collagen合成明显减少(P<0.05).结论 兔骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体能够修复椎间盘缺损退变.     

体外构建可注射式组织工程髓核的初步研究

目的 研究兔髓核细胞在温敏性壳聚糖水凝胶支架上的生长情况,探讨其构建可注射式组织工程髓核可行性. 方法 取3周龄新西兰乳兔,体重150～200 g,雌雄不限,分离培养兔髓核细胞.以壳聚糖、β-甘油磷酸钠水溶液和羟乙基纤维素溶液为原料制备壳聚糖水凝胶支架,并行物理性状及大体观察.将支架与兔髓核细胞复合构建组织工程髓核.复合培养2d,观察髓核细胞在壳聚糖水凝胶中的存活情况;复合培养1周,扫描电镜观察髓核细胞在支架上的生长情况;复合培养3周后,行组织学、免疫组织化学检测,并用RT-PCR检测其分泌的聚集蛋白聚糖、Col Ⅱ mRNA表达. 结果 制备的温敏性壳聚糖水凝胶室温呈液态,37℃放置15 min可发生交联反应成为同态凝胶.吖啶橙/碘化丙啶染色示壳聚糖水凝胶中大多数髓核细胞存活,少数死亡,细胞存活率>90%;扫描电镜示髓核细胞分布于网状支架中,细胞表面有分泌的ECM;HE、甲苯胺蓝、番红O染色及免疫组织化学染色结果 显示软骨细胞具有分泌ECM的功能;RT-PCR检测示髓核细胞在壳聚糖水凝胶支架中立体培养3周后Col Ⅱ、聚集蛋白聚糖mRNA分别为0.631±0.064、0.832±0.052,较单纯培养(0.528±0.039、0.773±0.046)分泌基质的能力更强,差异均有统计学意义(P<0.05). 结论 温敏性壳聚糖水凝胶材料具有良好的细胞相容性,髓核细胞与其复合培养后可保持正常形态及分泌功能,有望成为髓核细胞载体构建组织工程髓核.     

SOX9基因真核表达载体转染诱导BMSCs分化为类髓核细胞

目的椎间盘退行性变的生物学治疗方法是骨科学研究热点,寻找一种有效诱导BMSCs向椎间盘细胞分化的方法成为应用细胞移植治疗椎间盘退变的必要前提。探讨重组质粒pcDNA3.1IE-SOX9 Flag体外转染诱导兔BMSCs向类髓核细胞分化的影响。方法构建真核表达载体pcDNA3.1IE-SOX9 Flag。取1月龄新西兰大白兔骨髓分离培养BMSCs,体外诱导BMSCs向成骨细胞分化并鉴定;流式细胞仪检测细胞表面标记。将第3代BMSCs随机分为转染组、阴性对照组和空白对照组。转染组转染pcDNA3.1IE-SOX9Flag重组质粒,阴性对照组转染质粒pcDNA3.1,空白对照组不转染任何质粒。将构建好的重组质粒pcDNA3.1IE-SOX9Flag转染第3代BMSCs,72h后加入浓度为500mg/L的G418筛选7d后,改为浓度200mg/L的G418维持筛选压力并培养转染细胞。取各组BMSCs采用RT-PCR检测SOX9和Ⅱ型胶原基因(Col2al)的mRNA表达,Western blot检测SOX9蛋白的表达,免疫组织化学染色观察Ⅱ型胶原的表达。结果 BMSCs成骨诱导7d后ALP染色呈阳性;CD44表达阳性,CD34和CD45表达阴性。成功构建了真核表达载体pcDNA3.1IE-SOX9Flag。将重组质粒转染兔BMSCs,72h后转染效率为34.32%±1.75%;转染2周后BMSCs形态改变,呈多角形或椭圆形,细胞体积增大,增殖速度减缓,与椎间盘髓核细胞生长特点十分接近。RT-PCR鉴定发现转染组细胞SOX9 mRNA和Col2al mRNA表达阳性,对照组均为阴性。Westernblot检测发现转染组SOX9基因蛋白表达阳性,对照组未见表达。转染组BMSCs的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈阳性。结论 SOX9基因真核表达载体成功转染兔BMSCs,被转染的干细胞向类髓核细胞分化,为进一步研究应用BMSCs移植治疗椎间盘退行性变奠定了理论基础。     

慢病毒介导的IGF-1与PDGF基因对人退变椎间盘髓核组织的影响

目的观察比较人正常和退变髓核的细胞学和生物学差异,并研究IFG-1和PDGF对人退变髓核的修复作用。方法取患者自愿捐赠的人退变及正常髓核组织,一部分制作成组织切片,进行HE染色观察髓核退变前后形态变化,免疫组织化学染色观察Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、B淋巴细胞瘤2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)、Bcl-2相关X(Bcl-2 associate X,Bax)蛋白表达;另一部分髓核组织进行细胞培养,倒置显微镜观察细胞形态,Western blot检测Ⅱ型胶原蛋白表达。然后进行基因转染实验,分为4组,A组为退变髓核细胞;B、C、D组分别用IGF-1基因慢病毒颗粒、PDGF基因慢病毒颗粒和携带IGF-1、PDGF双基因的慢病毒颗粒转染退变髓核细胞。转染21 d,倒置显微镜观察各组细胞形态,流式细胞仪测定各组细胞IGF-1和PDGF阳性率,免疫组织化学染色和Western blot检测各组细胞Ⅱ型胶原蛋白表达。结果 HE染色示,正常组中央髓核组织可见大量脊索细胞和少量类软骨细胞;而退变组髓核细胞明显减少,且髓核组织内可见大量纤维软骨组织。免疫组织化学染色示,退变组Ⅰ型胶原、Bax蛋白阳性细胞百分比显著高于正常组,Ⅱ型胶原、Bcl-2蛋白阳性细胞百分比显著低于正常组,差异均有统计学意义(P0.05)。Western blot检测示,退变组Ⅱ型胶原蛋白相对表达量显著低于正常组(t=65.493,P=0.000)。基因转染后21 d,与A组比较,B、C、D组细胞活性增加,形态变得较为规则。流式细胞仪检测示B、D组IGF-1阳性率较A组明显增高,C、D组PDGF阳性率较A组明显增高(P0.05)。免疫组织化学染色观察示,A、B、C、D组Ⅱ型胶原蛋白阳性染色情况依次为(±)、(+)、(+)、(++)。Western blot检测示,A、B、C、D组Ⅱ型胶原蛋白相对表达量依次增加,各组间比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论 IGF-1与PDGF均能逆转椎间盘髓核细胞的退变且二者具有协同作用,为其今后应用于临床治疗椎间盘退变性疾病提供了实验依据。     

不同种子细胞复合壳聚糖水凝胶构建可注射组织工程髓核的比较研究

目的比较兔髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)和BMSCs在温敏性壳聚糖水凝胶支架中的生长及细胞外基质合成,筛选用于构建可注射组织工程髓核的种子细胞。方法取3周龄新西兰乳兔,体重150～200g,雌雄不限,分离培养兔NPCs;取1月龄新西兰白兔,体重1.0～1.5kg,雌雄不限,穿刺抽取骨髓分离培养BMSCs。以壳聚糖、β甘油磷酸钠水溶液和羟乙基纤维素溶液为原料制备壳聚糖水凝胶支架。取第2代NPCs和第3代BMSCs分别与壳聚糖水凝胶混匀,构建可注射组织工程髓核。复合培养2d,观察NPCs和BMSCs在壳聚糖水凝胶中的存活情况;复合培养1周,扫描电镜观察两种细胞在支架中的生长分布;复合培养3周,行组织学、免疫组织化学检查,并用RT-PCR检测组织工程髓核中聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原mRNA的表达。结果温敏性壳聚糖水凝胶室温呈液态,37℃放置15min发生交联反应成为半固态凝胶。吖啶橙/碘化丙啶染色示壳聚糖水凝胶中多数NPCs和BMSCs存活,少数死亡,细胞存活率均90%。扫描电镜示NPCs和BMSCs分布于网状支架中,细胞表面有分泌的细胞外基质。HE染色、番红O染色及免疫组织化学染色显示细胞具有分泌细胞外基质的功能。RT-PCR检测示NPCs在壳聚糖水凝胶支架中复合培养3周,Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖mRNA表达量分别为0.564±0.071、0.725±0.046,BMSCs复合培养物分别为0.713±0.058、0.852±0.076,两种细胞比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论温敏性壳聚糖水凝胶具有良好的细胞相容性,与NPCs比较,BMSCs复合壳聚糖水凝胶培养保持了更好的形态、增殖及细胞外基质合成功能。     

细胞移植治疗椎间盘退行性变的研究概况

目的 综述细胞移植治疗椎间盘退行性变疾病的研究现状. 方法 查阅近年来有关细胞移植治疗椎间盘退行性变疾病的国内外相关文献.进行回顾及综合分析. 结果 将椎间盘源性细胞或BMSCs通过单纯细胞移植、复合胶原蛋白支架移植等方法移植入退变椎间盘内,均能够表达类髓核细胞表型,增加ECM合成,缓解甚至抑制椎间盘进一步退变. 结论 细胞移植是目前治疗椎间盘退行性变疾病较为理想的方法.     

移植骨髓间充质干细胞对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响

目的 观察骨髓间充质干细胞(MSCs)移植对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响.方法 以各兔L2/3、L3/4、L4/5、L5/6节段分为正常组、退变组、成纤维细胞(SFs)移植对照组、MSCs移植治疗组.MSCs和SFs分别经绿色荧光蛋白(GFP)转染后,注射植入退变椎间盘的髓核.通过透射电镜观察退变椎间盘凋亡髓核细胞形态;用实时定量聚合酶链反应(PCR)检测退变组织中髓核细胞凋亡相关基因bcl-2和box mRNA的表达;免疫荧光法标记髓核细胞凋亡相关蛋白Caspase-3,并通过TUNEL法标记凋亡髓核细胞,激光共聚焦显微镜检测髓核细胞凋亡蛋白表达率和细胞凋亡比率.结果 透射电镜下,退变椎间盘中凋亡髓核细胞呈现出核染色质边集,空泡形成,核膜断裂,凋亡小体形成等变化.MSCs移植治疗组bcl-2 mRNA的表达量高于退变组和SFs移植对照组(P<0.05),bax mRNA的表达量与退变组差异无统计学意义(P>0.05).MSCs移植治疗组细胞凋亡率和Caspase-3表达率均高于正常组[细胞凋亡率分别为(16.75±2.14)%和(6.86±1.08)%;Caspase-3表达率分别为[(20.34±1.03)%和(6.09±0.77)%](P<0.05),低于退变组和SFs移植对照组[细胞凋亡率分别为(31.87±4.16)%和(29.02±2.16)%;Caspase-3表达率分别为(31.50±3.78)%和(30.20±4.93)%](P<0.05).结论 髓核细胞凋亡在椎间盘退变过程中起重要作用.MSCs移植能有效抑制椎间盘髓核细胞凋亡,延缓椎间盘退变过程.     

退变腰椎间盘髓核组织中NDRG2表达的变化及其意义

[目的]研究退变的腰椎间盘髓核组织中NDRG2表达的变化及其在椎间盘退变中的作用。[方法]收集腰椎间盘标本47例,根据Pfirrmann分级分为Ⅰ~Ⅴ级。采用免疫组织化学染色、实时-定量PCR(RT-PCR)和Western-Blotting技术从细胞、蛋白和基因水平分别检测腰椎间盘髓核组织中NDRG2的表达,并与Pfirrmann分级进行相关性分析;通过RT-PCR分析P53 mRNA的表达;采用衰老相关的β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)实验检测腰椎间盘髓核组织中衰老髓核细胞比例,并与NDRG2表达量进行相关性分析。[结果]免疫组织化学染色、RT-PCR及Western-Blotting检测示NDRG2表达随椎间盘退变程度加重而增加,且与Pfirrmann分级呈正相关;P53 mRNA在腰椎间盘髓核组织中的相对表达随着椎间盘退变程度加重而增加,且与NDRG2的表达量呈正相关。SA-β-gal阳性细胞比例在椎间盘髓核组织中随退变程度加重而增加,并且与NDRG2阳性细胞比例呈正相关。[结论]NDRG2参与了腰椎间盘退变的病理过程,并且可能通过介导腰椎间盘髓核细胞衰老对椎间盘退变起促进作用。     

水凝胶再生修复退变椎间盘的研究进展

目的总结生物材料水凝胶治疗椎间盘退变的研究进展,探讨水凝胶再生修复退变椎间盘的临床应用潜能。方法广泛查阅国内外有关水凝胶修复退变椎间盘尤其是髓核组织的研究文献,并进行总结和分析。结果水凝胶与髓核组织具有相似特性,在退变椎间盘再生修复中扮演重要角色,主要可体现在人工髓核假体、以水凝胶为载体的细胞治疗、非细胞治疗和组织工程修复。结论水凝胶作为生物材料广泛应用于椎间盘的再生修复治疗,为治疗椎间盘退变提供了新方向。     

低强度脉冲超声波对体外培养人退变腰椎间盘细胞的作用

目的 探讨低强度脉冲超声波(LIPUS)对体外培养人退变腰椎间盘细胞的作用.方法 体外培养人退变髓核细胞,台盼蓝染色法测定活细胞率.将每份髓核细胞样本分为对照组和LIPUS组.应用LIPUS每天作用20 min,作用后第0、2、4、8天,采用免疫组化法测定Ⅱ型胶原水平,采用酶联免疫吸附法检测聚集蛋白聚糖(aggrecan)水平.结果 体外培养人退变髓核细胞的活细胞率为90%～95%.LIPUS干预后第2、4、8天,LIPUS组Ⅱ型胶原的合成和aggrecan含量均较相应时间点对照组显著增加(P＜0.05).结论 LIPUS能够通过促进人退变髓核细胞合成Ⅱ型胶原和蛋白多糖防治椎间盘退变.