经RNAi诱导的前脂肪细胞构建组织工程化脂肪组织

目的：应用基因工程和组织工程的原理和方法,通过改造人前体脂肪细胞,提高其活性后,于裸鼠背部皮下构建组织工程化脂肪组织。方法：采用原代消化细胞培养法培养出前脂肪细胞,利用RNAi技术,诱导前脂肪细胞内的一个重要凋亡调控基因Bax基因表达沉默,然后接种到聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）支架上,种植在20只雌性裸鼠皮下,对获得的脂肪组织进行组织学评价。结果：经过改造后的前脂肪细胞活性良好,术后裸鼠全部成活,前脂肪细胞能够在支架上良好的存活,生长和增殖。结论：经过改造后的前脂肪细胞具有良好的活性,并且PLGA-前脂肪细胞复合体在裸鼠体内可形成脂肪细胞,值得进一步研究,以探索治疗软组织缺损的新途径。     

前脂肪细胞组织工程学的初步探讨

目的探讨胶原-透明质酸海绵支架与前脂肪细胞复合培养形成工程化脂肪组织的可行性。方法切取成年女性腹部皮下脂肪组织，经体外分离培养前脂肪细胞，与胶原-透明质酸支架混合，移植到裸鼠体内，未混合细胞的支架作为对照组。移植后4周和8周取材，对所取标本进行大体观察及厚度、高度测量和免疫组织化学检测。结果初步证实复合物植入后能形成黄色脂肪样组织。有新生血管形成，免疫组织化学检测证实脂肪细胞的存在及良好分布。结论胶原一透明质酸海绵支架可以作为组织工程技术应用研究中形成脂肪组织的支架，移植到裸鼠体内，在其皮下能形成脂肪样组织。     

去分化脂肪细胞与脂肪来源干细胞体内成脂能力比较的初步研究

目的 通过比较去分化脂肪细胞(dedifferentiated adipocytes,DA)与脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ASCs)在体内的成脂分化能力,为脂肪组织工程筛选出成脂效率高的种子细胞.方法 取健康女性脂肪抽吸术的抽吸物,使用酶消化法获取成熟脂肪细胞及脂肪来源干细胞,采用天花板贴壁法培养成熟脂肪细胞使其去分化,获取去分化脂肪细胞,各取第3代细胞进行实验.将两种细胞分别与纤维蛋白胶(fibrin glue,FG)支架体外混合培养,光镜及扫描电镜检测细胞与支架的相容性;DiI荧光染料标记细胞,将DiI标记过的细胞支架复合物(DA-FG组,去分化脂肪细胞-支架,n=8;ASCs-FG组,脂肪来源干细胞-支架,n=8)以及空白支架(空白FG组,n=8)注射于裸鼠皮下.术后8周将新生组织取出,进行大体观察和湿重测定,HE染色、H染色和油红"O"染色后进行组织学观察、纤维化比率测定以鉴定新生物的性质、来源.结果 成熟脂肪细胞经天花板贴壁法培养后变为长梭形成纤维细胞状,即去分化脂肪细胞,脂肪来源干细胞呈长梭形.细胞-支架复合物体外培养3 d后光镜及扫描电镜检测发现细胞在支架上生长良好.术后8周DA-FG、ASCs-FG组裸鼠背部皮下均有新生组织块形成,经检测后证实其为成熟脂肪块并来源于植入的种子细胞,DA-FG组新生物平均湿重大于ASCs-FG组,平均纤维化比率则低于ASCs-FG组;空白FG组无新生组织形成,支架被降解吸收.结论 去分化脂肪细胞与脂肪来源干细胞均可作为种子细胞在裸鼠皮下构建出脂肪组织,较之脂肪来源干细胞,去分化脂肪细胞构建出的组织块具有湿重大,纤维化比率低的优点.     

PGS构建特定形状脂肪组织的可行性研究

目的探索聚葵二酸甘油酯(PGS)材料用于构建特定形状组织工程脂肪的可行性。方法将PGS通过盐析法制备成三维多孔支架。电镜观察PGS支架的表征;体外细胞黏附实验观察PGS支架的细胞相容性;将处理后的脂肪组织与支架复合,植入裸鼠皮下,4周后取材行大体观察和组织学检测。结果 SEM观察显示,ADSCs接种PGS支架后7 d,支架材料上可见细胞黏附并大量增殖,显示出良好的细胞相容性;体内培养4周后取材,大体观察显示支架高度及直径维持良好,HE染色显示支架周围有脂肪细胞浸润生长,植入物内有炎性细胞浸润,Masson染色显示植入物周围包裹了一层纤维包膜,支架侧面脂肪细胞浸润面积明显多于底部。结论 PGS支架对于构建特定外形脂肪组织具有潜在应用价值。     

不同支架及接种培养方法对前脂肪细胞生长情况的影响

目的 通过对体外培养前脂肪细胞并分别与聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）支架、胶原支架以及透明质酸支架复合,研究3种不同支架材料的细胞相容性.方法 切取成年女性腹部皮下脂肪组织,采用胶原酶消化的方法分离培养人前脂肪细胞,采用3-（4,5-二甲基噻唑-2）-2,5-二苯基四氮唑臭盐（MTT）法观察3种不同支架材料的细胞相容性,并以透明质酸作为支架,考察静态和水平摇床两种接种培养方式对前脂肪细胞在支架上接种率的影响.结果 前脂肪细胞可以在体外成功地分离、培养,能定向分化为脂肪细胞,并可以进行传代扩增.前脂肪细胞在PLGA、胶原以及透明质酸3种材料上生长良好,其中透明质酸支架以及水平摇床接种培养效果更佳.结论 透明质酸更加适宜作为组织工程化脂肪的支架材料,水平摇床的接种培养可提高细胞与支架材料之间的接种率,优于静态培养.     

人脂肪来源干细胞复合I型胶原支架构建工程化脂肪组织的实验研究

目的 探讨构建组织工程化脂肪组织的可行性,为临床修复软组织缺损寻找一种新方法.方法 以酶消化法从人脂肪抽吸术抽吸物脂质部分获取人脂肪来源干细胞作为种子细胞,并行Dil体外荧光标记,以Ⅰ型胶原支架为载体材料,将细胞成脂诱导后,以1×107/ml细胞密度与支架复合后接种于裸鼠左侧背部皮下,未诱导组不对细胞进行任何诱导,以相同方式接种于裸鼠右侧背部皮下,空白对照组将Ⅰ型胶原空白支架接种于裸鼠颈部正中皮下,每组各6只实验鼠;于第12周取材,通过大体和荧光显微镜观察、湿重测定、组织学检测和油红0染色定性判断体内成脂能力.结果 原代培养的脂肪来源干细胞,经成脂诱导能演变为成熟脂肪细胞,油红0染色阳性.诱导组裸鼠皮下均发现新生组织块,新生物平均湿重为0.020 g,常规病理切片及油红0染色均证实其为成熟脂肪组织,Dil荧光显色阳性证实其为外源性;未诱导组4只裸鼠皮下发现新生组织块,新生物平均湿重为0.014 g,常规病理切片及油红0染色证实其含有部分成熟脂肪组织,Dil荧光显色阳性证实其为外源性.两组新生物湿重比较差异有统计学意义(P<0.01);空白对照组未见新生组织形成.结论 用酶消化法从人脂肪抽吸术抽吸物脂质部分提取的细胞为脂肪组织来源干细胞,该细胞能作为种子细胞经成脂诱导后.与Ⅰ型胶原支架在体内成功构建脂肪组织.     

脂肪组织来源干细胞定向分化脂肪组织的体内外实验研究

目的 分离和培养脂肪组织来源干细胞（ASCs），鉴定其是否具有干细胞表面标志，研究携带GFP基因的ASCs向脂肪组织的体外定向诱导分化能力，同时判断种子细胞ASCs与Ⅰ型胶原支架混合培养后在体内构建组织工程化脂肪组织的可能性。方法 取GFP小鼠腹股沟部脂肪组织，使用酶消化法进行原代培养，流式细胞仪鉴定其表面干细胞标志，细胞传至第3代后使用脂肪分化培养基诱导2周，观察细胞形态及功能变化。将诱导分化后的细胞与支架材料混合培养后12h，将支架材料移植到裸鼠背部皮下，观察新生组织情况，并对新生组织使用HE及油红O染色进行鉴定。结果 原代培养的ASC形态类似于成纤维细胞，具有很强的增殖能力，能持续稳定表达表面干细胞标志。在脂肪分化培养基的作用下，胞浆内脂滴不断聚集，逐渐演变为成熟的脂肪细胞，油红O染色阳性。体内实验中在裸鼠皮下发现了0．5ml的新生组织块，常规病理及油红O染色均证实其为成熟脂肪组织块。结论 脂肪组织来源的干细胞ASC能在体外定向诱导分化为成熟脂肪细胞，且ASC能作用种子细胞与Ⅰ型胶原支架在体内成功构建脂肪组织。     

聚β-羟基丁酸脂用于前脂肪细胞移植的大体及组织学观察

目的探讨聚β-羟基丁酸脂（PHB）支架材料用于前脂肪细胞移植的可行性。方法将SD（n=20）大鼠的前脂肪细胞体外纯化后转种于PHB支架上增殖，再将细胞支架移植于同一大鼠背部皮下组织内，术后3周取出部分（n=4）移植物行组织学观察，术后8周时（n=8）取出移植物，行大体及组织学观察。对照组（n=8）以无细胞的支架材料种植于对侧皮下。结果前脂肪细胞体外培养时在PHB支架材料上生长良好，植入体内后支架内细胞增多，体积、重量增加，组织学证实移植细胞成活，并有脂滴形成。结论前脂肪细胞可在PHB支架上黏附，增殖并分化为成熟的脂肪细胞。PHB材料作为前脂肪细胞的移植载体是可行的，值得进一步研究。     

不同移植部位对组织工程化脂肪存活的影响

目的：采用人脐带间充质干细胞（human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs）与蚕丝蛋白生物支架构建组织工程化脂肪组织,研究不同移植部位对组织工程化脂肪存活的影响。方法：将人脐带间充质干细胞接种于蚕丝蛋白支架上,体外成脂诱导培养1～2周,扫描电镜观察细胞在支架上的生长及黏附情况;同时,将细胞-支架复合物分别移植于6只Wistar雌性大鼠背部皮下和股二头肌内,观察其成脂及存活情况。结果：移植8周、12周后,组织冰冻切片油红O染色、HE染色及扫描电镜显示,实验组移植复合物内有脂肪细胞生成,背部移植复合物表面皮肤结合紧密,与底部肌肉组织结合疏松,体积较移植前增大,支架材料随移植时间延长逐渐降解;股二头肌内移植复合物移植8周后,与肌肉组织结合紧密,但体积较移植前明显减小,支架材料降解明显,到移植12周后移植处不见移植物存在。空白对照组移植物内无脂肪细胞生成,移植物体积较植入前减小,股二头肌内移植物减小更明显;股二头肌内移植物移植12周后,移植处不见移植物存在。结论：蚕丝蛋白生物支架具有良好的三维空间结构和生物降解性,人脐带间充质干细胞接种于蚕丝蛋白生物支架可用于组织工程化脂肪组织的研究;不同移植部位对该组织工程化脂肪存活有一定的影响,而背部皮下为良好的移植位点。     

基于细胞外基质来源的组织工程椎间盘双相支架裸鼠皮下异位构建椎间盘

[目的]探讨椎间盘细胞和细胞外基质来源的一体化纤维环-髓核双相支架在裸鼠体内异位构建组织工程一体化椎间盘的可行性,并采用PKH26荧光标记和小动物活体荧光成像系统无创评估组织工程化细胞-支架复合体在体内生长情况。[方法]纤维环细胞和髓核细胞分别标记PKH26荧光,分别接种入细胞外基质来源的一体化支架不同相中,扫描电镜、Dead/Live荧光染色观察细胞粘附及活性,植入裸鼠背部皮下,6周后利用分子小动物活体荧光成像系统评价组织工程化组织在裸鼠体内生长情况,取材进行荧光显微镜下观察、组织学染色。[结果]扫描电镜观察细胞粘附在双相支架上且周围有基质分泌,Dead/Live染色示细胞在双相支架上活性良好;6周后,活体荧光成像显示椎间盘细胞在支架内生长良好,从髓核往纤维环荧光强度减弱,细胞支架复合体在裸鼠体内形成椎间盘样组织,HE、番红O染色、甲苯胺蓝染色阳性。[结论]天然骨基质明胶和软骨基质来源的一体化纤维环-髓核支架复合椎间盘细胞能够在裸鼠皮下异位构建椎间盘样组织。     

基因转染脂肪间充质干细胞作为软骨组织工程种子细胞的研究

目的 观察人转化生长因子(hTGF)β2基因转染诱导脂肪间充质干细胞向软骨细胞的定向分化能力,探讨脂肪间充质干细胞作为种子细胞和在基因增强的软骨组织工程中应用的可行性.方法 取3周龄Lewis大鼠的脂肪组织,消化法获得脂肪间充质干细胞,pcDNA 3.1(+)/hTGFD2通过脂质体介导转染脂肪间充质干细胞,用免疫化学染色、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot检测筛选的阳性克隆细胞中hTGFB2基因与软骨特异性蛋白-Ⅱ型胶原和蛋白多糖表达的情况;然后将基因转染的脂肪间充质干细胞与PLGA支架体外构建细胞-载体复合物,再将其植入裸鼠体内,12周后观察基因增强的组织工程软骨的形成情况.结果 从成体大鼠脂肪组织中培养出脂肪问充质干细胞,能大量稳定增殖传代.hTGFB2基因在脂肪间充质干细胞内能瞬时及稳定表达,并促使Ⅱ型胶原和蛋白多糖合成;细胞.载体复合物在裸鼠体内经12周的培养,可以形成形态、结构接近正常软骨的组织工程软骨.结论 PODNA 3.1(+)/hTGFl32成功转染脂肪间充质干细胞,诱导其向软骨细胞分化,脂肪间充质干细胞可作为基因增强的软骨组织工程较理想的种子细胞.     

Feasibility of Autologous Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell–Derived Extracellular Matrix Scaffold for Cartilage Tissue Engineering

Extracellular matrix (ECM) materials are widely used in cartilage tissue engineering. However, the current ECM materials are unsatisfactory for clinical practice as most of them are derived from allogenous or xenogenous tissue. This study was designed to develop a novel autologous ECM scaffold for cartilage tissue engineering. The autologous bone marrow mesenchymal stem cell–derived ECM (aBMSC‐dECM) membrane was collected and fabricated into a three‐dimensional porous scaffold via cross‐linking and freeze‐drying techniques. Articular chondrocytes were seeded into the aBMSC‐dECM scaffold and atelocollagen scaffold, respectively. An in vitro culture and an in vivo implantation in nude mice model were performed to evaluate the influence on engineered cartilage. The current results showed that the aBMSC‐dECM scaffold had a good microstructure and biocompatibility. After 4 weeks in vitro culture, the engineered cartilage in the aBMSC‐dECM scaffold group formed thicker cartilage tissue with more homogeneous structure and higher expressions of cartilaginous gene and protein compared with the atelocollagen scaffold group. Furthermore, the engineered cartilage based on the aBMSC‐dECM scaffold showed better cartilage formation in terms of volume and homogeneity, cartilage matrix content, and compressive modulus after 3 weeks in vivo implantation. These results indicated that the aBMSC‐dECM scaffold could be a successful novel candidate scaffold for cartilage tissue engineering.     

骨髓基质干细胞与软骨脱细胞基质多孔支架异位构建组织工程化软骨的实验研究

目的 探讨骨髓基质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)与软骨脱细胞基质多孔支架(cartilage ECM-derived porous scaffold,CEDPS)在裸鼠体内异位构建软骨的可行性,并建立利用PKH26荧光和分子荧光活体成像系统无创评估组织工程化细胞-支架复合体在体内生长情况的新方法.方法 PKH26荧光标记成软骨诱导的BMSCs,接种入CEDPS支架,体外进行电镜、Desd/Live荧光染色观察,然后植入裸鼠背部,4周后利用分子荧光活体成像系统无创伤性评估组织工程化组织在裸鼠体内生长情况,取材进行组织学以及Ⅱ型胶原免疫荧光检测,与荧光图像比较.结果 体外培养的BMSCs-CEDPS复合体电镜检查结果表明随着培养时间的增加,细胞在支架中增殖显著,细胞基质分泌增加,Dead/Live染色表明BMSCs在支架内部活性良好.4周后活体荧光示踪显示BMSCs在支架内生长良好,无扩散趋势,BMSCs-CEDPS复合体在裸鼠体内生成软骨样组织,番红"O"、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,免疫荧光检查表明构建的软骨样组织内的细胞来源为接种的PKH26标记的BM-SCs.结论 利用BMSCs和CEDPS支架能够在裸鼠皮下异位构建类软骨样组织.PKH26标记与分子荧光活体成像系统结合,能够无创伤性评估组织工程化组织的种子细胞在动物体内生长情况与转归.     

构建带内支撑组织工程软骨的实验研究

目的探讨以医用多孔高密度聚乙烯(Medpor)为内支撑外裹聚羟基乙酸(PGA)的支架,接种软骨细胞后,于体内构建Medpor软骨复合体的可能性。方法实验组:以直径3mm的Medpor外裹2mmPGA为支架,接种新生猪关节软骨细胞(5×107/ml),经体外培养2周及裸鼠皮下移植6周后取材,行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组织化学和生物化学检测;PGA对照组:以直径8mm的单一PGA为支架,细胞接种与培养同实验组;单纯支架组:利用实验组支架,不接种细胞行体内移植。结果实验组:形成大体形态良好的Medpor-软骨复合体,内部的Medpor与外层软骨结合紧密,组织学可见成熟软骨陷窝并渗入Medpor孔隙内部、异染基质、Ⅱ型胶原表达阳性;PGA对照组:形成的软骨存在"空心"现象;单纯支架组:无软骨形成。结论利用Medpor与PGA复合的支架,接种软骨细胞后,可于体内构建出特定形状、结构与组织学良好的Medpor软骨复合体,克服了组织工程软骨的"空心"现象。     

骨髓来源细胞构建组织工程血管补片

目的探讨组织工程方法构建血管补片的可行性。方法用壳聚糖和透明质酸多孔多聚体支架构建高分子复合材料支架，将犬的骨髓细胞种植其中，并植入自身犬的肺动脉上，观察材料上细胞外基质生成及表面内皮化的情况，分别在术后2周、4周、8周用电镜、组化等方法来进行评价。结果所有动物在实验期问均存活，组织学及免疫组织化学显示，术后补片形成类似血管壁样组织。结论此复合材料和骨髓细胞可用来构建组织工程血管补片，其结构与血管壁类似。     

组织工程技术构建小口径血管的实验研究

目的 探讨运用组织工程技术构建血管组织的方法。方法 将体外培养、扩增的新生婴儿脐静脉血管内皮细胞与平滑肌细胞接种于片状聚羟基乙酸材料上,形成细胞-材料复合物,将该复合物包绕于硅胶管使成管状结构后移植于裸鼠皮下,第2及第6周后行大体及组织学检测。结果 组织工程技术构建的血管组织大体结构与天然血管相似,免疫组化显示组织工程化血管最内层有Ⅷ因子阳性细胞覆盖,管壁内有大量细胞外基质及散在的α-平滑肌肌动蛋白阳性细胞存在。结论 运用组织工程技术可形成具有与正常血管组织学结构相似的血管。     

以PHBV为支架构建组织工程化软骨

[目的]探讨聚（羟基丁酸酯．羟基戊酸酯）（PHBV）多孔材料作为软骨组织工程支架的可行性以及体内外培养方式对软骨形成的影响。[方法]采用“压片-热处理-粒子析出”技术制备PHBV多孔支架。体外分离培养软骨细胞后接种到PHBV支架体外培养2周，期间扫描电镜观察细胞在支架上的生长情况，然后与单纯PHBV支架同植入裸鼠皮下继续培养4、8周后取材，与体外培养至6、10周的细胞一支架复合物同行组织学观察。[结果]电镜观察示软骨细胞在支架上黏附、增殖良好并能分泌细胞外基质；组织学观察示PHBV浅层有新生软骨组织形成，且皮下培养的软骨组织比体外培养的更为成熟。单纯PHBV支架皮下培养没有软骨组织形成。[结论]PHBV可以作为软骨组织工程支架材料。体内培养较体外更有利于组织工程化软骨的形成。     

Macroporous gelatine spheres as culture substrate, transplantation vehicle, and biodegradable scaffold for guided regeneration of soft tissues. In vivo study in nude mice.

In the course of development of a new type of filler for the correction of small defects in soft tissues we studied macroporous gelatine spheres as culture substrate, transplantation vehicle, and biodegradable scaffold for guided regeneration of soft tissues in vivo. We injected intradermally in nude mice gelatine spheres that had either been preseeded with human fibroblasts or preadipocytes, or left unseeded. We compared the extent of regenerated tissue with that found after injections of saline or single-cell suspensions of human fibroblasts or preadipocytes. Routine histological examinations and immunohistochemical staining for von Willebrand factor (indicating neoangiogenesis) were made after 7, 21, and 56 days. Injected saline or single-cell suspensions had no effect. However, a quick and thorough tissue regeneration with developing neoangiogenesis was elicited by the gelatine spheres and the effect of spheres preseeded with preadipocytes surpassed the effect of spheres preseeded with fibroblasts, which in turn surpassed the effect of unseeded gelatine spheres. We suggest that minor soft tissue defects such as wrinkles or creases can be corrected by injection of naked macroporous gelatine spheres, whereas larger defects are best corrected by injection of macroporous gelatine spheres preseeded with fibroblasts, or preadipocytes, or both.