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.     

体外培养人正常椎间盘髓核细胞与退变髓核细胞的生物学性状比较:可以为干预退变髓核细胞提供最佳时机吗?

背景:人体椎间盘是一个承受载荷却又缺乏血管的结构,因而容易发生退行性变,但椎间盘退变的机制尚不明确.目的:通过体外培养人正常椎间盘髓核细胞与退变髓核细胞生物学性状比较,认识退变髓核细胞的细胞学退变时机.方法:分离、培养人正常及退变椎间盘髓核细胞,对两种细胞采用光镜、电镜等形态学方法进行大体形态和超微结构观察,采用生长曲线和XTT实验研究两种细胞的生长动力学差异,测定髓核细胞的活力和细胞Ⅱ型胶原及糖胺多糖的mRNA表达.结果与结论:退变椎间盘细胞至少要比正常椎间盘细胞提前2代出现形态学老化表现.退变髓核细胞表现为G1期阻滞,使细胞不能进入S期,细胞有丝分裂受到抑制.退变髓核细胞总体来说,生长要比正常髓核细胞快,但老化也较快.退变髓核细胞自第1代开始,Ⅱ型胶原和糖胺多糖的mRNA表达比同期正常髓核细胞低得多.说明在体外培养条件下,退变髓核细胞持续增殖能力低,更容易衰老、凋亡.提示退变髓核细胞体外培养衰老较快,进行干预试验逆转椎间盘退变的最佳时机为传2代之前的细胞.     

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。     

退变兔髓核细胞和正常髓核细胞生物学特性的比较

目的探讨退变和正常兔髓核细胞的不同生物学特性。方法分离和培养原代兔椎间盘髓核细胞,体外传至第5代使其发生退变,细胞分成原代髓核细胞组（原代）和第5代退变细胞组（退变）,用倒置显微镜和HE染色观察其形态学变化,用番红O染色观察糖胺聚糖的变化,用Ⅱ型胶原免疫组织化学观察Ⅱ型胶原的变化。结果原代兔髓核细胞在体外传至第5代后,细胞由类软骨细胞样的星形或多角形变为梭形或纤维长条形。番红O染色显示,退变组红色平均染色面积显著低于原代（P〈0．05）,免疫组织化学染色显示,退变组棕黄色平均染色面积显著低于原代（P〈0．05）。结论原代兔髓核细胞在体外传到第5代时由类软骨细胞样变成纤维细胞样,且糖胺聚糖和Ⅱ型胶原的含量显著下降,为进一步构建体外髓核细胞退变模型提供了依据。     

退变兔髓核细胞和正常髓核细胞生物学特性的比较

目的探讨退变和正常兔髓核细胞的不同生物学特性。方法分离和培养原代兔椎间盘髓核细胞,体外传至第5代使其发生退变,细胞分成原代髓核细胞组(原代)和第5代退变细胞组(退变),用倒置显微镜和HE染色观察其形态学变化,用番红O染色观察糖胺聚糖的变化,用Ⅱ型胶原免疫组织化学观察Ⅱ型胶原的变化。结果原代兔髓核细胞在体外传至第5代后,细胞由类软骨细胞样的星形或多角形变为梭形或纤维长条形。番红O染色显示,退变组红色平均染色面积显著低于原代(P<0.05),免疫组织化学染色显示,退变组棕黄色平均染色面积显著低于原代(P<0.05)。结论原代兔髓核细胞在体外传到第5代时由类软骨细胞样变成纤维细胞样,且糖胺聚糖和Ⅱ型胶原的含量显著下降,为进一步构建体外髓核细胞退变模型提供了依据。     

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。     

过氧化物酶Ⅱ对体外培养人退变腰椎间盘髓核细胞的抑制作用

背景:椎间盘退变可导致髓核细胞数量的减少,过氧化物酶Ⅱ可参与细胞的抗氧化损伤、细胞分裂、分化、信号转导和凋亡等过程的调控.过氧化物酶Ⅱ对椎间盘退变有促进作用,但其机制仍不清楚.目的:观察过氧化物酶Ⅱ对体外培养的人退变腰椎间盘髓核细胞的活性和Ⅱ型胶原合成的影响.方法:体外培养人退变腰椎间盘髓核细胞,设置对照组及过氧化物酶Ⅱ10,100和1 000 ng/L组.对照组不含氧化物酶Ⅱ,其他3组加入相应剂量的氧化物酶Ⅱ.应用免疫组化法鉴定髓核细胞,并采用cck-8试剂盒检测细胞增殖情况,于加过氧化物酶Ⅱ后第3和7天分别取对照组及各组细胞上清液,采用双抗体夹心酶联免疫吸附实验测定Ⅱ型胶原表达情况.结果与结论:在体外培养的人退变腰椎间盘髓核细胞,随加入的过氧化物酶Ⅱ质量浓度的增加,椎间盘髓核细胞数量和Ⅱ型胶原合成逐渐减少(P＜0 01).提示过氧化物酶Ⅱ对椎间盘髓核细胞的数量和Ⅱ型胶原合成有明显的抑制作用,并呈剂量依赖关系.以此推测过氧化物酶Ⅱ对髓核细胞的抑制作用可能是导致椎间盘退变的一种促发因素.     

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。     

肝细胞生长因子对体外培养的人退变髓核细胞生物学活性影响

目的探讨肝细胞生长因子(HGF)对体外培养的人退变髓核细胞的生物学作用。方法收集人退变髓核组织标本,分离培养髓核细胞;免疫组化染色观察HGF受体在髓核细胞中表达;设立不同浓度HGF组(0ng/ml,5ng/ml,50ng/ml,500ng/ml),采用MTT法测细胞生长曲线,筛选HGF最佳作用浓度;选取第3代髓核细胞,实验分HGF组、HGF+胰岛素样生长因子(IGF)组、IGF组、对照组,RT-PCR检测Ⅱ型胶原、蛋白多糖、SOX9mRNA表达;流式细胞术测定细胞增殖的周期。结果免疫组化显示髓核细胞表达HGF受体;MTT法提示不同浓度HGF对体外培养的人退变髓核细胞均有明显的促增殖作用,与对照组相比差异均有统计学意义,50ng/ml是实验中HGF的最佳作用浓度;HGF、HGF+IGF、IGF刺激后髓核细胞进入增殖期比例增加,同时促进髓核细胞Ⅱ型胶原、蛋白多糖、SOX9mRNA表达量增加,其中HGF+IGF效果更为显著。结论人退变髓核细胞存在HGF受体;HGF对体外培养的人退变的髓核细胞有促增殖作用,可以促进细胞外基质表达;HGF与IGF联合作用效果优于两者单独作用。     

胰岛素样生长因子1及血小板源性生长因子对人退变髓核细胞生物学活性的影响

背景：有研究表明胰岛素样生长因子1和血小板源性生长因子可抑制人椎间盘细胞凋亡。目的：观察在体外培养条件下胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子对人退变髓核细胞生物学活性的影响。方法：体外单层培养人退变髓核细胞,通过免疫组织化学鉴定细胞。对传3代人退变髓核细胞采用分别不同生长因子干预,实验分4组：胰岛素样生长因子1组,血小板源性生长因子组,胰岛素样生长因子1＋血小板源性生长因子组及对照组。结果与结论：胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子均可促进细胞增殖,促进细胞合成Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖,其中胰岛素样生长因子1促Ⅱ型胶原合成作用强于血小板源性生长因子（P〈0.05）,血小板源性生长因子促蛋白聚糖合成作用强于胰岛素样生长因子1（P〈0.05）。胰岛素样生长因子1促进细胞合成Ⅰ型胶原,血小板源性生长因子抑制细胞合成Ⅰ型胶原。结果证实,胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子均可通过促进细胞增殖、促进细胞合成Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖,从而提高人退变髓核细胞的生物学活性。     

六味地黄丸含药血清对椎间盘I型和Ⅱ型胶原表达的影响

背景：胶原纤维是维持椎间盘正常结构与功能的重要物质,椎间盘中胶原的类型及含量的变化,影响整个椎间盘的生理和病理状态,I型及Ⅱ型胶原是椎间盘胶原的主要组分。目的：观察六味地黄丸含药血清对肿瘤坏死因子a致伤兔椎间盘I型、Ⅱ型胶原蛋白和基因表达的影响。方法：将15只新西兰白兔带终板的45个L2-L5椎间盘随机分为空白第1天组、空白第14天组、肿瘤坏死因子a组、中药血清组、肿瘤坏死因子a＋中药血清组。后两种培养液中分别含5ug/L肿瘤坏死因子a和体积分数10％六味地黄丸血清,培养14d后收集髓核和纤维环观察。结果与结论：RT—PCR和WesternBlot检测结果表明,随着培养时间的延长,纤维环中I型胶原及髓核中Ⅱ型胶原蛋白和基因表达明显降低;加入肿瘤坏死因子a可加速这种变化,而含药血清可延缓I,Ⅱ型胶原蛋白和基因表达变化。提示六味地黄丸可通过稳定I,Ⅱ型胶原蛋白和基因表达,对椎间盘细胞外基质具有保护作用。     

正常与退变髓核细胞形态学及Ⅱ型胶原蛋白的定量分析

背景：椎间盘退变导致椎间隙狭窄的主要变化是髓核细胞表达软骨特异性基因产物蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的减少。 目的：对成人的正常与退变椎间盘髓核细胞Ⅱ型胶原蛋白免疫荧光染色及番红O染色进行定量观察比较。 方法：取成人脊柱侧弯患者与椎间盘突出症患者自愿者术中取出的废弃髓核组织各3例,经培养后每个患者各测量26个细胞,正常组和退变组分别测量78个细胞。对正常与退变椎间盘髓核细胞进行番红“O”染色并行灰度及测定细胞内Ⅱ型胶原蛋白行免疫荧光染色定量测定。 结果与结论：免疫荧光染色显示：退变椎间盘髓核细胞仅轻度染色,染色模糊,其呈类圆形,纺锤形,梭形及不规则形,其内仅有极少量荧光颗粒;Ⅱ型胶原表达较正常髓核细胞降低显著（P〈0.05）。番红O染色显示：退变的髓核细胞肿胀,细胞核肿胀染色略淡,细胞突起延长,胞浆染色不匀伴有空泡,部分细胞崩解,细胞分布零散,混乱,可见成片坏死区。与正常髓核细胞图像灰度值相比差异无显著性意义（P〉0.05）。结果表明退变的椎间盘髓核细胞减少、部分凋亡,其细胞内Ⅱ型胶原蛋白含量较正常髓核细胞显著减少。     

地塞米松可影响兔髓核细胞增殖及Ⅱ型胶原的表达

背景:地塞米松是细胞增殖的一种常用药物,但能否促进髓核细胞增殖呢?目的:观察地塞米松对兔椎间盘髓核细胞增殖的影响,以及对髓核细胞分泌Ⅱ型胶原的影响。方法:无菌条件下取兔椎间盘,常规分离消化髓核细胞进行培养;传代培养第2代髓核细胞7d,加入塞米松浓度分别为1,10,100,1000,10000nmol/L,培养1~5d每日MTT常规测一组490nm处的吸光值并制定生长曲线。另选取最佳作用浓度100nmol/L地塞米松加入髓核细胞进行培养,以不加于地塞米松为对照。结果与结论:MTT检测结果表明地塞米松对兔髓核细胞增殖有促进作用,最佳作用浓度为100nmol/L,最佳作用时间为48h;RT-PCR检测结果表明经地塞米松处理的髓核细胞其Ⅱ型胶原表达明显较对照组高(P<0.05)。提示地塞米松可以促进兔椎间盘髓核细胞的增殖,并可使兔髓核细胞内Ⅱ型胶原表达增高。     

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。