富血小板血浆优化培养间充质干细胞的实验研究

目的探讨以人富血小板血浆(PRP)取代动物血清培养可供临床应用的间充质干细胞(MSC)的新方法。方法骨髓标本取自行全髋关节置换术的造血功能正常患者的近端股骨。有核细胞2×10~5/cm~2接种于25 cm~2培养瓶中培养 MSC,比较含12.5% 胎牛血清(FCS)和12.5% 马血清的完全 Dexter 培养液,含10.0% FCS 的α-MEM 培养液和含5% PRP 的α-MEM 培养液三种培养体系的扩增效果。有核细胞1×10~6与采自健康供者髂骨的相同数量的骨髓细胞分别接种于25 cm~2培养瓶,14 d 后计数成纤维细胞集落(CFU-F)。结果从近端股骨中分离和扩增的细胞呈典型的成纤维样细胞形态,表型鉴定 CD34、CD45阴性,SH2(CD105)、SH3(CD73)、Thy-1(CD90)阳性,体外诱导可向成骨细胞分化。其中含5% PRP 的培养体系较其他两种传统培养方法具有显著增强的 MSC 扩增效果且不改变细胞表型及分化功能;来源于近端股骨的骨髓细胞 CFU-F 较常规髂骨穿刺物显著增高(分别为89±17和16±5,P<0.01)。结论建立以 PRP 取代 FCS 的培养体系,并采用取自外科手术中近端股骨的骨髓标本可在体外高效扩增可备临床细胞治疗应用的 MSC。     

复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆煅烧骨在大鼠下颌骨缺损修复中的应用

背景:用于修复骨缺损的方法有直接植入、复合细胞植入以及加入生长因子植入.近年来,复合细胞植入和加入生长因子植入的研究受到比较广泛的关注.目的:观察复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨修复颌骨缺损的作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-04在青岛大学医学院附属医院中心实验宦及口腔研究室完成.材料:取成年牛长骨骨骺端,经脱脂、脱蛋白、煅烧处理后制得煅烧骨.将第3代的骨髓间充质干细胞悬液加到煅烧骨上制备煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体.将富血小板血浆因子滴加到将要植入的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体上,制得含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体.方法:用牙钻在Wistar大鼠左侧下颌骨下缘备出1.0 cm×0.8 cm大小缺损,将30只大鼠随机分为3组,每组10只.对照组:将煅烧骨直接植入大鼠下颌骨缺损中.复合骨髓间充质干细胞组:将煅烧骨＞骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中.复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组:将含富血小板血浆因子的煅烧骨-骨髓间充质干细胞复合体植入大鼠下颌骨缺损中.主要观察指标:观察各组煅烧骨在4,8,12周的成骨情况.结果:复合骨髓间充质干细胞+富血小板血浆组煅烧骨在4,8,12周3个时间点的成骨情况明显优于对照组煅烧骨及复合骨髓间充质干细胞组煅烧骨(P＜0.01),,对照组和复合骨髓间充质干细胞组之间的成骨情况差异无显著性意义(P＞0.05).结论:复合骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的煅烧骨可以促进下颌骨缺损修复,增加血管化与骨化.     

富血小板血浆对人骨髓间充质干细胞成骨诱导的影响

背景:富血小板血浆足经过特殊方法提取的血小板含量丰富的血浆,相较普通血清含有更丰富的细胞因子,如血小板衍生因子、转化生长因子β、血管内皮生长因子等.目的:观察富血小板血浆对成骨诱导人骨髓间充质干细胞生物学特性的影响,拟探讨促进人骨髓间充质干细胞的增殖与诱导成骨细胞的培养方法.设计、时间及地点:配对样本对比观察,于2007-03/2008-03在中山大学组织工程实验室完成.对象:18名健康志愿者,男12名,女6名,平均年龄27.5岁.随机分为3组:富血小板血浆组、胎生血清组、无血清对照组,每组6人.方法:抽取18名健康志愿者自体外周静脉血获取富血小板血浆.采用密度梯度离心法获取健康志愿者骨髓间充质干细胞,常规原代培养,传代诱导培养时根据分组情况,分别采用10%AB型血清、10%自体富血小板血浆与无血清,配比高糖DMEM培养基、50mg/L抗坏血酸、1008mol/L地塞米松、103mol/L-β甘油磷酸钠.主要观察指标:倒置相差显微镜、扫描电镜观察各组细胞彤态,MTT法检测细胞增殖情况,细胞碱性磷酸酶活性、骨钙素水平.结果:3组细胞均存接种后12～24 h开始贴壁,并由圆形逐步变化为梭型、多角形、有多个突起的不规则形状等.细胞传代诱导培养后,富血小板血浆组与胎生血清组细胞生长迅速,明显快于无血清对照组(P<0.05).从传代培养第2、4、6代的细胞生长看,随着培养时间的延长富血小板血浆组细胞增殖明显快于胎生血清组.3组细胞碱性磷酸酶活性与骨钙素随诱导时间的延长而增高,培养第3,6,9,12天胎生血清组碱性磷酸酶活性较富血小板血浆组低,培养第15天两组无明显差异.培养第3,6,9天富血小板血浆组细胞内骨钙素含量与胎生血清组无明显差别,12 d后明显高于胎生血清组.无血清对照组碱性磷酸酶活性及骨钙索含量较富血小板血浆组变化程度明显减小.并且各时间点碱性磷酸酶活性与骨钙素含量均低于富血小板血浆组(P<0.01).结论:自体富血小板血浆能够有效加快人骨髓间充质干细胞的增殖,并能有效促进诱导培养的人骨髓间充质干细胞成骨特性表达.     

富血小板血浆对人骨髓间充质干细胞成骨分化的抑制效应

目的:一些理论质疑富血小板血浆对骨前体细胞成骨分化的作用,本实验拟验证富血小板血浆对体外培养的人骨髓间充质干细胞成骨分化的抑制效应。方法:实验于2005-05/11在南方医科大学组织工程试验室(省级)完成。①实验方法:抽取6名健康志愿者髂前上棘骨髓5mL进行体外细胞培养扩增,静脉血10mL以二次离心法制得富血小板血浆。诱导骨髓间充质干细胞时富血小板血浆与骨髓间充质干细胞均来自同一个体。②碱性磷酸酶染色:取第4代骨髓间充质干细胞,分为两组:富血小板血浆组加入富血小板血浆使终浓度为100g/L,单纯血清培养组仅加入等量胎牛血清。培养后第7天进行碱性磷酸酶染色,阳性细胞为胞质中呈现黑色颗粒或块状沉淀。③矿化结节染色:取第4代骨髓间充质干细胞,分组同上。培养后第19天以0.1%茜素红-TrisHcl(pH8.3)37℃下放置30min,矿盐沉积染色阳性为红色。④Cbfa1基因表达:取第4代骨髓间充质干细胞,分组同上。培养后第3,7,12,16天RT-PCR法检测骨髓间充质干细胞Cbfa1基因的表达。⑤形态学观察:实验过程中使用相差显微镜观察各组细胞生长情况及形态学变化。结果:①骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶染色结果:培养后第7天,富血小板血浆组碱性磷酸酶阳性细胞数量较单纯血清培养组明显减少,且阳性细胞内灰黑色颗粒也明显减少,为弱阳性。②骨髓间充质干细胞矿化结节染色结果:培养后第19天,单纯血清培养组可见细胞表面有较多的矿盐沉积,但未形成明显的矿化结节。富血小板血浆组细胞表面只有稀少的矿盐沉积。③骨髓间充质干细胞cbfa1mRNA的表达:培养后第3,7,12,16天,随着培养时间的延长单纯血清培养组与富血小板血浆组cbfa1基因表达量均逐渐增高,同一时间点两组间cbfa1基因的表达基本相似。④骨髓间充质干细胞形态学变化:富血小板血浆组骨髓间充质干细胞增殖旺盛,细胞达到单层汇合的时间较单纯血清培养组明显缩短。单纯血清培养组细胞在完全汇合后开始出现聚合现象(14～16d),但趋向性不明显,未完全形成团簇;富血小板血浆组细胞在完全汇合后未出现聚合现象,细胞密集生长。培养初期两组细胞以梭形为主,多角形细胞较少,培养至14～16d单纯血清培养组多角形细胞较富血小板血浆组增多。结论:富血小板血浆可抑制人骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶的分泌与矿盐沉积,对人骨髓间充质干细胞成骨分化的直接效应是抑制其分化。     

富血小板血浆体外培养骨髓间充质干细胞的增殖与胶原产生

背景:间充质干细胞是可大量获取的肌腱组织工程种子细胞,但体外如何诱导其分化为功能化腱样细胞成为此项技术的关键.目的:观察富血小板血浆对体外培养骨髓间充质干细胞分裂增殖和胶原产生的影响.方法:分离培养兔骨髓间充质干细胞,并采用自体富血小板血浆对骨髓间充质干细胞进行干预(设立高、中、低剂量富血小板血浆组,并设空白对照组),每日计数细胞并绘制细胞生长曲线,用MTT比色法分析各组骨髓间充质干细胞的存活和增殖能力.以ELISA定量检测细胞的胶原产生,通过RT-PCR反应测定富血小板血浆干预前后细胞Ⅰ型胶原基因的表达.结果与结论:高、中、低浓度富血小板血浆组骨髓间充质干细胞均保持较高的增殖活性,呈快速生长,曲线上升幅度大,与空白对照组比较差异有显著性意义(P < 0.05).培养时间越长作用越明显,培养一定时间后其作用具有剂量依赖性,较高剂量的富血小板血浆对细胞的增殖作用较为明显.富血小板血浆能明显促进骨髓间充质干细胞的Ⅰ和Ⅲ型胶原合成,剂量越大,刺激胶原产生的作用越明显.说明骨髓间充质干细胞具备组织工程化肌腱种子细胞的基本条件,富血小板血浆具有促进间充质干细胞向肌腱细胞转化的作用.     

富血小板血浆及脐带间充质干细胞修复软骨损伤

背景：研究者直接将富血小板血浆作为支架材料与骨髓基质干细胞、软骨细胞等复合后体外培养发现软骨细胞在富血小板血浆三维支架呈现增殖生长,骨髓基质干细胞在增殖的同时有向软骨细胞分化的倾向。目的：观察富血小板血浆和人脐带间充质干细胞对受损软骨修复的影响。方法：正常健康新西兰大白兔40只,制备兔软骨损伤模型。2次离心法制备富血小板血浆,制备3代人脐带间充质干细胞。随机将动物分为4组,造模后生理盐水组关节腔一次性注入生理盐水0.5 mL;富血小板血浆组注入12.5%富血小板血浆0.5 mL;人脐带间充质干细胞组注入1×107人脐带间充质干细胞0.5 mL;富血小板血浆(12.5%)联合人脐带间充质干细胞(1×107)组注入两种物质0.5 mL。造模后第12周,大体观察软骨损伤修复情况;苏木精-伊红染色光镜下观察损伤部位细胞修复情况;根据O’Driscol组织学评分标准对造模后第12周切片进行组织学评分。结果与结论：软骨损伤后大体观察、苏木精-伊红染色组织学观察及组织学评分均显示富血小板血浆组、人脐带间充质干细胞组、富血小板血浆联合人脐带间充质干细胞组对软骨损伤的修复效果优于生理盐水组,差异有显著性意义(P<0.05),富血小板血浆组、富血小板血浆联合人脐带间充质干细胞组的修复效果优于人脐带间充质干细胞组,差异有显著性意义(P<0.05)。结果说明富血小板血浆、人脐带间充质干细胞均能促进软骨损伤的修复,而且富血小板血浆、富血小板血浆联合人脐带间充质干细胞较单独应用人脐带间充质干细胞效果好。     

不同体积分数富血小板血浆对犬骨髓间充质干细胞增殖的影响

背景:间充质干细胞的增殖和分化与富血小板血浆中的血小板浓度密切相关,浓集倍数过小可能达不到应有效应,太大则对骨再生产生抑制作用.目的:观察不同体积分数的富血小板血浆对犬骨髓间充质干细胞增殖的影响.设计:细胞学体外观察.材料:健康12月龄雄性比格犬,由中南大学湘雅医学院实验动物部提供.方法:取生长良好的第5代犬骨髓间充质干细胞,调整细胞浓度至3×10~8L~(-1),以200μL/孔接种于96孔板,常规培养24 h后,弃原培养液及未贴附的细胞.取制备好的富血小板血浆凝胶,加入含青霉素、链霉素的无血清低糖DMEM培养基分别稀释成5%,6.25%,7.5%,8.75%,10%共5个体积分数,向上述96孔板中每孔加入200μL,放入培养箱内,并设立空白对照.主要观察指标:MTT法观察不同体积分数富血小板血浆对犬骨髓间充质干细胞增殖活性的影响.结果:与空白对照组比较,干预早期各体积分数的富血小板血浆组均可促进犬骨髓间充质干细胞增殖.随干预时间的延长,体积分数为8.75%,10%富血小板血浆组在第6天增殖速度开始呈缓慢上升,进入平台期;体积分数为5%,6.25%富血小板血浆组细胞数量呈快速增殖,尤以体积分数为6.25%富血小板血浆组为甚.结论:富血小板血浆可在干预早期显著促进犬骨髓间充质干细胞增殖,其增殖强度与富血小板血浆体积分数相关,低体积分数条件下普遍取得较佳的增殖效应.     

富血小板血浆对免骨髓间充质干细胞增殖的作用

背景:自体富血小板血浆含有多种生长因子,可以克服外源性生长因子成分单一、来源有限、价格昂贵且存在一定的免疫排斥反应等不足.目的:观察富血小板血浆对体外培养骨髓间充质干细胞增殖的影响.设计、时间及地点:区组设计,开放实验,于2004-0912005-02在同济医学院医学实验公共实验室完成.材料:2月龄新西兰大耳白兔.方法:采用密度梯度离心结合贴壁筛选及传代方法提取、纯化骨髓间充质干细胞,取较纯和生长状态较好的第3代细胞.采用二次离心法提取兔富血小板血浆.在完全培养基加入体积分数为0.2,0.1.0.05富血小板血浆培养骨髓间充质干细胞,以未加入富血小板血浆的完全培养基为对照.主要观察指标:①骨髓间充质干细胞生长曲线.②以MTT比色法观察骨髓间充质干细胞的存活和增殖能力.结果:①加入富血小板血浆干预第2天,骨髓间充质干细胞出现较高的增殖活性,呈快速生长,曲线上升幅度大,细胞倍增时间最短,约30 h.以体积分数为0.2富血小板血浆组明显.对照组细胞从第3天起呈快速生长,细胞倍增时间最长,约46 h.②富血小板血浆体外培养骨髓间充质干细胞时间越长作用越明显,在培养第3天细胞牛长的剂量依赖不明显,培养第6天后较高剂量的富血小板血浆对细胞的增殖作用显著增强,与对照组比较差异有显著性意义(P＜0.05,P＜0.01).结论:富血小板血浆能明显促进体外培养骨髓间充质干细胞增殖,并使细胞产生剂量依赖性.     

富血小板血浆对兔骨髓间充质干细胞增殖的作用

背景：自体富血小板血浆含有多种生长因子，可以克服外源性生长因子成分单一、来源有限、价格昂贵且存在一定的免疫排斥反应等不足。目的：观察富虹小板血浆对体外培养骨髓间充质干细胞增殖的影响。设计、时间及地点：区组设计，开放实验．于2004-09／2005—02在同济医学院医学实验公共实验室完成。材料：2月龄新西兰大耳白兔。方法：采用密度梯度离心结合贴壁筛选及传代方法提取、纯化骨髓间充质干细胞，取较纯和生长状态较好的第3代细胞。采用二次离心法提取兔富血小板血浆。在完全培养基加入体积分数为0．2，0．1，0.05富血小板血浆培养骨髓间充质干细胞，以未加入富血小板血浆的完全培养基为对照。主要观察指标：①骨髓间充质干细胞生长曲线。②以MTT比色法观察骨髓间充质干细胞的存活和增殖能力。结果：①加入富血小板血浆干预第2天，骨髓间充质干细胞出现较高的增殖活性，呈快速生长，曲线上升幅度大，细胞倍增时间最短，约30h。以体积分数为0．2富血小板血浆组明显。对照组细胞从第3天起呈快速生长，细胞倍增时间最长，约46h。②富缸小板血浆体外培养骨髓间充质干细胞时间越长作用越明显，在培养第3天细胞生长的剂量依赖不明显，培养第6天后较高剂量的富血小板血浆对细胞的增殖作用显著增强，与对照组比较差异有显著性意义（P〈0．05，P〈0．01）。结论：富血小板血浆能明显促进体外培养骨髓间充质干细胞增殖，并使细胞产生剂量依赖性。     

骨髓间充质细胞构建组织工程神经修复坐骨神经缺损

背景:许旺细胞是周围神经组织工程的种子细胞,但体外分离、培养、纯化许旺细胞较困难.脱细胞同种异体神经移植物具有较强的修复外周神经缺损的能力,且可诱导骨髓间充质细胞分化为类许旺细胞,理论上骨髓间充质细胞可替代许旺细胞作为种子细胞应用于周围神经组织工程.目的:观察骨髓间充质细胞构建组织工程神经修复坐骨神经缺损的效果,评估骨髓间充质细胞作为种子细胞修复周围神经缺损的可行性.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-07/12在大理学院基础医学院实验室完成.材料:将30只SD大鼠按随机数字表法分为3组,每组10只.骨髓间充质细胞+异体移植组将骨髓间充质细胞复合脱细胞同种异体神经移植物培养的组织工程神经与两断端用10/0无创线端端吻合;异体移植组将脱细胞同种异体神经移植物桥接;自体移植组将切断的坐骨神经旋转180°端端吻合.方法:运用骨髓间充质细胞构建的组织工程神经修复大鼠10 mm坐骨神经缺损,移植后12周通过坐骨神经功能指数、腓肠肌湿质量恢复率、S-100免疫组织化学染色、电镜等方法观察移植物修复效果.主要观察指标:复合物培养时观察细胞形态的变化;移植后观察坐骨神经功能指数及腓肠肌湿质量恢复率;通过甲苯胺蓝染色观察新生髓鞘形成和轴突生长及神经纤维的分布情况,结合透射电镜及S-100蛋白免疫组织化学染色,观察许旺细胞生长和神经纤维再生情况.结果:坐骨神经功能指数及腓肠肌湿质量恢复率的检测结果显示骨髓间充质细胞+异体移植组优于异体移植组(P<0.05).骨髓间充质细胞+异体移植组复合物中S-100的表达明显高于异体移植组,有髓神经纤维数量、有髓纤维直径和髓鞘厚度均大于异体移植组(P< 0.05),修复效果接近自体移植组.结论:骨髓间充质细胞构建的组织工程神经修复周围神经缺损的效果优于单纯的脱细胞同种异体神经移植物,骨髓间充质细胞作为种子细胞在周围神经组织工程中具有较强的应用价值.     

无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复坐骨神经缺损

背景:作者前期已经成功将无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经,并证明可以促进周围神经再生.目的:构建组织工程人工神经,观察和验证桥接大鼠坐骨神经缺损后的神经功能恢复情况.方法:成年雄性SD大鼠60只构建大鼠坐骨神经15 mm缺损模型.随机分成3组,每组20只.桥接大鼠坐骨神经缺损,实验组采用组织工程人工神经,空白对照组采用无细胞组织工程神经支架,自体神经对照组采用自体神经移植.桥接后12周通过大体观察、胫骨前肌湿质量、组织学等方法分析坐骨神经组织学及功能恢复情况.结果与结论:桥接术后12周:实验组大鼠肢体可以支撑着地,钳夹大鼠手术侧足底皮肤出现逃避反射,足底皮肤s.100蛋白染色呈阳性反应.实验组与自体神经移植组胫骨前肌湿质量比差异无显著性意义(P＞0.05).实验组辣根过氧化物酶逆行示踪实验显示脊髓、后根神经节均可见数量不等的辣根过氧化物酶标记阳性细胞.实验组移植物与自体神经移植组有髓神经纤维数、髓鞘厚度、神经组织面积比较差异无显著性意义.实验结果验证了无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复大鼠坐骨神经缺损,可以促进神经组织学的修复重建和功能的恢复.     

无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞修复大鼠坐骨神经缺损

背景:作者前期试验已成功制备了天然可生物降解的无细胞神经移植物并证明其可促进周围神经再生.目的:无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经并观察其修复大鼠坐骨神经缺损促进运动功能恢复的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-06/2009-02在辽宁医学院附属第一医院医学组织工程实验室完成.材料:180～200 g成年健康雄性Wistar大鼠,用于制备无细胞神经移植物,100～120 g成年健康雄性Wistar大鼠,用于制备骨髓间充质干细胞,将骨髓间充质干细胞植入并与无细胞神经支架联合培养构建组织工程人工神经.方法:180～200 g成年健康雄性SD大鼠60只构建坐骨神经15 mm缺损模型,随机分成3组,每组20只.①实验组采用组织工程人工神经桥接大鼠坐骨神经缺损.②空白对照组采用组织工程神经支架桥接大鼠坐骨神经缺损.③自体神经对照组采用自体神经移植桥接大鼠坐骨神经缺损.主要观察指标:术后12周通过大体观察、电生理检测、组织学和小腿三头肌湿质量等方法分析评价运动功能恢复情况.结果:①术后12周,实验组大鼠手术侧足趾可以分开,并且可以支撑着地;实验组大鼠再生神经传导速度与自体神经对照组相比,差异无显著性意义.②术后12周,实验组组织化学染色可见腓肠肌内有呈AchE阳性的运动终板整齐地排列于腓肠肌的中上部形成终板带,经结合镀银染色后可见再生的神经束及发出的分支与运动终板相连.③实验组与自体神经对照组胫骨前肌湿质量比差异无显著性意义.结论:无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞桥接大鼠坐骨神经缺损具有促进其运动功能恢复的作用.     

富血小板血浆诱导犬骨髓间充质干细胞的体外成骨

背景:富血小板血浆中含有大量骨再生所需的生长因子,且各生长因子的比例是机体自身形成的,具有良好的协同作用.目的:探讨富血小板血浆体外诱导犬骨髓间充质干细胞成骨的效果.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2007-06/2008-02在中南大学湘雅医院中心实验室完成.材料:健康12月龄雄性比格犬,由中南大学湘雅医学院实验动物部提供.方法:收集第3代犬骨髓间充质干细胞,分为4组:对照组加入标准培养基;成骨诱导培养基组向培养板孔内加入含胎牛血清、地塞米松、β-甘油磷酸钠、维生素C的高糖DMEM培养基;富血小板血浆组根据预实验结果,向培养板内加入含体积分数为6.25%富血小板血浆的低糖DMEM培养基;联合组向培养板内加入含地塞米松、β-甘油磷酸钠、维生素C、体积分数为6.25%富血小板血浆的高糖DMEM培养基.主要观察指标:细胞内碱性磷酸酶活性,免疫细胞化学染色检测I型胶原的表达,改进Yon Kossa染色标记钙结节形成情况,RT-PCR检测诱导后骨钙素mRNA的表达.结果:各组碱性磷酸酶活性均随诱导时间的延长而逐渐增高,联合组升高幅度最为明显(P<0.05).诱导7,14 d后,成骨诱导培养基组、联合组I型胶原均呈阳性表达,富血小板血浆组、对照组I型胶原始终呈阴性表达.诱导14 d后,成骨诱导培养基组、联合组可见卵圆形钙结节.诱导7,14 d后,对照组与富血小板血浆组之间骨钙素mRNA表达水平无明显差异(P>0.05),此2组骨钙素mRNA表达水平均明显低于成骨诱导培养基组、联合组(P<0.05);成骨诱导培养基组骨钙素mRNA表达水平明显低于联合组(P<0.05).结论:经成骨条件培养基诱导培养的骨髓基质干细胞,富血小板血浆能在体外显著诱导其成骨指标的表达.     

无细胞神经支架复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复坐骨神经缺损

背景：作者已经成功制备了无细胞神经移植物,并且复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经桥接大鼠坐骨神经缺损。目的：无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复大鼠坐骨神经缺损后运动功能的恢复。方法：成年雄性SD大鼠构建大鼠坐骨神经15mm缺损模型,分别应用组织工程人工神经、组织工程神经支架或自行神经桥接坐骨神经缺损。桥接后20周再生神经电生理学测定,手术侧胫骨前肌湿质量、腓肠肌组织学及透视电镜分析。结果与结论：桥接20周后,组织工程人工神经与自体神经移植组胫骨前肌湿质量比较,差异无显著性意义（P〉0.05）,神经干传导速度为（30.56±2.15）m/s。结果提示,无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建的组织工程人工神经桥接大鼠坐骨神经缺损后,可以促进再生神经运动功能的恢复。     

无细胞神经支架复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复坐骨神经缺损

背景:作者已经成功制备了无细胞神经移植物,并且复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经桥接大鼠坐骨神经缺损。目的:无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复大鼠坐骨神经缺损后运动功能的恢复。方法:成年雄性SD大鼠构建大鼠坐骨神经15mm缺损模型,分别应用组织工程人工神经、组织工程神经支架或自行神经桥接坐骨神经缺损。桥接后20周再生神经电生理学测定,手术侧胫骨前肌湿质量、腓肠肌组织学及透视电镜分析。结果与结论:桥接20周后,组织工程人工神经与自体神经移植组胫骨前肌湿质量比较,差异无显著性意义(P>0.05),神经干传导速度为(30.56±2.15)m/s。结果提示,无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建的组织工程人工神经桥接大鼠坐骨神经缺损后,可以促进再生神经运动功能的恢复。     

骨髓间充质干细胞移植修复大鼠坐骨神经挤压伤

背景:骨髓间充质干细胞体外分离培养方便,细胞免疫原性低,更适合于细胞移植,已有证实其在神经缺损修复方面具有较大的应用潜力.目的:明确体外培养的骨髓间充质干细胞体内移植后,促进大鼠周围神经损伤修复的可行性,并初步探讨其可能的作用机制.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2006-03/2007-03在吉林大学公共卫生学院毒理教研室完成.材料:选取健康雌性Wistar大鼠50只,鼠龄2个月;另选取出生1周的雌性Wistar大鼠6只用于制备骨髓间充质干细胞;实验用兔抗NGF单克隆抗体为Santa Cruz公司产品.方法:①采用贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,传至第3代,于移植前48 h加入BrdU进行标记.②取50只健康Wistar大鼠,利用钳夹法建立坐骨神经挤压伤模型后随机分为细胞移植组和对照组,每组25只,移植组将BrdU标记的骨髓间充质干细胞移植到神经损伤处,而对照组注入等量的DMEM.主要观察指标:①术后1,2,4,6周取移植组损伤段神经进行抗BrdU染色.②术后1,2,4,6周对两组损伤远端神经进行神经生长因子免疫组化染色,图像分析软件分析阳性表达的积分吸光度.③术后每周进行步态分析测量坐骨神经功能指数,术后6周测量再生神经传导速度、坚牢蓝染色后计数有髓神经纤维数目和内径、测量大鼠实验侧腓肠肌湿重和肌纤维横截面积.结果:全部50只实验大鼠均进入结果分析.①术后1,2,4周在细胞移植组神经损伤处可以检测到BrdU阳性细胞.②术后1和2周细胞移植组神经生长因子蛋白表达积分吸光度值均高于对照组,差异有显著性意义(P<0.01);而术后4,6周差异则无显著性意义(P>0.05).⑨术后3～6周细胞移植组坐各神经功能指数的恢复要优于对照组:术后6周细胞移植组大鼠的神经传导速度、有髓神经纤维计数和直径、腓肠肌湿重和横截面积均高于/大于对照组,差异有显著性意义(P<0.05～0.01).结论:体外培养的骨髓间充质干细胞可进行体内移植,移植后能在局部损伤微环境中发挥作用,促进周围神经损伤修复,提高早期神经生长因子表达是其机制之一.     

Testosterone propionate can promote effects of acellular nerve allograft‐seeded bone marrow mesenchymal stem cells on repairing canine sciatic nerve

Peripheral human nerves fail to regenerate across long tube implants (>2 cm), and tissue‐engineered nerve grafts represent a promising treatment alternative. The present study aims to investigate the testosterone propionate (TP) repair effect of acellular nerve allograft (ANA) seeded with allogeneic bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) on 3‐cm canine sciatic nerve defect. ANA cellularized with allogeneic BMSCs was implanted to the defect, and TP was injected into the lateral crus of the defected leg. The normal group, the autograft group, the ANA + BMSCs group, the ANA group, and the nongrafted group were used as control. Five months postoperatively, dogs in the TP + ANA + BMSCs group were capable of load bearing, normal walking, and skipping, the autograft group and the ANA + BMSCs group demonstrated nearly the same despite a slight limp. The compound muscle action potentials (CMAPs) on the injured side to the uninjured site in the TP + ANA + BMSCs group were significantly higher than that in the ANA + BMSCs group [CMAPs ratio at A: F(3, 20) = 191.40; 0.02, CMAPs ratio at B: F(3, 20) = 43.27; 0.01]. Masson trichrome staining revealed that in the TP + ANA + BMSCs group, both the diameter ratio of the myelinated nerve and the thickness ratio of regenerated myelin sheath were significantly larger than that in the other groups [the diameter of myelinated nerve fibers: F(3, 56) = 13.45; P < .01, the thickness ratio of regenerated myelin sheath: F(3, 56) = 51.25; P < .01]. In conclusion, TP could significantly increase the repairing effects of the ANA + BMSCs group, and their combination was able to repair 3‐cm canine sciatic nerve defect. It therefore represents a promising therapeutic approach.     

壳聚糖导管复合自体骨髓间充质干细胞修复大鼠13mm坐骨神经缺损

目的:观察壳聚糖神经导管复合自体骨髓间充质干细胞,构建组织工程化人工神经,修复大鼠13mm坐骨神经缺损的效果。方法:实验于2002-10/2004-08在北京军事医学科学院基础医学研究所九室及河北大学附属医院中心实验室完成。实验分组:Wistar大鼠30只按随机数字表法分成3组,实验组、细胞外基质凝胶组和生理盐水对照组,每组10只。壳聚糖神经导管桥接大鼠右侧13mm坐骨神经缺损。实验组无菌条件下抽取股骨髓腔内骨髓组织,贴壁分离法纯化、增殖骨髓间充质干细胞,按1×109L-1细胞浓度与细胞外基质凝胶混合,植入自体神经再生室内;细胞外基质凝胶组神经再生室内植入细胞外基质凝胶,生理盐水对照组神经再生室内植入生理盐水。实验评估:术后12周观察以下指标:①大体观察:观察再生神经。②坐骨神经功能指数测定:选择印迹清晰的足印分别测量正常足(N)和伤侧足(E)的3个指标:足印长度(PL):足尖到足跟的最大距离;足趾宽度(TS):第1～5趾的距离;中间足趾宽度(IT):第2～4趾的距离。结果精确到0.1mm。坐骨神经指数=-38.3[(EPL-NPL)/NPL] 109.5[(ETS-NTS)/NTS]] 13.3[(EIT-NIT)/NIT]-8.8。坐骨神经指数值为0～-11%表示神经功能完全正常,-100%表示神经功能完全丧失,-11%～-100%表示部分神经功能恢复。③电生理检测:检测患侧小腿三头肌肌电图,检测再生神经的运动传导速度和波幅。④腓肠肌湿质量恢复率:腓肠肌湿质量恢复率(%)=手术侧腓肠肌湿质量/对侧正常腓肠肌湿质量×100%。⑤神经组织学检查:苏木精-伊红及Loyez苏木精髓鞘染色,光镜下观察再生神经横断面再生神经髓鞘的形成;Loyez苏木精髓鞘染色及Bielschowsky改良镀银染色,观察纵向切片再生神经神经纤维;神经细丝蛋白免疫组化染色,观察再生的神经轴突染色。随机选取部分正常坐骨神经作为正常对照。⑥透射电镜观察:再生神经的超微结构。⑦再生神经纤维图像分析:观察再生神经有效神经截面积、有髓神经纤维数目、有髓神经纤维密度、有髓神经纤维直径、髓鞘厚度。结果:30只大鼠全部进入结果分析。①大体观察:术后12周,实验组及细胞外基质凝胶组导管内均有再生神经生成,外形似正常神经,直径较正常神经细,生理盐水对照组导管内无再生神经通过间隙。②坐骨神经指数:术后8,12周实验组坐骨神经指数高于细胞外基质凝胶组[分别为(-72.18±3.11)%,(-76.85±2.76)%;(-62.91±2.87)%,(-69.63±2.52)%],差异有显著性意义(F=7.85,P<0.01)。③电生理检查:术后12周实验组运动神经传导速度及波幅明显高于细胞外基质凝胶组[分别为(41.29±3.83),(32.64±3.52)m/s;(3.21±0.34),(2.85±0.22)mV],差异有显著性意义(F=6.39,P<0.01)。实验组、细胞外基质凝胶组腓肠肌肌电图呈部分失神经电位表现,生理盐水对照组则为完全失神经电位。④腓肠肌湿质量恢复率:实验组、细胞外基质凝胶组腓肠肌湿质量恢复率明显高于生理盐水对照组[分别为(69.32±2.65)%,(66.72±1.75)%,(53.41±1.97)%],差异有非常显著性意义(F=9.32,P<0.01),实验组与细胞外基质凝胶组比较差异有显著性意义(F=6.25,P<0.05)。⑤组织学检查:术后12周实验组、细胞外基质凝胶组再生神经纤维排列整齐、密集,神经导管交界处无瘢痕,实验组再生神经纤维多且直径较粗大,排列更为规则。⑥透射电镜观察:实验组和细胞外基质凝胶组均见再生的有髓神经纤维。⑦再生神经纤维图像分析:术后12周实验组有髓神经纤维密度、神经纤维有效面积、有髓神经纤维数量、直径及髓鞘厚度均优于细胞外基质凝胶组。结论:壳聚糖神经导管复合自体骨髓间充质干细胞能够促进周围神经的再生并可以作为种子细胞构建人工神经应用于周围神经缺损的修复。