关节软骨损伤后体外培养软骨细胞的功能变化

背景:关节软骨损伤可以影响软骨细胞功能,诱发创伤性骨关节炎.目的:观察关节软骨损伤后体外培养的软骨细胞功能的变化.方法:通过酶消化法分离培养高能量、低能量撞击后和正常兔膝关节透明软骨细胞,观察创伤能量对软骨细胞生存能力的影响;检测软骨细胞合成蛋白多糖和Ⅱ型胶原能力,检测细胞中白细胞介素1β和核转录因子κB mRNA表达水平,检测细胞合成白细胞介素1β和基质金属蛋白酶1的表达.结果与结论:高能量和低能量关节软骨损伤后,软骨细胞的存活率下降,原代细胞的贴壁细胞数量减少,贴壁时间延长,生长曲线下移,细胞甲苯胺蓝染色异染反应减弱,Ⅱ型胶原免疫组化染色强度减弱,软骨细胞中白细胞介素1β和核转录因子κB mRNA表达水平上升,细胞培养液中白细胞介素1β和基质金属蛋白酶1的质量浓度升高,其中高能量组效果更为显著(P < 0.05).说明关节软骨损伤后软骨细胞的功能受到影响,受损程度与创伤强度及炎性细胞因子的表达相关.     

体外冲击波治疗兔膝骨关节炎：白细胞介素1β及基质金属蛋白酶13的表达

背景：白细胞介素1β和基质金属蛋白13能促进软骨细胞的分解代谢,抑制软骨细胞的合成修复能力,引起细胞外基质的降解,在骨关节炎的发生中有十分重要的作用。 目的：观察体外冲击波对兔膝骨关节炎软骨细胞中白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13表达的影响。 方法：将30只新西兰兔随机分为治疗组、模型组、对照组,每组10只。治疗组和模型组均采用改良伸直位固定6周,制备兔膝骨关节炎模型。治疗组造模后给予体外冲击波治疗1次,能流密度0.1 mJ/mm2,冲击次数1000次。对照组不作任何处理。各组兔于治疗后4周处死,取膝关节液和关节软骨。苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色法检测各组膝关节病理学形态改变,采用酶联免疫吸附法测定关节液白细胞介素1β水平,免疫组化法检测白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13的表达。 结果与结论：治疗组和模型组关节液白细胞介素1β水平较对照组明显增高（P 〈0.01）,治疗结束后治疗组关节液白细胞介素1β水平较模型组下降（P 〈0.05）。治疗组和模型组软骨组织Mankin评分较对照组明显增高（P〈0.01）,治疗结束后治疗组软骨组织Mankin评分较模型组下降（P〈0.05）。治疗组和模型组软骨细胞白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13阳性表达率较对照组明显增高（P〈0.01）,治疗结束后治疗组软骨细胞白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13阳性表达率较模型组下降（P〈0.05）。结果可见体外冲击波能下调膝骨关节炎软骨细胞白细胞介素1β和基质金属蛋白酶13的表达,促进Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的合成,从而对膝骨关节炎起防治作用。     

核因子κ Bp65特异性小干涉核糖核酸抑制肿瘤坏死因子α及白细胞介素1β诱导的软骨细胞中基质金属蛋白酶9的表达

背景：小干涉核糖核酸是核糖核酸干涉的起始诱导物，在细胞内引起强烈的核糖核酸干涉，降解目的基因的信使核糖核酸，以控制目的基因表达。目的：利用核因子κBp65特异性小干涉核糖核酸抑制软骨细胞中肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的核因子κB的活性及其基质金属蛋白酶9的表达，观察在软骨细胞中核因子κBp65与细胞因子的关系。设计、时间和地点：单一样本观察．细胞学体外实验，于2006—09／2007—09在北京大学医学部中心实验室完成。材料：SD大鼠关节软骨细胞。方法：利用质脂体将筛选优化好的核因子κBp65特异性小于涉核糖核酸转染软骨细胞，特异性抑制核因子κBp65的表达，继而抑制肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的核因子κB的活性及基质金属蛋白酶9的表达。主要观察指标：利用电泳迁移率试验检测核因子κB的活性，反转录聚合酶链反应和蛋白质免疫印记法分析从信使核糖核酸和蛋白质两水平检测基质金属蛋白酶9的表达。结果：核因子κBp65特异性小干涉核糖核酸抑制核因子κBp65的表达，降低肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的核因子κB的转录活性，抑制肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的基质金属蛋白酶9的表达。 结论：在软骨细胞中核因子κBp65与肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β关系密切。     

核因子κBp65特异性小干涉核糖核酸抑制肿瘤坏死因子α及白细胞介素1β诱导的软骨细胞中基质金属蛋白酶9的表达

背景：小干涉核糖核酸是核糖核酸干涉的起始诱导物，在细胞内引起强烈的核糖核酸干涉，降解目的基因的信使核糖核酸，以控制目的基因表达。目的：利用核因子κBp65特异性小干涉核糖核酸抑制软骨细胞中肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的核因子κB的活性及其基质金属蛋白酶9的表达，观察在软骨细胞中核因子κBp65与细胞因子的关系。设计、时间和地点：单一样本观察．细胞学体外实验，于2006—09／2007—09在北京大学医学部中心实验室完成。材料：SD大鼠关节软骨细胞。方法：利用质脂体将筛选优化好的核因子κBp65特异性小于涉核糖核酸转染软骨细胞，特异性抑制核因子κBp65的表达，继而抑制肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的核因子κB的活性及基质金属蛋白酶9的表达。主要观察指标：利用电泳迁移率试验检测核因子κB的活性，反转录聚合酶链反应和蛋白质免疫印记法分析从信使核糖核酸和蛋白质两水平检测基质金属蛋白酶9的表达。结果：核因子κBp65特异性小干涉核糖核酸抑制核因子κBp65的表达，降低肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的核因子κB的转录活性，抑制肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的基质金属蛋白酶9的表达。 结论：在软骨细胞中核因子κBp65与肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β关系密切。     

维药买朱尼含药血清影响大鼠关节软骨细胞基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1的表达

背景:基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1的失衡是骨关节炎软骨降解的关键.目的:观察维药买朱尼对白细胞介素1β诱导的大鼠关节软骨细胞基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1表达的影响.方法:从1周龄SD大鼠关节中分离培养原代软骨细胞,鉴定后选用第2代细胞随机分为正常对照组、模型组、买朱尼组.模型组和买朱尼组用10 μg/L的白细胞介素1β干预24 h后,买朱尼组在此基础上加入体积分数10%的买朱尼含药血清,模型组加入正常大鼠血清,继续培养12,24,48 h进行实验.结果与结论:各组细胞培养48 h,RT-PCR检测发现体积分数10%的买朱尼含药血清可上调软骨细胞基质金属蛋白酶组织抑制因子1 mRNA的表达同时抑制基质金属蛋白酶1 mRNA的表达,但此作用在细胞培养的24,36 h时不明显.同时免疫荧光细胞化学染色也显示买朱尼含药血清可促进软骨细胞基质金属蛋白酶组织抑制因子1的表达.说明买朱尼可以调节白细胞介素1β诱导的大鼠关节软骨细胞基质金属蛋白酶1及其组织抑制因子1的表达,且此作用具有时间依赖性.     

一氧化氮合酶抑制剂对白细胞介素1β诱导软骨细胞增殖和基质金属蛋白酶表达的影响

目的:研究表明,白细胞介素1β对鼠肾细胞、心肌细胞和神经上皮细胞发挥抗增殖作用,但其是否可抑制人的软骨细胞增殖?这种抗增殖作用是否可被一氧化氮合酶抑制剂抑制尚不清楚.实验拟验证一氧化氮合酶抑制剂对人骨关节炎软骨细胞增殖及基质金属蛋白酶的影响.方法:选择2006-05/12在南方医科大学附属南方医院脊梓骨病科住院的膝骨关节炎患者8例.所有患者均符合1986年美国风湿病学会关于骨关节炎的临床诊断标准或临床及放射学诊断标准,排除其他疾病(创伤性、风湿性及感染性)所导致的骨关节炎.所有患者均在术前告知,并签有试验知情同意书.分离培养关节软骨细胞,将不同浓度(0,1,10,100 μg/L,其中0 μg/L作为对照)白细胞介素1β作用于骨关节炎软骨细胞24,48,72 h,一氧化氮合酶抑制剂氨基胍作为干扰因素,与白细胞介素1β共同作用72 h,收集细胞上清液,一氧化氮的表达量通过一氧化氮试剂盒检测,并作为检测一氧化氮合酶抑制剂活性的手段;四甲基偶氮唑盐法检测软骨细胞的增殖;xMAP技术检测软骨细胞基质金属蛋白酶1,基质金属蛋白酶3和基质金属蛋白酶9的表达.结果:①不同时间点1,10,100 μg/L白细胞介素1β组作用后的吸光度值与对照组相比,差异显著(JP＜0.05,P＜0.01);相同浓度白细胞介素1β在24,72h的吸光度值相比较,差异显著(P＜0.01).②白细胞介素1β和氨基胍(100 μmol/L)共同作用软骨细胞72 h后,各浓度组吸光度与白细胞介素1β组相比,差异显著(P＜0.01).③白细胞介素1β可促进软骨细胞一氧化氮的表达,并呈剂量依赖关系.④白细胞介素1β促进基质金属蛋白酶1和基质金属蛋白酶3的表达,与对照组相比,差异有显著性意义(P＜0.01),而软骨细胞基质金属蛋白酶9的表达在本实验中没有检测到.结论:白细胞介素1β可抑制软骨细胞增殖,诱导基质金属蛋白酶表达,这些影响可被氨基胍抑制,白细胞介素1β和氨基胍对软骨细胞的影响可能是通过一氧化氮途径发挥作用.     

基质金属蛋白酶和胶原在创伤关节软骨组织中的表达

背景：研究发现,基质金属蛋白酶和胶原参与关节软骨组织机体生理重建及病理破坏。目的：观察膝关节骨软骨缺损及表面软骨缺损动物模型关节软骨组织中胶原及基质金属蛋白酶的表达变化。方法：雌性SD大鼠48只随机分为3组：骨软骨缺损组在双膝关节制作骨软骨缺损模型,表面缺损组在双膝关节制作表面软骨缺损,对照组双膝关节制作关节囊切开。分别于术后4、8、12周取股骨髁标本,行苏木精-伊红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3的表达。结果与结论：骨软骨缺损组术后4周缺损中有少量新生组织生成,8及12周可见到纤维组织填充,修复组织细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,关节软骨组织中基质金属蛋白酶3表达增高。表面缺损组表面软骨缺损4及8周未见修复迹象,12周可见微量纤维组织填充,细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,术后表面缺损组关节软骨组织基质金属蛋白酶3表达增高。对照组关节软骨组织Ⅰ型胶原免疫组化染色阴性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,基质金属蛋白酶3低表达,无形态学异常改变。说明机械性损伤可以导致关节软骨细胞外基质成分发生改变,丧失其原有的生物学特性而退变,基质金属蛋白酶3在损伤后的软骨组织中表达增高,使细胞外基质的降解增加,是导致关节软骨退变的重要因素。     

降钙素对关节软骨细胞中β连环蛋白和分泌型frizzled相关蛋白1的影响

背景:研究表明降钙素具有抗骨吸收作用,对软骨有保护作用,但其具体机制尚不明确.目的:探讨降钙素是否通过Wnt/β信号通路对关节软骨细胞起保护作用.方法:分离培养雄性日本大耳白兔关节软骨细胞,随机分为对照组,白细胞介素1β组和降钙素组,后两组细胞于传代后的第2天加入白细胞介素1β(1×10-5g/L)模拟骨关节炎发生,降钙素组第4天换成含有降钙素的完全培养基.第6天采用免疫细胞化学法检测β连环蛋白的表达,以及实时荧光定量PCR法检测β连环蛋白与分泌型frizzled相关蛋白1 mRNA的表达.结果与结论:降钙素组β连环蛋白和mRNA的表达显著低于白细胞介素1β组(P<0.05);白细胞介素1β组β连环蛋白和mRNA的表达显著高于对照组(P<0.05).降钙素组分泌型frizzled相关蛋白1的mRNA表达显著高于白细胞介素1β组(P<0.05),白细胞介素1β组分泌型frizzled相关蛋白1 mRNA表达显著低于对照组(P<0.05).这些结果说明降钙素能抑制关节软骨细胞的进一步损伤,可能是通过Wnt/β连环蛋白信号通路对关节软骨细胞起保护作用.     

基质金属蛋白酶和胶原在创伤关节软骨组织中的表达

背景:研究发现,基质金属蛋白酶和胶原参与关节软骨组织机体生理重建及病理破坏.目的:观察膝关节骨软骨缺损及表面软骨缺损动物模型关节软骨组织中胶原及基质金属蛋白酶的表达变化.方法:雌性SD大鼠48只随机分为3组:骨软骨缺损组在双膝关节制作骨软骨缺损模型,表面缺损组在双膝关节制作表面软骨缺损,对照组双膝关节制作关节囊切开.分别于术后4、8、12周取股骨髁标本,行苏木精-伊红染色,免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶3的表达.结果与结论:骨软骨缺损组术后4周缺损中有少量新生组织生成,8及12周可见到纤维组织填充,修复组织细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,关节软骨组织中基质金属蛋白酶3表达增高.表面缺损组表面软骨缺损4及8周未见修复迹象,12周可见微量纤维组织填充,细胞外基质Ⅰ型胶原免疫组化染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阴性,术后表面缺损组关节软骨组织基质金属蛋白酶3表达增高.对照组关节软骨组织Ⅰ型胶原免疫组化染色阴性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性,基质金属蛋白酶3低表达,无形态学异常改变.说明机械性损伤可以导致关节软骨细胞外基质成分发生改变,丧失其原有的生物学特性而退变,基质金属蛋白酶3在损伤后的软骨组织中表达增高,使细胞外基质的降解增加,是导致关节软骨退变的重要因素.     

骨髓间质干细胞体外分化软骨细胞的实验研究

目的：应用转化型生长因子TGF-β1，体外诱导骨髓间质干细胞（MSCs）向成软骨细胞表型分化，探讨其作为组织工程化软骨种子细胞的可行性。方法：由大鼠骨髓中分离出MSCs，体外传代培养，取第3代细胞通过TGF-β1、地塞米松和维生素C诱导向软骨细胞分化。诱导后14d观察细胞形态变化，进行阿辛蓝染色检测软骨基质的分泌、免疫组化检测细胞Ⅱ型胶原的表达。采用Western-blot和RT-PCR检测诱导前后成软骨相关的SOX9、蛋白聚糖与Ⅱ型胶原的表达。结果：诱导后阿辛蓝染色示糖胺聚糖均匀分布于基质中，免疫组化染色示基质中Ⅱ型胶原表达阳性。RT-PCR检测示成软骨相关的SOX9、蛋白聚糖、Ⅱ型腔原mRNA表达阳性。Western-blot印迹检测示细胞诱导后Ⅱ型胶原蛋白表达阳性。结论：MSCs在特定培养液的诱导下可向软骨细胞表型分化．并能分泌软骨细胞特异性基质．可成为软骨组织工程理想的种子细胞来源。     

人参皂苷Rg1对软骨细胞Ⅱ型胶原表达的影响

背景：人参是具有抗炎、抗应激、调节免疫等广泛药理学活性的中草药,其主要药理活性成分是人参皂苷,而Rg1是含量较多的活性成分。目的：探讨人参皂苷Rg1对白细胞介素1β诱导的人骨关节炎模型中软骨细胞Ⅱ型胶原及环氧合酶2mRNA表达的影响。方法：取因骨关节炎接受全膝关节置换患者的膝关节软骨进行体外培养,取第2代体外培养的软骨细胞,CCK-8检测0．001,0．01,0．1,1,10,100mg／L人参皂苷Rg1对软骨细胞增殖率的影响。再将第2代体外培养的关节软骨细胞,随机分为空白组、对照组和实验组,分别加入DMEM培养液、10μg／L白细胞介素1β,10μg／L白细胞介素1β＋0．1,1,10,100mg／L人参皂苷Rg1,培养24h后反转录PCR检测各组细胞中Ⅱ型胶原和环氧合酶2mRNA的表达。结果与结论：与对照组相比,人参皂苷Rg1质量浓度为0．001,0．01,0．1,1mg／L时促进软骨细胞的增殖作用不明显,差异无显著性意义（P〉0．05）;当人参皂苷Rg1质量浓度为10,100mg／L时,促进软骨细胞的增殖作用明显（P〈0．05）。与空白组相比,对照组的软骨细胞Ⅱ型胶原的mRNA表达明显下降,而环氧合酶2mRNA表达明显升高（P〈0．05）;与对照组相比,联合加入人参皂苷Rg1质量浓度为0．1和1mg／L时,人软骨细胞中Ⅱ型胶原和环氧合酶2mRNA表达没有明显变化（P〉0．05）;而联合加入人参皂苷Rg1质量浓度为10和100mg／L时,人软骨细胞中Ⅱ型胶原mRNA表达增加,而环氧合酶2mRNA表达降低（P〈0．05）。说明一定浓度的人参皂苷Rg1可以拮抗白细胞介素113引起的人软骨细胞中Ⅱ型胶原的mRNA表达的降低和环氧合酶2mRNA表达的升高。     

维药买朱尼对关节软骨前炎性因子的影响

背景：骨关节炎病理过程中,白细胞介素1β被认为是促进软骨基质降解和关节软骨破坏的最重要的细胞因之一。目的：观察白细胞介素113在关节软骨中的表达,并观察维药买朱尼对其的影响。方法：将40只SD大鼠随机数字表法随机等分为模型对照组、维药买朱尼组、假手术组、正常对照组。模型对照组和维药买朱尼组采用改良Hulth造模法建立大鼠膝骨关节炎模型,假手术组仅显露膝关节,不切断韧带,不切除内侧半月板。维药买朱尼组建模第2周开始灌胃维药买朱尼10．31mg／（kg·d）,模型组及假手术组大鼠均灌服等量生理盐水,连续4周。结果与结论：模型组软骨退变程度明显重于维药买朱尼组,模型组软骨大体评分及Mankin评分均明显高于维药买朱尼组（P〈0．05）,模型组软骨细胞白细胞介素1β的表达强度亦明显高于维药买朱尼组（P〈0．05）。与正常对照组比较,假手术组软骨大体评分、Mankin评分及软骨细胞白细胞介素1β差异无显著性意义（P〉0．05）。结果说明,维药买朱尼可以抑制关节软骨前炎性因子白细胞介素1β的表达。     

软骨损伤后基质细胞衍生因子1的表达

背景：研究表明基质细胞衍生因子1对骨髓间充质干细胞的迁移、聚集有影响。目的：观察软骨损伤后不同时间损伤修复区组织基质细胞衍生因子1的表达以及与骨髓间充质干细胞迁移的关系。方法：建立兔软骨损伤模型,分别于建模后2,5,7,10,14,28d取损伤灶及边缘区组织,检测基质细胞衍生因子1表达和体外细胞迁移实验,观察基质细胞衍生因子1对骨髓间充质干细胞、软骨细胞的迁移影响。结果与结论：基质细胞衍生因子1的表达呈现出时间变化的趋势,软骨损伤后第7天达到高峰（P〈0.05）。体内移植的骨髓间充质干细胞主要聚集在软骨损伤灶周围,但在封闭CXC趋化因子受体4后,此聚集现象逐渐减弱（P〈0.05）。结果证实,局部组织中基质细胞衍生因子1的表达在软骨损伤早期明显升高,对骨髓间充质干细胞向软骨损伤修复区迁移有重要作用。     

低强度脉冲超声介导威灵仙干预兔膝关节软骨细胞增殖及Ⅱ型胶原和转化生长因子β1的表达

背景：研究显示威灵仙可促进软骨细胞增殖,维持和促进软骨细胞合成蛋白多糖和Ⅱ型胶原;低强度脉冲超声能有效促进软骨细胞增殖、提高细胞膜的通透性,促进药物或基因的传递,从而提高药物的生物学效应。目的：观察低强度脉冲超声介导威灵仙对体外培养的兔膝关节软骨细胞增殖、Ⅱ型胶原及转化生长因子β1表达的影响,探讨低强度脉冲超声介导威灵仙在软骨损伤修复中的作用及机制。方法：体外分离培养兔膝关节软骨细胞,取处于对数生长期的2代细胞,随机分为4组：对照组,低强度脉冲超声组,威灵仙组,威灵仙＋低强度脉冲超声组,干预3 d后分别采用CCK-8比色法检测软骨细胞增殖情况,细胞化学染色法分析Ⅱ型胶原分泌情况及Western blot检测转化生长因子β1的表达情况。结果与结论：干预培养3 d后,与对照组比较,其他3组细胞数量均显著增加（P〈0.05）,威灵仙＋低强度脉冲超声组细胞数量最多;威灵仙＋低强度脉冲超声组软骨细胞Ⅱ型胶原表达面积、吸光度值均显著大于对照组（P〈0.05）,且其差值大于低强度脉冲超声组、威灵仙组与对照组差值之和;威灵仙＋低强度脉冲超声组转化生长因子β1表达水平显著,其相对灰度值显著高于其他各组（P〈0.05）。结果提示低强度脉冲超声、威灵仙均可促进体外培养兔膝关节软骨细胞增殖及Ⅱ型胶原、转化生长因子β1的分泌,二者联用具有一定的协同作用。     

兔关节软骨接受体外冲击波治疗后细胞增殖及Ⅱ型胶原的表达

背景：关节软骨损伤后自身修复能力有限,体外冲击波可能提供一种高质量的修复关节软骨损伤并达到很好远期疗效的方法。目的：探讨体外冲击波对兔关节软骨细胞增殖及Ⅱ型胶原蛋白表达的影响。方法：酶消化法获得正常兔膝关节软骨细胞,培养并传代,实验A、B、C组分别用0.5×105,1.5×105,2.5×105Pa等3种强度能量体外冲击波干预,空白对照组无任何干预措施。结果与结论：细胞生长曲线在第6天实验B组显著高于其他各组（P〈0.05）;ELISA法检测实验B组Ⅱ型胶原A值与其他各组相比,显著升高（P〈0.05）;RT-PCR法检测实验B组Ⅱ型胶原表达明显增强,与其他各组相比差异有显著性意义（P〈0.05）。提示适当能量强度及频次的体外冲击波刺激,能够明显促进软骨细胞的增殖及Ⅱ型胶原表达。     

低氧对脂肪干细胞和关节软骨细胞三维共培养成软骨能力的影响

背景：多项体内外研究表明低氧和共培养均促进干细胞向软骨细胞方向分化。目的：观察低氧对脂肪干细胞和关节软骨细胞三维共培养成软骨能力的影响。方法：脂肪干细胞和关节软骨细胞二者按3∶1比例混合,以5×1010 L-1接种于聚乳酸-羟基乙酸共聚物/明胶支架上,分别在常氧（体积分数为20%O2）、低氧（体积分数为5%O2）环境下培养6周。苏木精-伊红染色进行组织学分析,阿尔新蓝染色鉴定糖胺多糖的合成,免疫组化鉴定Ⅱ型胶原的表达,并测定各组支架-细胞复合物的DNA、糖胺聚糖、羟脯氨酸含量。结果与结论：低氧组苏木精-伊红染色显示大量细胞及细胞外基质生成,阿尔新蓝染色显示有大量糖胺多糖生成,免疫组化显示Ⅱ型胶原表达强阳性,且DNA、糖胺聚糖、羟脯氨酸等各项指标均高于常氧组。表明低氧促进脂肪干细胞和关节软骨细胞共培养成软骨分化。     

自组装短肽水凝胶体外三维培养兔关节软骨细胞

背景:自组装短肽是人工设计合成的一类新型纳米生物材料,与软骨细胞复合培养后如能促进细胞基质的分泌,细胞分裂增殖及细胞表型的维持,将有可能成为一种较理想的细胞支架应用在软骨组织工程中。目的:观察兔关节软骨细胞在纳米自组装短肽KLD-12水凝胶中三维培养的生物学特性。设计、时间及地点:观察性实验,于2007-11/2008-04在四川大学纳米生物医学技术与膜生物学研究所实验室完成。材料:纳米短肽KLD-12序列为:Ac-KLDLKLDLKLDL-CONH2,由上海波泰生物公司合成。方法:取新西兰兔关节软骨,通过酶消化法获取软骨细胞,体外培养2代后以5×109L-1的密度接种于4g/L的自组装短肽KLD-12溶液中,用磷酸盐缓冲液诱导成胶后进行三维培养。主要观察指标:①通过倒置相差显微镜观察软骨细胞在纳米短肽水凝胶中的形态。②用甲苯胺蓝染色,免疫组化检测细胞外基质分泌情况。③反转录-聚合酶链反应检测软骨细胞黏多糖、前Ⅱ型胶原、前Ⅰ型胶原基因的表达情况。结果:①兔关节软骨消化分离的软骨细胞成活率达95%以上。②软骨细胞在纳米短肽水凝胶中体外培养时,细胞生长旺盛、增殖活跃,细胞为圆形聚集成团状或岛状,细胞团周围有类似的软骨陷窝形成。③甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫组化均呈阳性,细胞基质中黏多糖、Ⅱ型胶原含量随培养时间延长逐渐增加。④反转录-聚合酶链反应结果显示软骨细胞在纳米短肽水凝胶经过3周体外培养一直保持了分泌黏多糖及表达Ⅱ型胶原的能力。结论:自组装短肽KLD-12三维水凝胶能较好维持软骨细胞正常形态、功能和增殖能力。     

体外传代培养兔关节软骨细胞的去分化现象

背景：兔是软骨组织工程研究中应用非常广泛的实验动物模型,关节软骨细胞的去分化现象已经被广泛认可.目的：观察体外传代培养过程中兔关节软骨细胞的去分化现象.方法：将从新西兰大白兔膝关节分离获取的原代软骨细胞进行传代培养至第7代,对细胞生长、形态、基质分泌以及基因表达等方面分别采用细胞计数,显微镜观察,F机动蛋白染色、番红O染色,糖胺聚糖定量测定以及半定量聚合链式反应进行鉴定和比较.结果与结论：光学显微镜下,兔关节软骨细胞在体外传代培养过程中细胞形态由小且圆形或多角形,逐步转变大且为成纤维细胞样的梭形形态,对F机动蛋白的染色进一步佐证了这样的形态变化.细胞计数结果表明,细胞增殖能力随代次增加显著下降,特别是第3代以后的软骨细胞基本无明显增殖;经过番红 O 染色以及定量测定糖胺聚糖的含量,发现软骨特性胞外基质分泌量从第2代细胞开始就呈现显著的降低.半定量聚合链式反应检测结果表明,随着传代次数的增加,特别是第3代以后,软骨相关特征分子（包括Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖、软骨寡聚基质蛋白和SOX9等）基因表达水平下调;而与去分化相关的特征分子Ⅰ型胶原和多能蛋白聚糖基因表达水平上调,同时,细胞表面分子CD90基因表达上调,而CD14基因表达未见明显变化.结果证实,兔软骨细胞在体外传代过程中可出现快速地去分化现象,呈现出特征基因表达水平的变化,第3代以内的软骨细胞适合应用于软骨组织再生修复.