应用血管内皮生长因子基因治疗股骨头缺血性坏死的实验研究

目的：通过建立犬股骨头缺血坏死模型，探讨应用脱蛋白骨复合转染血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）基因骨髓基质细胞植入治疗股骨头缺血坏死的可行性。方法：实验选取36只成年犬，随机分为3组，每组12只。A组为脱蛋白异体骨复合转染VEGF基因的自体骨髓基质细胞；B组为脱蛋白异体骨复合未转染基因的自体骨髓基质细胞；C组单纯植入脱蛋白骨材料。采用液氮冷冻法制作狗股骨头缺血坏死模型，将细胞骨材料复合物植入缺血坏死股骨头内。应用微循环灌注方法了解股骨头内的血运情况，组织形态学观察坏死股骨头的修复情况，免疫组化方法检测VEGF的表达，骨密度仪测定股骨头的骨密度。结果：A组4周后股骨头内有VEGF表达，12周后股骨头内有大量的树枝状血管生成，大量新骨形成，骨密度增高；B、C组均无VEGF基因表达，B组有部分新骨及血管生成，C组仅见少量类骨质形成，血管再生不明显。结论：利用脱蛋白骨复合转染VEGF基因的骨髓基质细胞可促进新骨形成与血管再生，有利于促进坏死骨的修复。     

人VEGF165基因在狗骨髓基质细胞中的表达

目的 :检测转染 pcDNA3 hVEGF165狗骨髓基质细胞的VEGF165mRNA表达。方法 :用脂质体介导转染狗骨髓基质细胞 ,用免疫组化及RT PCR检测VEGFmRNA的表达。结果 :重组质粒 pcDNA3 hVEGF165转染骨髓基质细胞后 ,免疫组化及RT PCR检测有VEGFmRNA的表达。结论 :采用脂质体介导的方法可将hVEGF165基因转染至狗骨髓基质细胞并表达外源性基因     

VEGF转染对骨髓基质细胞成骨功能的影响

[目的]将血管内皮生长因子121(vascular endothelial growth factor 121,VEGF121)基因转染兔骨髓基质细胞(rabbit bone marrow stroma cells,rMSCs)后,研究转染后细胞的成骨功能变化,为进一步利用经基因转染的rMSCs构建组织工程骨血管化打下基础.[方法]体外培养、扩增rMSCs,将其分为转染组和未转染组,脂质体介导下PCDI- VEGF121真核表达质粒转染rMSCs后,G- 418筛选阳性细胞克隆.通过RT - PCR法检测VEGF mRNA水平,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、Ⅰ型胶原检测来评价两组细胞的成骨能力.将阳性克隆细胞和未转染的细胞植入裸鼠股部肌袋内.分别于植入后4、8周处死动物,观察异位成骨情况.[结果]转染组和未转染组的ALP表达随着时间逐渐增强,转染组细胞内ALP水平显著增高,Ⅰ型胶原在转染组细胞内高表达,转染组的rMSCs植入肌袋后,随着植入时间的延长,出现骨髓腔样结构及大量骨小梁,表现出较好的异位成骨能力.[结论]应用VEGF121基因转染rMSCs后,有利于发挥VEGF121的血管化作用,促进rMSCs的成骨能力,将会成为组织工程骨血管化探索的方向.     

完全脱蛋白骨复合rhBMP2构建人工骨及其体内异位成骨

目的: 探讨异种完全脱蛋白骨复合基因重组骨形态发生蛋白(rhBMP2) 在体外构建人工骨的可行性,并对其体内异位成骨进行评估。方法: 体外将兔骨髓基质细胞进行成骨诱导, 然后接种复合rhBMP2的小牛完全脱蛋白骨, 构建组织工程骨, 植入自体大腿肌袋内, 术后4、8周处死动物分别进行常规组织学检查、碱性磷酸酶活性测定、折弯力学测试, 观测这种组织工程骨在体内的异位成骨作用。结果: 这种方法构建和组织工程骨在体内异位成骨效应显著且抗折能力较强。结论: 异种完全脱蛋白骨复合rhBMP2可作为骨组织工程支架材料, 这种组织工程骨在体内的成骨能力随植入时间的延长而增加。     

核心结合因子a1基因转染的骨髓基质干细胞复合生物衍生骨支架诱导异位成骨的研究

目的 观察核心结合因子a1（Cbfal）基因转染的人骨髓基质干细胞（hBMSCs）复合生物衍生骨支架异位成骨的效果。方法 雌性BALB／C裸鼠18只，随机分为3组：转染Cbfal基因的hBMSCs复合支架（A）、未转染细胞复合支架（B）和单纯支架组（C），每组6只。分别将各组人工骨植入裸鼠背部皮下，于术后4、8周行组织学、免疫组织化学和荧光原位杂交等检测。结果 Cbfal基因转染后，可诱导BMSCs骨钙素、Ⅰ型胶原呈阳性表达。体内植入后，A组成骨速度及成骨质量均明显优于其他组；植入细胞及宿主间质细胞呈骨钙素、骨形态发生蛋白2阳性表达；4周时，Y染色体阳性细胞数明显高于B组。结论 Cbfal基因转染BMSCs，能够诱导其向成骨细胞分化、上调骨形态发生蛋白2基因表达并提高移植细胞的生存率，明显促进异位成骨能力。     

血管内皮生长因子165基因转染的骨髓基质细胞异位成骨的初步研究

目的：将血管内皮生长因子165（VEGF165）基因转染的大鼠骨髓基质细胞（MSCs）和β-磷酸三钙复合后,植入原大鼠肌肉中,探索转染外源基因的MSCs异位成骨能力。方法：SD大鼠12只,在全麻及无菌条件下取其左侧股骨的骨髓基质细胞,并用矿化液诱导培养。在脂质体介导下将构建成功的真核表达载体pcDNA3.1-VEGF165转染到诱导培养的MSCs,G-418筛选阳性细胞克隆,将阳性克隆细胞和未转染的MSCs共同接种于β-磷酸三钙上,体外培养7天后,植入原大鼠肌肉内。分别于4周、8周和12周处死动物,观察异位成骨情况。结果：骨髓基质细胞-β-磷酸三钙复合体植入肌肉后,材料周围血管生长较多,随着植入时间的延长,小的骨岛逐渐融合为大的骨块,并有骨髓腔样结构,表现出较好的异位成骨能力。结论：应用VEGF165基因转染MSCs作为种子细胞植入体内后,有利于发挥VEGF165的血管化作用,同时促进组织工程骨的成骨速度,将会成为组织工程骨血管化探索的方向。     

hBMP-2转染自体兔骨髓基质细胞附和异体兔脱钙骨基质的成骨实验研究

目的 探讨人骨发生蛋白2(hBMP-2)转染兔自体骨髓基质细胞(rMSCs)的骨生成诱导作用以及附和异体兔脱钙骨基质(DBM)后的成骨效能。方法 取兔自体骨髓基质细胞培养扩增，用脂质体介导的方法转染人骨发生蛋白2基因，将转染和未转染人骨发生蛋白2基因的自体骨髓基质细胞附和于异体兔脱钙骨基质形成新的生物植骨材料，连同空白及单纯脱钙骨基质对照组植入兔前肢肌袋和桡骨缺损。2、4、6、8周分别取材进行大体、放射线和病理观察。结果 肌袋试验6周后，转染人骨发生蛋白2基因的自体骨髓基质细胞附和异体兔脱钙骨基质材料中出现骨组织细胞，未转染组和单纯异体兔脱钙骨基质组为纤维组织。骨缺损试验中，三组均能产生骨的形成和缺损的修复，但仍然是转染复合材料组的骨修复再生能力最大。结论 局部应用hBMP-2基因转染的rMSCs—DBM材料可以诱导骨形成促进骨修复。     

hVEGF165基因转染后兔骨髓间充质干细胞蛋白分泌功能及成骨活性的检测

目的:血管内皮细胞生长因子在血管再生和骨组织再生过程中起着重要的调节作用.观察hVEGF-165基因转染的兔骨髓间充质干细胞分泌VEGF的功能及转染后细胞的成骨活性.方法:(1)体外分离、培养兔骨髓间充质干细胞,纯化并鉴定兔骨髓间充质干细胞;免疫荧光法检测细胞表面标志;传代培养后以1μgPcDNA3.1-hVEGF165∶3μL阳离子脂质体Lipofectamine的比例转染,通过ELISA和Western-blot检测转染后细胞中外源性VEGF的表达.(2)测定在正常条件培养和成骨条件培养下,转染后细胞上清中碱性磷酸酶、骨钙素的水平.结果:(1)hVEGF165基因转染的骨髓间充质干细胞能成功分泌VEGF蛋白.(2)成骨条件培养下,基因转染组细胞碱性磷酸酶和骨钙素的分泌量明显高于未转染组(P<0 05);而在正常条件培养下,基因转染组细胞碱性磷酸酶和骨钙素的表达分泌量较低.结论:(1)采用基因转染技术可将hVEGF165基因转染到骨髓间充质干细胞中并可有效表达具有生物活性的VEGF.(2)在成骨条件培养下,转染hVEGF165基因后骨髓间充质干细胞的成骨能力增强.     

hBMP-2转染自体兔骨髓基质细胞附和异体兔脱钙骨基质的成骨实验研究

目的　探讨人骨发生蛋白 2 (hBMP - 2 )转染兔自体骨髓基质细胞 (rMSCs)的骨生成诱导作用以及附和异体兔脱钙骨基质 (DBM )后的成骨效能。方法　取兔自体骨髓基质细胞培养扩增 ,用脂质体介导的方法转染人骨发生蛋白 2基因 ,将转染和未转染人骨发生蛋白 2基因的自体骨髓基质细胞附和于异体兔脱钙骨基质形成新的生物植骨材料 ,连同空白及单纯脱钙骨基质对照组植入兔前肢肌袋和桡骨缺损。 2、 4、 6、 8周分别取材进行大体、放射线和病理观察。结果　肌袋试验 6周后 ,转染人骨发生蛋白 2基因的自体骨髓基质细胞附和异体兔脱钙骨基质材料中出现骨组织细胞 ,未转染组和单纯异体兔脱钙骨基质组为纤维组织。骨缺损试验中 ,三组均能产生骨的形成和缺损的修复 ,但仍然是转染复合材料组的骨修复再生能力最大。结论　局部应用hBMP - 2基因转染的rMSCs-DBM材料可以诱导骨形成促进骨修复     

转染人骨形成蛋白-7基因的骨髓基质细胞异位成骨实验研究

目的 观察转染人骨形成蛋白-7（Bone morphogenetic protein-7,BMP-7）基因的骨髓基质细胞（Bone marrow stromal cells,BMSCs）与胶原膜（BME-10X）复合培养后的异位成骨能力。方法将hBMP-7基因转染Beagle犬BMSC,与胶原膜复合培养后,植入裸鼠皮下,8周后取材,HE、Mallory染色及Ⅰ型胶原免疫组化染色,观察其异位成骨能力。结果各组均有不同程度Ⅰ型胶原的表达,转染组和未转染组显著高于单纯膜组,转染组又显著高于未转染组（P〈0．05）。结论转染了hBMP-7基因的BMSCs具有更强的异位成骨能力,有望成为牙周组织工程理想的种子细胞,     

腺病毒介导的人骨形成蛋白2基因治疗的免疫学研究

目的评价机体对腺病毒介导的人骨形成蛋白2(adenovirusmediatedhumanbonemorphogeneticprotein2,Ad-hBMP-2)基因治疗的免疫学反应。方法崇明山羊12只,手术截去右侧胫骨中段2.1cm,制备胫骨干缺损模型,随机分为2组。将Ad-hBMP-2转染的山羊骨髓间充质干细胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs,转染组,n=7)及未转染的MSCs(未转染组,n=5)分别植入骨缺损内。于术后4、8、16及24周摄X线片检查骨缺损愈合情况,并对治疗前后机体对腺病毒的细胞和体液免疫反应进行检测。结果X线片示,转染组4～8周,骨缺损内有连续性骨痂形成;24周,有6侧骨缺损完全愈合,部分骨髓腔再通。未转染组4～8周,骨缺损内骨痂形成较少,与骨端界限清楚;24周,仅2侧骨缺损愈合。淋巴细胞与MSCs混合培养示淋巴细胞刺激指数(stimulationindex,SI)于植入后14d升高,转染组4.213±1.278,未转染组-0.310±0.147,且差异有统计学意义(P<0.05);28d后下降,转染组2.544±0.957,未转染组3.104±0.644,差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后14、28、49和120d,转染组的血浆腺病毒中和抗体滴度分别为2.359±0.226、2.297±0.200、2.214±0.215和2.297±0.210,未转染组分别为-0.175±0.335、-0.419±0.171、0±0.171和0.874±0.524,两组各时间点差异均有统计学意义(P<0.05)。结论腺病毒介导的基因治疗可引起机体对腺病毒的细胞及体液免疫反应,从而逐渐消除腺病毒基因和相关蛋白的影响。     

Study of biological safety of scaffold material with heterologous deproteinized bone

Objective: To evaluate the biological safety of manufactured heterologous deproteinized bone and to provide an experimental basis for clinical applications. Methods: Deproteinized bone (10 mm) and leaching liquor were made from pig ribs with a series of physical and chemical methods, then were evaluated through acute and subacute toxicity test, hemolysis test, pyrogen test, intracutaneous test, intramuscular implantation test and cytotoxity test. Results: No obvious toxicity, hemolysis, pyrogenic characteristics, skin irritation, inflammatory reaction after intramuscular implantation and cytotoxity were observed. Conclusions: The heterologous deproteinized bone has good biological safety and meets all the demands of scaffold material for tissue engineering.     

Deproteinized bone with VEGF gene transfer to facilitate the repair of early avascular necrosis of femoral head of rabbit

Objective: To explore a new method for early avascular necrosis of femoral head (AVNFH) therapy.Methods: Sixty-nine AVNFH New Zealand adult rabbits were randomly divided into three groups with equal number. In Group A, deproteinized bone (DPB) that absorbed with recombinant plasmid pcDNA3.1-hVEGF165 was implanted into the drilled tunnel of necrotic femoral head. In Group B, only DPB was implanted. In Group C, only tunnel was drilled without DPB or plasmid implanted. Femoral head specimens were obtained at postoperative 1, 2, 4, 8, 16 weeks. The expression of VEGF165 and collagen I was detected by immunohistochemistry. Bone formation was detected generally by X-ray. Angiogenesis and the repair of the femoral head were observed histologically.Results: The expression of VEGF 165 could be detected 2 weeks after implantation in Group A, but it was not observed in other groups. The result of collagen I expression had a significantly difference 2, 4 and 8 weeks after operation in Group A from those in other groups (P＜0.01).X-ray results indicated that there was more bone formation in Group A than in other groups. The regenerated capillary vessels staining result of necrotic femoral head in Group A was significantly different from those in other groups at postoperative 2 and 4 weeks (P＜0.01).Conclusions: Transfection ofhVEGF165 gene enhances local angiogenesis and DPB-VEGF compound improves the repair of necrotic femoral head. Deproteinized bone grafting with VEGF gene transfer provides a potential method for the treatment of osteonecrosis.     

基因修饰的组织工程骨联合带血管蒂骨膜移植修复长段骨缺损的研究

目的评价骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein2,BMP-2）基因修饰的组织工程骨联合带血管蒂骨膜移植修复长段骨缺损的效果。方法分离培养兔骨髓基质干细胞,经BMP-2基因转染后复合异种骨支架体外构建基因修饰的组织工程骨（gene modified tissue engineering bone,GMB）。建立兔双侧桡骨缺损（长2.5cm）模型,采用5种方法修复。A组：GMB＋带血管蒂骨膜移植;B组：GMB＋血管束植入;C组：GMB＋游离骨膜移植;D组：GMB;E组：单纯支架。于术后第4、8、12周行X线、组织学、生物力学测定和微血管墨汁灌注等观察血管形成及成骨情况。结果①A组血运建立快,第8周时即可修复骨缺损,其修复机制包括膜内成骨和软骨成骨两种机制;②B组血管束发出分支向移植骨内长入,但中心区成骨缓慢,第12周时骨缺损得到完全修复;③C组第4周时游离骨膜成活并发出微小血管,第8周时形成薄层外骨痂,第12周时骨缺损基本修复;④D组在BMP-2基因诱导下成骨速度和质量优于E组,可在第12周时使骨缺损部分修复,但中心区呈＂空心＂现象;而E组第12周时形成骨不连,缺损区内被纤维组织填充。结论带血管蒂骨膜与BMP-2基因修饰的组织工程骨联合移植,既提供了血运又提供了骨膜成骨细胞,同时具有良好的骨生成、骨诱导和骨引导作用,是治疗节段性骨缺损较为理想的方法。     

Repair of bone defect with vascularized tissue engineered bone graft seeded with mesenchymal stem cells in rabbits

This study evaluated the results of repair of the radius defect with a vascularized tissue engineered bone graft composed by implanting mesenchymal stem cells (MSCs) and a vascular bundle into the xenogeneic deproteinized cancellous bone (XDCB) scaffold in a rabbit model. Sixty-four rabbits were used in the study. Among them, four rabbits were used as the MSCs donor. Other 57 rabbits were divided into five groups. In group one (n = 9), a 1.5 cm bone defect was created with no repair. In group two (n = 12), the bone defect was repaired by a XDCB graft alone. In group three (n = 12), the defect was repaired by a XDCB graft that included a vascular bundle. In group four (n = 12), the defect was repaired by a XDCB graft seeded with MSCs. In group five (n = 12), the defect was repaired by a XDCB graft including a vascular bundle and MSCs implantation. The rest three rabbits were used as the normal control for the biomechanical test. The results of X-ray and histology at postoperative intervals (4, 8, and 12 weeks) and biomechanical examinations at 12 weeks showed that combining MSCs and a vascular bundle implantation resulted in promoting vascularization and osteogenesis in the XDCB graft, and improving new bone formation and mechanical property in repair of radius defect with this tissue engineered bone graft. These findings suggested that the vascularized tissue engineered bone graft may be a valuable alternative for repair of large bone defect and deserves further investigations.     

组织因子对大肠癌侵袭能力的影响及其与基质金属蛋白酶-9的关系

目的 探讨组织因子(TF)表达对大肠癌细胞体内侵袭能力的影响及其部分机制。方法 利用转染正义／反义TF cDNA的人类大肠癌HT-29细胞和未转染的HT-29细胞分别接种在裸鼠皮下生成皮下种植瘤来观察大肠癌细胞在体内的侵袭能力的变化,对获得的裸鼠种植瘤标本通过Western blot进行TF、基质金属蛋白酶(MMP)-9表达的检测及相关性分析。结果与HT-29细胞组比较,转染了正义TF cDNA的HT-29细胞组的肿瘤增大,并且侵袭的范围也明显增大,而转染了反义TF cDNA的HT-29细胞组的肿瘤则缩小(F=11.019 P<0.05),同时,转染了正义TF cDNA的HT-29细胞组的肿瘤TF表达水平升高,而转染了反义TF cDNA的HT-29细胞组的肿瘤TF表达水平降低(P<0.05);转染了正义TF cDNA的HT-29细胞组的肿瘤MMP-9表达水平升高,而转染了反义TF cDNA的HT-29细胞组的肿瘤MMP-9表达水平降低(P<0.05).且TF和MMP-9表达差异之间具有显著相关性(r=0.878 P<0.05)。结论TF可以促进大肠癌细胞的体内生长和侵袭能力,其部分机制可能是TF可以上调MMP-9的表达。     

骨髓基质干细胞复合纳米羟基磷灰石/聚乳酸构建组织工程骨

目的：了解骨髓基质干细胞（MSCs）复合纳米羟基磷灰石／聚乳酸（n-HA／PLA）构建组织工程骨的异位成骨作用。方法：选择6只新西兰白兔，实验组于动物脊柱左侧肌肉内植入MSCs复合n-HA／PLA构建的组织工程骨，对照组于右侧植入n-HA／PLA生物材料。术后4、8周取材，行溴脱氧尿嘧啶（Brdu）标记细胞检测和组织学观察。结果：术后4周，实验组材料边缘均可检测到Brdu标记的MSCs。术后4、8周，实验组材料内部有新骨形成，随着时间推移，新骨量增多，编织骨向板层骨过渡。对照组材料未见新骨形成。结论：MSCs复合n-HA／PLA构建的组织工程骨具有很好的异位成骨作用。