细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景:通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法.目的:评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景.方法:由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献.结果与结论:目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等.通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略.     

间充质干细胞移植修复椎间盘退变的研究进展

下腰痛影响了不少人的生活和工作,造成沉重的社会、经济负担。下腰痛最主要的原因是椎间盘退变,目前临床上治疗椎间盘退变的方法有保守治疗和椎体融合等手术治疗,这些方法可以缓解症状但是不针对退变的原因。通过恢复椎间盘功能来缓解疼痛的方法受到人们关注,利用组织工程学方法逆转椎间盘退变已经实现。成体间充质干细胞可以分化为髓核样细胞为椎间盘组织工程提供了种子细胞。目前这种方法初步应用于临床前研究,但是许多问题有待进一步解决,例如间充质干细胞在宿主椎间盘中如何生存和增殖,移植过程中是否需要生物支架以及移植的安全性等。     

脂肪间充质干细胞复合血小板凝胶修复兔椎间盘退变

背景:富含血小板的血浆凝胶作为三维支架使其中干细胞可以呈立体生长,同时富含血小板的血浆凝胶又释放大量生长因子,促进脂肪间充质干细胞增殖及分化.目的:探讨脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体注入兔椎间盘退变模型后的修复作用.方法:取兔动脉血采用二次离心法制备自体富血小板血浆,取兔肩胛间区脂肪分离培养脂肪间充质干细胞,制备脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体.新西兰大白兔随机分为对照组、模型组、富含血小板的血浆凝胶组和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体组,后3组以穿刺法制备椎间盘退变模型,退变模型制备完成2周后,富含血小板的血浆凝胶组和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体组分别对退变间盘中注射相应材料.结果与结论:兔椎间盘退变后,间隙明显降低,髓核信号明显降低,髓核内基质高,密度染色较深;而经富含血小板的血浆凝胶和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体治疗后,上述症状明显改善,且脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体的治疗效果更好.提示对退变椎间盘内注射富含血小板的血浆凝胶支架及脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体均有利于减少退变对椎间盘的影响,其中脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体注射效果更为突出.     

透明质酸钠溶液复合可注射型骨髓间充质干细胞修复退变椎间盘

背景：透明质酸作为椎间盘组织工程支架的基质材料,可提供蛋白多糖附着点,增加蛋白多糖的沉积,以足够大的孔率允许种子细胞长入。目的：观察透明质酸钠混合溶液复合骨髓间充质干细胞修复兔退变椎间盘的效果。方法：以后外侧穿刺抽吸L1/2和L3/4髓核构建日本大耳白兔椎间盘退变模型,造模后2周应用微量注射器向L3/4椎间盘内注射同种异体骨髓间充质干细胞与透明质酸钠混合溶液作为实验组,L1/2椎间盘注射透明质酸钠作为对照组。注射后2,4,8,12周时行兔椎间盘影像学及病理学检查。结果与结论：对照组椎间盘高度呈降低趋势,实验组注射后2周椎间盘高度缓慢下降,之后缓慢升高,两组在4个时间点椎间盘高度指数改变差异有显著性意义（P〈0.05）。病理结果显示实验组髓核纤维环形态得到保留,髓核纤维环边界清晰,植入的骨髓间充质干细胞产生增殖分裂,并向周围迁徙规律排列,其病理学评分明显高于对照组。12周内实验组Ⅱ型胶原含量高于对照组（P〈0.05）。说明移植于退变椎间盘内的骨髓间充质干细胞能够存活,且有增殖能力,其与透明质酸钠混合溶液联合移植可以延缓退变椎间盘进一步退变,并促进退变椎间盘修复。     

间充质干细胞治疗椎间盘退变的研究进展

下腰痛已严重影响了人们的工作和生活,带来了严重的经济负担和社会负担。下腰痛主要是由椎间盘退变性疾病引起,保守治疗和手术治疗是目前临床上治疗椎间盘退变的常用方法,但这些方法仅限于缓解症状,而无法从根本上扭转椎间盘退变。人们已经开始关注通过恢复椎间盘细胞的数量和功能,从而实现生物学修复椎间盘退变的目的。间充质干细胞可分化为髓核样细胞,这为利用干细胞治疗椎间盘退变提供了种子细胞。间充质干细胞与椎间盘细胞的共培养技术也为此提供了可行的方法。目前这种方法也仅限于临床前研究,还有许多问题需要解决,例如:如何确定髓核细胞表型、如何避免干细胞的渗漏和肿瘤形成等。     

透明质酸钠溶液复合可注射型骨髓间充质干细胞修复退变椎间盘

背景:透明质酸作为椎间盘组织工程支架的基质材料,可提供蛋白多糖附着点,增加蛋白多糖的沉积,以足够大的孔率允许种子细胞长入.目的:观察透明质酸钠混合溶液复合骨髓间充质干细胞修复兔退变椎间盘的效果.方法:以后外侧穿刺抽吸L1/2和L3/4髓核构建日本大耳白兔椎间盘退变模型,造模后2周应用微量注射器向L3/4椎间盘内注射同种异体骨髓间充质干细胞与透明质酸钠混合溶液作为实验组,L1/2椎间盘注射透明质酸钠作为对照组.注射后2,4,8,12 周时行兔椎间盘影像学及病理学检查.结果与结论:对照组椎间盘高度呈降低趋势,实验组注射后2周椎间盘高度缓慢下降,之后缓慢升高,两组在4个时间点椎间盘高度指数改变差异有显著性意义(P < 0.05).病理结果显示实验组髓核纤维环形态得到保留,髓核纤维环边界清晰,植入的骨髓间充质干细胞产生增殖分裂,并向周围迁徙规律排列,其病理学评分明显高于对照组.12周内实验组Ⅱ型胶原含量高于对照组(P < 0.05).说明移植于退变椎间盘内的骨髓间充质干细胞能够存活,且有增殖能力,其与透明质酸钠混合溶液联合移植可以延缓退变椎间盘进一步退变,并促进退变椎间盘修复.     

髓核细胞移植抑制椎间盘退变

背景：近年来,椎间盘细胞移植和椎间盘移植修复椎间盘退变研究取得较大的进展。目的：探讨髓核细胞的体外培养方法以及髓核细胞移植在抑制椎间盘退变研究中的作用。方法：通过数据库检索的方式探讨髓核细胞移植抑制椎间盘退变的研究。髓核细胞的主要功能是产生胶原和蛋白聚糖,改进髓核细胞的培养方法,使培养后的髓核细胞数量增多,合成和分泌细胞外基质增加,通过髓核细胞移植来修复退变的椎间盘。结果与结论：通过三维小球聚集培养、微载体旋转立体培养等方法可以使髓核细胞数量增多,肝细胞生长因子对髓核细胞增殖产生促进作用。髓核细胞移植可以恢复退变椎间盘高度,促进退变椎间盘内蛋白多糖和Ⅱ型胶原的生物合成和分泌。随着对椎间盘退变研究的不断深入,髓核细胞移植对退变椎间盘可能是一种重要的治疗手段。     

骨髓间充质干细胞与髓核细胞的体外共培养

背景：细胞移植治疗椎间盘退行性变目前尚处在实验室研究阶段。目的：通过SD大鼠骨髓间充质干细胞与退行性改变的髓核细胞体外共培养,探索骨髓间充质干细胞能否通过直接接触促进髓核细胞外基质的表达以及髓核细胞能否诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化。方法：取已自然退变的第6代髓核细胞与生长良好的第4代骨髓间充质干细胞按不同比例（75：25,50：50和25：75）体外共培养7d,单独髓核细胞（100：0）与单独骨髓间充质干细胞（0：100）分别作为阳性对照和阴性对照。结果与结论：RT-PCR检测显示共培养组（75：25和50：50）蛋白多糖和Ⅱ型胶原蛋白条带均明显亮于单独髓核细胞培养组（100：0）,吸光度值比较差异有显著性意义;免疫组织化学检测显示Ⅱ型胶原蛋白在共培养组（75：25和50：50）胞浆内的表达明显高于单独髓核细胞培养组（100：0）。共培养组中可见骨髓间充质干细胞由长梭形向多角形、类圆形转变,胞浆内异染颗粒增多。提示通过体外直接接触共培养,骨髓间充质干细胞能逆转髓核细胞退变,而且髓核细胞能诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞转换。     

骨髓间充质干细胞透明质酸钠溶液复合体移植修复兔退变椎间盘的实验研究

目的观察透明质酸钠骨髓间充质干细胞复合体移植修复兔退变椎间盘的效果,为临床应用提供实验依据。方法以后外侧穿刺抽吸L1/2和L3/4髓核构建日本大耳白兔椎间盘退变模型,造模后2周应用微量注射器向L3/4椎间盘内注射同种异体骨髓间充质干细胞与透明质酸钠混合溶液作为实验组,L1/2椎间盘注射透明质酸钠作为对照组。注射后2周、4周、8周、12周时行兔椎间盘影像学及病理学检查。结果对照组椎间盘高度呈降低趋势,实验组注射后2周椎间盘高度缓慢下降,之后缓慢升高,两组在4个时间点椎间盘高度指数改变差异有统计学意义(P<0.05)。MRI检查结果显示干细胞移植组可以延缓实验椎间盘的水分丢失。病理结果显示实验组髓核纤维环形态得到保留,髓核纤维环边界清晰,植入的骨髓间充质干细胞产生增殖分裂,并向周围迁徙规律排列,其病理学评分明显高于对照组。12周内实验组Ⅱ型胶原含量高于对照组(P<0.05)。结论说明移植于退变椎间盘内的骨髓间充质干细胞能够存活,且有增殖能力,其与透明质酸钠混合溶液联合移植可以延缓退变椎间盘进一步退变,并促进退变椎间盘修复。     

可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植治疗椎间盘退变

背景：纤维蛋白凝胶主体胶与催化剂未混合前为液态,具有可注射的优点,注射混合后凝固成凝胶状,与髓核相似,并且凝固时间可控性强,作为间充质干细胞的载体植入到椎间盘内有诸多优点。目的：观察可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植抑制椎间盘退变的可行性。方法：将新西兰大白兔随机分为退变模型组、纤维蛋白凝胶组,骨髓干细胞＋纤维蛋白凝胶组。3组采用针刺法诱导建立退变模型后,纤维蛋白凝胶组及干细胞＋纤维蛋白凝胶组分别移植入纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物及骨髓间充质干细胞纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物,于植入后2,6,10周行CR、MRI及病理检查。结果与结论：退变模型组与纤维蛋白凝胶组椎间隙高度下降明显,并与时间呈正相关,干细胞＋纤维蛋白凝胶组下降较缓慢（P〈0.01）。免疫组织化学及组织学检查显示,退变模型组髓核细胞的数量及Ⅱ型胶原含量进行性减少,细胞凋亡率明显增加,纤维蛋白凝胶组与退变模型组相似,干细胞＋纤维蛋白凝胶组髓核细胞数量及Ⅱ型胶原含量较退变模型组及纤维蛋白凝胶组明显增多,细胞凋亡率下降。说明骨髓间充质干细胞联合纤维蛋白凝胶转化生长因子β1能很好抑制椎间盘退变,而单纯纤维蛋白凝胶转化生长因子β1移植不能抑制椎间盘退变。     

体外培养人退变髓核细胞的生物学性状

背景：椎间盘退行性变后很难自行修复,研究退变髓核细胞的生物学特性可为研究椎间盘退变机制、组织工程椎间盘构建、基因治疗等提供理论基础。目的：观察体外培养的人退变髓核细胞的生物学特性。方法：分离培养人退变椎间盘髓核细胞,采用光镜、电镜观察细胞的形态和超微结构,荧光定量PCR技术检测髓核细胞Ⅱ型胶原和糖胺多糖mRNA的表达。ELISA法检测细胞培养上清中人Ⅱ型胶原水平,DMMB比色法检测细胞培养上清中糖胺多糖水平。结果与结论：体外培养的传2代内的退变椎间盘髓核细胞结构与原代细胞相似,传3代后的细胞出现退变及凋亡改变。对体外培养第1代的退变髓核细胞和正常髓核细胞的Ⅱ型胶原和糖胺多糖进行检测发现,退变髓核细胞Ⅱ型胶原、糖胺多糖mRNA水平及细胞外基质中Ⅱ型胶原和糖胺多糖的表达均明显低于正常髓核细胞,呈现去分化趋势。     

多次胶原酶消化法培养小鼠椎间盘髓核细胞

背景：椎间盘为无血运组织,椎间盘髓核细胞为分化终末细胞,细胞增殖能力较差,体外培养难度较大。目的：探索小鼠椎间盘髓核细胞体外分离培养的方法。方法：取小鼠椎间盘髓核组织,使用多次胶原酶消化的方法,分离培养髓核组织细胞,接种,传代,取第2代细胞,分别采用免疫细胞化学和RT-PCR方法检测椎间盘髓核细胞特征性分泌物Ⅱ型胶原和聚合蛋白的分泌量及mRNA的表达,并与软骨细胞,成骨细胞及成纤维细胞进行比较。结果与结论：椎间盘髓核细胞贴壁后呈现软骨细胞的形态;Ⅱ型胶原和聚合蛋白染色均为阳性;Ⅱ型胶原和聚合蛋白mRNA表达与软骨细胞相同,与成纤维细胞和成骨细胞存在明显差别。说明多次胶原酶消化的方法可以获得大量纯净的椎间盘髓核细胞,性状稳定。     

组织工程椎间盘纤维环的研究与进展

背景：组织工程是永久性修复退变椎间盘的新策略,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以,相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一。目的：综述组织工程椎间盘纤维环的研究与进展,为组织工程椎间盘研究提供理论基础。方法：由第一作者用计算机检索Pubmed、CNKI及维普数据库,限定时间为2000/2010,中英文检索词分别为＂组织工程、椎间盘、纤维环、种子细胞、支架材料、生长因子＂和＂tissue engineering,intervertebral disc,annulus fibrosus,seed cell,scaffold,growth factor＂,语言分别设定为中文和英文。从组织工程椎间盘纤维环的种子细胞来源,支架材料选择,生长因子3方面进行归纳介绍。结果与结论：共检索到106篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,保留34篇文章进行综述。目前组织工程椎间盘研究重点在构建纤维环组织与髓核组织上。关于功能化纤维环的构建还处于起始阶段,种子细胞、支架材料以及生长因子的选取仍需进一步的实验研究。     

新型组织工程椎间盘纤维环支架的制备与性能检测

背景：以组织工程技术修复退变椎间盘,目前的研究多集中在如何修复摘除的髓核组织,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一。目的：制备天然猪脱细胞脱钙骨基质明胶,并验证其作为组织工程椎间盘纤维支架的可行性。方法：取猪股骨近端松质骨,用环钻钻取直径10mm、内径5mm、厚3mm的中空环状骨,高压水枪冲洗,进行脱脂、脱钙、脱细胞等相关处理,制成环状的支架材料。对材料进行大体、组织学、光镜、扫描电镜观察,并对支架的吸水率、孔隙率、生物力学参数等进行检测。分离培养犬骨髓间充质干细胞,采用MTT法分析支架浸提液毒性。结果与结论：支架为乳白色,中空环状,质地柔软的多孔结构。苏木精-伊红染色示组织无细胞结构残留。光镜及扫描电镜示支架孔隙均匀,孔隙相通,平均孔径为（401.4±13.1）μm,孔隙率为（62.12±1.52）%,吸水率为（409.77±11.34）%。生物力学结果示支架的弹性模量为（47.75±6.32）kPa。MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照DMEM培养液吸光度值比较,差异无显著性意义（P〉0.05）,支架无细胞毒性。提示猪脱细胞脱钙骨基质明胶去细胞彻底,具有良好的孔径、孔隙率及生物力学强度,并且无毒,具备良好的生物相容性,可作为组织工程椎间盘纤维环支架材料。     

体外培养人退变髓核细胞的生物学性状

背景:椎间盘退行性变后很难自行修复,研究退变髓核细胞的生物学特性可为研究椎间盘退变机制、组织工程椎间盘构建、基因治疗等提供理论基础.目的:观察体外培养的人退变髓核细胞的生物学特性.方法:分离培养人退变椎间盘髓核细胞,采用光镜、电镜观察细胞的形态和超微结构,荧光定量PCR技术检测髓核细胞Ⅱ型胶原和糖胺多糖mRNA的表达.ELISA法检测细胞培养上清中人Ⅱ型胶原水平,DMMB比色法检测细胞培养上清中糖胺多糖水平.结果与结论:体外培养的传2代内的退变椎间盘髓核细胞结构与原代细胞相似,传3代后的细胞出现退变及凋亡改变.对体外培养第1代的退变髓核细胞和正常髓核细胞的Ⅱ型胶原和糖胺多糖进行检测发现,退变髓核细胞Ⅱ型胶原、糖胺多糖mRNA水平及细胞外基质中Ⅱ型胶原和糖胺多糖的表达均明显低于正常髓核细胞,呈现去分化趋势.     

人颈椎间盘退变与细胞凋亡及基质金属蛋白酶11的表达

背景：前期研究发现基质金属蛋白酶11基因在人退变颈、腰椎间盘组织中明显上调。目的：观察人退变颈椎间盘髓核组织中基质金属蛋白酶11的表达与细胞凋亡的关系。方法：纳入30个经MRI确认的退变颈椎间盘髓核组织和20个因颈椎创伤治疗获得的正常颈椎间盘髓核组织。结果与结论：苏木精-伊红染色显示退变的颈椎间盘髓核组织中髓核细胞较正常髓核组织明显减少（P〈0.01）,而凋亡细胞较正常髓核组织明显增多（P〈0.01）。免疫组化染色显示退变的颈椎间盘髓核组织中基质金属蛋白酶11的表达明显高于正常髓核组织（P〈0.01）,且基质金属蛋白酶11表达与TUNEL染色检测到的细胞凋亡正相关（r=0.44,P〈0.05）。说明高表达的基质金属蛋白酶11不仅可直接破坏细胞外基质尚可诱导髓核细胞凋亡,在椎间盘退变的过程中发挥重要作用。     

不同代次免髓核细胞的形态学特征和生物学性状

背景：椎间盘退变是个慢性、复杂的过程,然而椎间盘退变其发生机制尚未完全阐明,很难自行修复。近年来研究细胞移植治疗椎间盘退行性变尚处在实验室阶段。研究髓核细胞的生物学性状可为研究椎间盘退变机制、组织工程构建椎间盘、基因治疗等提供理论依据。目的：研究兔不同代次髓核细胞的生物学特性,旨在找出合适的种子细胞去治疗椎间盘退变性疾病。方法：从新西兰大耳白兔椎间盘髓核组织中,分离并培养髓核细胞同时进行培养传代,对原代及第3,4代髓核细胞进行苏木精一伊红染色观察细胞形态学变化;甲苯胺蓝染色和免疫细胞化学法检测髓核细胞内聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的表达;反转录PCR法测定Ⅱ型胶原和聚合蛋白聚糖mRNA的表达水平,观察各代髓核细胞生物学特性的变化。结果与结论：兔椎间盘髓核细胞可以在体外培养并进行传代,原代髓核细胞一般需7d左右贴壁,形状呈类圆形或多角形,原代和第3代髓核细胞都呈圆形或多角形,活力较强,苏木精-伊红染色后细胞核被染成均一蓝黑色,胞浆呈现淡粉色;髓核细胞经过甲苯胺蓝染色后,胞浆内呈现天蓝色,通过Ⅱ型胶原免疫组织化学染色后,胞浆内表现为黄褐色沉淀。到第4代细胞出现退变,Ⅱ型胶原和聚合蛋白聚糖mRNA的表达水平较前几代细胞显著下降。前3代的髓核细胞代谢旺盛,表型一致,聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原表达正常,传第4代后髓核细胞开始出现衰老、退变。     

骨髓间充质干细胞与髓核细胞的体外共培养

背景:细胞移植治疗椎间盘退行性变目前尚处在实验室研究阶段.目的:通过SD大鼠骨髓间充质干细胞与退行性改变的髓核细胞体外共培养,探索骨髓间充质干细胞能否通过直接接触促进髓核细胞外基质的表达以及髓核细胞能否诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化.方法:取已自然退变的第6 代髓核细胞与生长良好的第4 代骨髓间充质干细胞按不同比例(75∶25,50∶50 和25∶75)体外共培养7 d,单独髓核细胞(100∶0)与单独骨髓间充质干细胞(0∶100)分别作为阳性对照和阴性对照.结果与结论:RT-PCR 检测显示共培养组(75∶25 和50∶50)蛋白多糖和Ⅱ型胶原蛋白条带均明显亮于单独髓核细胞培养组(100∶0),吸光度值比较差异有显著性意义;免疫组织化学检测显示Ⅱ型胶原蛋白在共培养组(75∶25 和50∶50)胞浆内的表达明显高于单独髓核细胞培养组(100∶0).共培养组中可见骨髓间充质干细胞由长梭形向多角形、类圆形转变,胞浆内异染颗粒增多.提示通过体外直接接触共培养,骨髓间充质干细胞能逆转髓核细胞退变,而且髓核细胞能诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞转换.