反转录病毒介导基质金属蛋白酶特异性组织抑制剂1基因转染骨髓间充质干细胞的成骨能力

背景:间充质干细胞成骨分化早期是成骨性细胞外基质细胞外间质的堆积,其主要成分均是基质金属蛋白酶特异性组织抑制剂1（tissue Inhibitor of Metalloproteinases1,TIMP-1）作用的基质金属蛋白酶作用底物,通过增加TIMP-1的表达,是否可以抑制基质金属蛋白酶的活性,进而影响间充质干细胞的成骨分化能力?目的:观察反转录病毒介导TIMP-1基因转染骨髓间充质干细胞的成骨能力。方法:设计In-Fusion引物扩增TIMP-1基因片段,与酶切后线性化的pBABE-Puro反转录病毒表达载体进行位点同源重组,构建TIMP-1基因反转录病毒表达载体,RT-PCR和测序验证,并使用GP-293细胞进行包装。通过密度梯度法分离人下颌骨来源骨髓间充质干细胞,流式细胞仪验证其表面标记。将TIMP-1反转录病毒包装液感染骨髓间充质干细胞并筛选稳定表达TIMP-1细胞株,RT-PCR和蛋白电泳验证其表达,并使用成骨诱导液诱导10d,观察其对成骨能力的影响,RT-PCR验证其成骨相关基因的表达。结果与结论:经测序证实,RT-PCR所获得的TIMP-1基因cDNA序列与NM₀03254.2（624bp）序列完全一致;通过表面标记鉴定证实成功分离了人骨髓间充质干细胞,并具良好的成骨、成脂能力;RT-PCR和Western Blot验证反转录病毒载体成功介导TIMP-1转染骨髓间充质干细胞,RT-PCR表明成骨诱导10d时,TIMP-1基因感染组成骨增加,RUNX-2和COL1mRNA表达增加。提示TIMP-1基因可通过反转录病毒成功转染人骨髓间充质干细胞,并能促进其成骨。     

环氧化酶2基因沉默不影响人骨髓间充质干细胞定向分化的能力

背景：目前环氧化酶2基因沉默在干细胞中的研究还处在初级阶段。目的：构建携带环氧化酶2基因沉默的慢病毒载体,观察其在人骨髓间充质干细胞中的表达,以及其定向分化潜能变化情况。方法：应用重组慢病毒技术构建携带沉默环氧化酶2基因和绿色荧光蛋白的慢病毒载体,并用其转染体外培养第3代的人骨髓问充质干细胞,以无目的基因的慢病毒转染人骨髓间充质干细胞的实验组和未做处理的人骨髓间充质干细胞分别作为阴性对照组和空白组进行对比。转染后7d分别提取各组细胞的总RNA和蛋白检测环氧化酶2表达量。对环氧化酶2基因沉默的人骨髓间充质干细胞和正常人骨髓间充质干细胞定向诱导,观察环氧化酶2基因沉默对人骨髓间充质干细胞成脂、成骨、成软骨能力的影响。结果与结论：慢病毒转染3d后,荧光显微镜下可见人骨髓间充质干细胞发出绿色荧光,阴性对照组转染效率可达90％以上,实验组转染效率达85％以上。F盯．PCR和Westernblot检测结果显示,环氧化酶2基因在人骨髓间充质干细胞中的基因水平和蛋白水平均得到了明显抑制。环氧化酶2基因转染对人骨髓间充质干细胞成脂、成骨、成软骨能力无明显影响。     

转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因共转染骨髓干细胞*

背景：骨形态发生蛋白2及转化生长因子β是骨再生中重要的因子,提高其表达可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。目的：构建携带转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的慢病毒载体,观察其在骨髓间充质干细胞中的表达情况。方法：应用重组慢病毒技术构建同时携带转化生长因子β3、骨形态发生蛋白2和绿色荧光蛋白基因的重组慢病毒表达载体,并用其转染体外培养的第3代兔骨髓间充质干细胞,以转染携带转化生长因子β3或骨形态发生蛋白2单一基因的慢病毒或单独慢病毒的骨髓间充质干细胞作为对照。转染后1周分别提取各组细胞的总RNA 和蛋白进行检测。结果与结论：荧光显微镜下见转染转化生长因子β3和(或)骨形态发生蛋白2基因3 d 的骨髓间充质干细胞发绿色荧光,转染效率达90%以上。RT-PCR 和 Western blot 结果显示,转染转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的骨髓间充质干细胞转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2 mRNA 和蛋白的表达均高于单一基因转染组及空白对照组。可见应用慢病毒可成功将转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因转染至骨髓间充质干细胞并实现其高效表达,且两种基因具有协同促表达作用。     

低氧诱导因子1α慢病毒载体转染骨髓间充质干细胞的成骨基因表达

背景：成骨作用和血管发生在骨的形成和修复过程中紧密结合,而低氧诱导因子1α被认为是促血管新生相关基因调控中最重要的核心转录因子,其可促进缺氧部位血管的形成,进而促进骨的形成。 目的：构建野生型和点突变型两个低氧诱导因子1α慢病毒真核表达载体 Lenti-HIF1α-IRES-EGFP,并比较其对兔骨髓间充质干细胞成骨基因表达的影响。 方法：首先根据野生型人源低氧诱导因子1α基因序列信息和确定酶切位点的点突变型序列信息构建低氧诱导因子1α基因野生型和点突变型两个慢病毒真核表达载体;然后采用制备的病毒液转染兔骨髓间充质干细胞。 结果与结论：免疫荧光显微镜观察显示,转染7 d后野生型组和点突变型组细胞均未见明显荧光,转染14 d后两组细胞均呈现明显的绿色荧光;qPCR定量分析结果表明,转染7 d后即有低氧诱导因子1α和骨形态发生蛋白2基因的显著表达,转染14 d后,两基因仍然显示较高的表达水平。说明实验成功构建野生型和点突变型低氧诱导因子1α基因慢病毒真核表达载体,转染后可以促进兔骨髓间充质干细胞成骨基因的表达。     

金属蛋白酶组织抑制因子转染骨髓间充质干细胞静脉输入治疗缺血性心肌病

背景:金属蛋白酶组织抑制因子1可能通过抑制基质金属蛋白酶活性降低干细胞侵袭能力,提高其归巢修复能力。目的:观察转染金属蛋白酶组织抑制因子1基因骨髓间充质干细胞移植修复损伤心肌的能力。方法:开胸结扎SD大鼠冠状动脉前降支建立心肌梗死模型,1周后随机分组:空白组经尾静脉内注射DMEM悬液;干细胞组经尾静脉内注射含1×107骨髓间充质干细胞的DMEM悬液;绿色荧光蛋白-干细胞组经尾静脉内注射转染带有绿色荧光蛋白基因慢病毒空载体的骨髓间充质干细胞(1×107)DMEM悬液;TIMP-1-shRNA-干细胞组经尾静脉内注射转染TIMP-1-shRNA的骨髓间充质干细胞(1×107)DMEM悬液。结果与结论:造模后,4组大鼠心脏功能受损,收缩能力下降,治疗4周后心脏功能均有不同程度改善:与空白组比较,干细胞组、绿色荧光蛋白-干细胞组、TIMP-1-shRNA-干细胞组心脏收缩功能明显提高(P<0.05),心肌梗死面积百分比明显缩小(P<0.05),梗死区毛细血管密度明显增加(P<0.05),且TIMP-1-shRNA-干细胞组改善程度优于干细胞组、绿色荧光蛋白-干细胞组(P<0.05)。说明转染金属蛋白酶组织抑制因子1基因的骨髓间充质干细胞移植能够明显改善损伤心肌功能,修复缺血性心肌病。     

转化生长因子β3基因转染兔骨髓间充质干细胞诱导其向软骨表型的分化

背景：内源性诱导软骨分为就是通过一定的载体将目的基因整合入干细胞内,使其自行分泌诱导因子诱导自身进行分化。目的：观察将转化生长因子β3通过腺相关病毒载体转染诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨表型转化的能力。方法：取体外培养的第3代骨髓间充质干细胞进行重组腺相关病毒转染,将转染后3,6,9,12d细胞裂解提取蛋白进行酶联免疫检测目的蛋白转化生长因子β3的体外表达。RT-PCR,免疫印迹westernblot分别从基因和蛋白水平上检测1,2周Ⅱ型胶原的表达,甲苯胺蓝染色检测1,2周蛋白多糖的表达。结果与结论：重组腺相关病毒转染后,骨髓间充质干细胞可以较稳定的表达目的蛋白转化生长因子β3,并且转染成功的骨髓间充质干细胞较阴性对照组能够更好的向软骨表型转化。证实转化生长因子β3可以腺相关病毒为载体转染骨髓间充质干细胞并诱导其向软骨表型分化。     

胰岛素样生长因子1对骨髓间充质干细胞软骨分化及基质金属蛋白酶表达的影响术

背景：以往促进骨髓间充质干细胞软骨分化的研究,多将胰岛素样生长因子1作为辅助因子与其他细胞因子联合应用,而胰岛素样生长因子1单独应用能否促进骨髓间充质干细胞分泌软骨特异性胶原仍存在争议,其对骨髓间充质干细胞软骨分化及软骨胶原纤维稳定性的影响尚不清楚.目的：观察胰岛素样生长因子1对骨髓间充质干细胞软骨分化以及基质金属蛋白酶表达的影响.方法：构建含有胰岛素样生长因子1基因完整编码区的表达载体,稳定转染至大鼠骨髓间充质干细胞,设为胰岛素样生长因子1稳定转染组,同时设未转染组作对照.结果与结论：MTT 检测结果显示,实验成功筛选得到胰岛素样生长因子1稳定过表达的骨髓间充质干细胞,转染后4 d,细胞增殖能力显著增强（P〈0.05）.RT-PCR,Western blot法及免疫细胞化学检测结果显示,与未转染组相比,胰岛素样生长因子1稳定转染组细胞胰岛素样生长因子1,Ⅱ型胶原 mRNA和蛋白的表达水平均显著升高（P〈0.01）,基质金属蛋白酶1,2,3 mRNA表达显著降低（P〈0.01）.结果证实,单独应用胰岛素样生长因子1能够有效促进骨髓间充质干细胞的增殖以及软骨分化,并维持软骨胶原纤维的稳定性.     

携带低氧诱导因子1α慢病毒感染大鼠骨髓间充质干细胞后成骨基因的表达

背景：人低氧诱导因子1α可调控其下游成骨及成血管基因的表达,具有提高成骨活性的作用。目的：观察携带人低氧诱导因子1α慢病毒感染的大鼠骨髓间充质干细胞中成骨基因表达情况。方法：通过RT-PCR方法从Hela细胞中获得低氧诱导因子1α,构建携带低氧诱导因子1α的慢病毒表达质粒Lenti-HIF-1α-eGFP,与LentiPac HIV混合包装质粒共包装293Ta细胞,获得病毒;采用全骨髓直接贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,使用流式细胞仪对骨髓间充质干细胞进行鉴定。分别在慢病毒感染骨髓间充质干细胞1,4,7,14 d后,用实时荧光定量PCR检测骨髓间充质干细胞中成骨基因骨形态发生蛋白2、骨钙蛋白、骨桥蛋白、碱性磷酸酶的表达水平。结果与结论：Lenti-HIF-1α-eGFP有效地感染骨髓间充质干细胞,实时荧光定量PCR检测结果显示成骨基因骨形态发生蛋白2、骨钙蛋白、骨桥蛋白、碱性磷酸酶在Lenti-HIF-1α-eGFP感染后第4天开始明显过表达,且持续至14 d。结果表明低氧诱导因子1α可以提高骨髓间充质干细胞的成骨活性。     

Ad-hBMP-2与Ad-hTGF-β1基因共转染骨髓间充质干细胞后的体外成骨诱导

背景：重组DNA技术的进展为骨组织工程研究的发展提供巨大动力,将其应用于组织工程骨构建可以显著提高骨修复的质量和效率。目的：拟将Ad-h BMP-2联合Ad-h TGF-β1转染骨髓间充质干细胞体外成骨诱导,观察二者在成骨过程中的相互关系。方法：以腺病毒Ad Max为基因转移载体,将携带转化生长因子β1和骨形态发生蛋白2基因的高滴度腺病毒感染SD大鼠骨髓间充质干细胞,利用外源性基因编码的生长因子诱导其表达,通过RT-PCR、ELISA、MTT实验及碱性磷酸酶水平检测等方法鉴定。结果与结论：腺病毒感染骨髓间充质干细胞后RT-PCR可检测出外源基因的表达,MTT实验和碱性磷酸酶活性检测双基因共转染的骨髓间充质干细胞增殖能力最强,碱性磷酸酶活性最高。结果表明联合应用Ad-h TGF-β1和Ad-h BMP-2转染可明显促进骨髓间充质干细胞的成骨化,效果优于单用一种生长因子。     

携带CXCR4基因慢病毒载体转染大鼠骨髓间充质干细胞的体外实验

背景：间充质干细胞在体内归巢主要调控因子是CXCR4,如何提高干细胞自身CXCR4的表达量是调节干细胞体内靶器官归巢能力的关键。
　　目的：构建CXCR4或GFP基因慢病毒表达载体,并观察其对骨髓间充质干细胞自身生长特性及分泌功能的影响。
　　方法：骨髓间充质干细胞应用慢病毒载体转染系统转染CXCR4基因达到过表达,同时单独转GFP基因作为对照。通过荧光显微镜、RT-PCR、免疫蛋白印迹方法验证病毒转染效率;流式细胞技术测定骨髓间充质干细胞的增殖、凋亡情况;Western Blot法测定间充质干细胞培养基上清中分泌蛋白及细胞因子变化。
　　结果与结论：慢病毒转染系统可以安全、有效地转染CXCR4基因或GFP基因到骨髓间充质干细胞。流式细胞仪检测显示过表达CXCR4的骨髓间充质干细胞增殖能力、生存能力加强,凋亡细胞减少(P<0.05);细胞上清蛋白分析提示过表达CXCR4后,骨髓间充质干细胞培养上清内出现很多的蛋白因子升高(P<0.05),其中大多数对细胞自身复制及免疫调节有益。结果表明慢病毒转染是一种安全高效的基因修饰手段,可以通过CXCR4基因修饰的方法提高骨髓间充质干细胞的生存能力、降低凋亡率,调节细胞保护性因子及免疫调节因子的分泌功能。     

17β-雌二醇对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的诱导调控

背景：研究发现骨髓间充质干细胞上存在雌激素受体,雌激素通过调节骨髓间充质干细胞的增殖、分化特性发挥促成骨作用。目的：观察17β-雌二醇对骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的诱导作用,并探讨其作用机制。方法：在基础成骨诱导培养基培养的第3代大鼠骨髓间充质干细胞中分别加入0（对照组）,0.001,0.01,0.1nmol/L17β-雌二醇干预。Elisa法检测培养的骨髓间充质干细胞分泌Ⅰ型胶原的水平,RT-PCR及Western blotting法分别检测Runx2因子mRNA及蛋白水平。结果与结论：与对照组比较,在给予0.001,0.01,0.1nmol/L17β-雌二醇干预后第5天,骨髓间充质干细胞Ⅰ型胶原表达显著升高（P〈0.05）,第7天仍旧呈高表达（P〈0.05）。同时,在17β-雌二醇干预的第5,7天,Runx2因子mRNA及蛋白表达水平随17β-雌二醇浓度的增加而升高（P〈0.05）,并呈剂量依赖性。表明17β-雌二醇可诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞转化,其可能通过上调Runx2因子表达发挥促成骨作用。     

中药诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：某些中药可以诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化。骨髓间质干细胞向成骨分化的潜能,与中药治疗骨质疏松症、骨折、骨坏死、骨缺损等骨相关疾病有着理论上的相通性。目的：了解中药诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的发展现状,为进一步的研究奠定基础。方法：由第一作者检索2000-01/2010-06中国期刊全文数据库（CNKI）（http：//www.cnki.net/）及Pubmed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）。中文检索词为＂中药,骨髓间充质干细胞,成骨分化＂。英文检索词为＂chinese herb,mesenchymalstem cells,osteogenic differentiation＂。文献检索语种限定为中文和英文,纳入中药单体、单味中药、中药复方等及其含药血清在体内或体外对人或动物骨髓间充质干细胞成骨分化作用的研究文献,排除重复研究。结果与结论：共纳入32篇文献,有关骨髓间充质干细胞研究背景的文献2篇;有关单味中药的文献5篇,其中补肾药4篇,补气药1篇;有关中药复方的文献10篇,其中补肾方6篇,补肾活血方4篇;有关中药有效组分的文献15篇。补肾、补气及活血类中药可以诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,但以补肾类中药为主,在一定程度上阐释了＂肾主骨＂理论的科学内涵,并为体外大量扩增骨髓间充质干细胞、促成骨分化及组织工程骨提供了更多的种子细胞来源。     

纳米载体介导人胰岛素样生长因子1基因转染兔骨髓间充质干细胞及其表达

目的：构建增强型绿色荧光蛋白基因（enhanced-green fluorescent protein，EGFP）标记的人胰岛素样生长因子（human insulin-like growth factor，hIGF-1）真核表达载体，转染至兔骨髓间充质干细胞，为组织工程关节软骨的构建提供基因改良的种子细胞。方法：实验于2005—03／2006—01在重庆医科大学儿科研究所完成。根据GeneBank公布的hIGF-1序列设计PCR引物，从质粒pcDNA3．1-hIGF-1中扩增出截短型hIGF-1，亚克隆至pMD-T18载体，测序鉴定后酶切出目的基因片段并插入pIRES2-EGFP中，构建成真核表达质粒pIRES2-EGFP-hIGF-1，经PCR及双酶切鉴定正确后用非病毒类纳米材料基因转移载体PAMAM-D介导转入兔骨髓间充质干细胞，通过荧光观察、流式细胞仪、RT-PCR等方法从各个水平检测hIGF-1在细胞的表达。结果：成功构建了增强型绿色荧光蛋白基因标记的真核表达质粒pIRES2-EGFP-hIGF-1，并检测到目的基因hIGF-1在兔骨髓间充质干细胞的理想表达。结论：新型纳米材料PAMAM-D是高效、简便、表达持久的基因转染方法，经IGF-1基因修饰的骨髓间充质干细胞是软骨组织工程种子细胞的理想选择。     

真核表达载体pcDNA3.1/VEGF-B-EGFP的构建及在骨髓间质干细胞中的表达

目的探讨血管内皮细胞生长因子B（vascular endothelial cell growth factor-B,VEGF-B）转染人骨髓间质干细胞（marrow mesenchymal stem cells,MSCs）的表达情况。方法将VEGF-B及编码增强型绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein,EGFP）的互补脱氧核糖核酸（complementary deoxyribonucleic acid,cDNA）序列通过扩增、酶切、插入pcDNA 3.1质粒的多克隆位点,构建pcDNA 3.1/VEGF-B-EGFP真核表达质粒,应用脂质体介导的基因转染技术,将基因导入MSCs（pcDNA 3.1/VEGF-B-EGFP转染组）;应用荧光显微镜观察EGFP的表达情况;流式细胞仪检测转染效率;逆转录-聚合酶链反应、蛋白印迹法检测VEGF-B的表达情况。结果 pcDNA 3.1/VEGF-B-EGFP转染组重组质粒转染MSCs 24h后,荧光显微镜下可见强绿色荧光,流式细胞仪检测转染效率约为15%;RT-PCR检测结果显示,MSCs出现590bp目的基因;Western blot检测显示,在转染后MSCs中有VEGF-B表达。结论构建的VEGF-B真核表达质粒成功转染MSCs,为联合应用MSCs细胞移植和VEGF-B基因治疗心肌缺血的研究奠定了基础。     

9.4TMR波谱检测间充质干细胞成骨分化代谢特征的研究

目的 研究间充质干细胞向成骨细胞分化的高分辨MR波谐（MRS）代谢特征。材料与方法 培养获取间胎儿脐带充质干细胞,建立体外诱导音充质干细胞向成骨细胞分化的模型,利用甲醇/氯仿获取细胞代谢提取物,经后处理后利用9.4T高分辨率MRS检测代谢提取物频谱特征。     

人脐带和胎盘间充质干细胞细胞因子分泌的比较研究

目的 探索人脐带间充质干细胞（UC-MSC）与胎盘间充质干细胞（P-MSC）细胞因子的分泌情况。方法 分离并培养UC-MSC和P-MSC,流式细胞术检测间充质干细胞（MSC）的表面标志物,油红O、硝酸银和茜素红S染色检测MSC的成脂、成骨分化能力。收集条件培养基,用芯片检测细胞因子的表达情况。通过ELISA及实时PCR...     

CD34^＋细胞来源的树突状细胞对骨髓间充质干细胞的生物学特性影响

本研究探讨间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）在抑制树突状细胞（dendritic cell,DC）发育过程中生物学特性的变化。将CD34^＋造血干细胞来源的树突状细胞与MSC共培养,用流式细胞术检测共培养后（DC／MSC）的表型变化;RT—PCR检测造血和免疫相关分子的表达;用诱导实验观察其分化潜能的改变。结果表明：DC／MSC不表达CD31、CD34、CD45、CD14、CD86。HLA—ABC、CD29、CD73的表达较对照组明显降低,即对照组与共培养组阳性率分别为93．1％vs13．44％,98．3％vs78．8％,95．3％vs 75．9％。另外,DC／MSC表达TGF—β,M—CSF等细胞因子均有所增加;进一步将DC／MSC向脂肪细胞诱导分化,诱导后细胞内不能形成脂滴,但其仍保持向成骨分化的特性。结论：DC发育对MSC的基本特性产生一定影响,导致MSC表面间质性标志表达减少,分化能力降低,而造血及免疫相关因子表达则增加。     

慢病毒载体介导Mdr1基因转染人骨髓间充质干细胞的实验研究

本研究探讨多药耐药（mdr1）基因体外转染人骨髓间充质干细胞（BMMSC）以应用于基因治疗的可行性、安全性。体外分离、培养、鉴定MSC;采用具有高效转染非分裂期细胞的慢病毒载体（1entiviralvector,LV）系统将mdr1基因导入BMMSC中;采用RT—PCR和GFP荧光技术检测目的基因的表达,台盼蓝染色及MTT法检测转染后细胞的增殖能力。结果表明：慢病毒感染MSC的感染复数（multiplicityofinfection,MOI）为10,最佳感染率可达80％;Msc表面低表达CD34、HLA—DR、CD31、CD45,高表达CD44、CDl05、CD90、CDl3;GFP荧光表达自72小时开始出现,以后逐渐增强;转染细胞中显示目的基因mRNA的表达;转染对MSC存活及增殖几乎无影响（P〉0．05）。结论：慢病毒载体可成功转染人骨髓间充质干细胞并使其mdrl表达增高,转染对MSC存活及增殖基本无影响。