Y-27632 对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

目的探讨Rho A/ROCK通路特异性阻断剂Y-27632对小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖及成骨分化的影响。方法自小鼠股骨、胫骨骨髓腔分离培养小鼠骨髓单个核细胞,流式细胞仪细胞表面标记检测及细胞成骨、成脂、成软骨三系分化鉴定小鼠骨髓单个核细胞。将第3代小鼠骨髓间充质干细胞随机分为2组,单纯成骨诱导液对照组、Y-27632干预组。分别于细胞培养后1d、2d、3d、4d收集细胞,噻唑蓝(Methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide,MTT)比色法观察BMSCs增殖能力;成骨诱导后7 d、14 d收集细胞,可见光比色法检测碱性磷酸酶(ALP)变化;成骨诱导后24h收集细胞,western blot法检测Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1(Rho associated coiled-coil-containing protein kinases1,ROCK1)的表达。结果流式细胞术细胞表面标志检测及成骨、成脂、成软骨三系分化鉴定均证实我们所获细胞为BMSCs。与对照组相比,Y-27632能促进BMSCs增殖,差异具有统计学意义(P0.05);Y-27632能降低ALP表达,差异具有统计学意义(P0.05);Y-27632能明显阻断ROCK1的表达,差异具有统计学意义(P0.05)。结论 Y-27632阻断Rho A/ROCK信号通路可以促进BMSCs增殖,抑制BMSCs成骨分化。     

体外负压培养对骨髓间充质干细胞成骨活性的影响

目的：探讨体外负压培养对骨髓间充质干细胞（bone marrow derived stroma cells,BMSCs）成骨活性的影响。方法：取第3代BMSCs分为实验组和对照组,实验组进行间歇性负压培养,设置压力为17kPa,每次30min,每日4次,干预2周;对照组于普通CO2培养箱中常规培养。倒置显微镜下观察细胞形态,检测ALP活性,免疫组织化学检测Ⅰ型胶原的表达,RT-PCR检测2周后以及终止负压后1、2、3d骨保护素（osteoprotegerin,OPG）mRNA和骨保护素配体（osteoprotegerin ligand,OPGL）mRNA表达水平。结果：诱导2周后,BMSCs呈现出显著的成骨细胞特性,与对照组比较,ALP活性显著增加,Ⅰ型胶原表达阳性,实验组细胞OPG mRNA表达水平显著提高,OPGL mRNA表达水平显著降低,且差异均有统计学意义（P〈0.05）。负压终止后3d,两组细胞OPG mRNA和OPGL mRNA表达水平差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：体外负压培养可以提高BMSCs成骨活性。     

低氧与低氧模拟剂对BMSCs成骨分化影响的对比研究

目的对比低氧培养与常氧条件下低氧模拟剂二甲基乙二酰基甘氨酸(dimethyloxalylglycine,DMOG)对小鼠BMSCs成骨分化的影响。方法原代分离培养健康3~4周龄昆明小鼠BMSCs,采用流式细胞术对细胞CD29、CD44、CD90、CD34表面标志进行检测,行成骨、成脂、成软骨诱导分化染色鉴定。取第3代BMSCs分为对照组(A组,常氧条件下培养)、低氧培养组(B组,1%O2低氧条件下培养)及DMOG干预组(C组,常氧条件下加入0.5 mmol/L DMOG培养)。分别于培养1、2、3、4 d采用MTT法检测BMSCs增殖情况,7、14 d检测ALP含量,24 h后采用Western blot法检测低氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor,HIF-1α)蛋白表达,3、7 d采用实时荧光定量PCR检测RUNX2、Osterix基因表达,21 d行茜素红染色观察。结果 BMSCs流式细胞术表面标志鉴定示CD29(+)、CD44(+)、CD90(+)、CD34(-);成骨、成脂、成软骨诱导分化后茜素红染色、油红O染色及甲苯胺蓝染色均呈阳性。MTT法检测示,培养1 d,3组细胞增殖比较差异无统计学意义(P0.05);2、3、4 d,与A组比较,C组均抑制细胞增殖,但差异无统计学意义(P0.05);而B组则促进细胞增殖,差异有统计学意义(P0.05)。培养各时间点,B、C组ALP含量、HIF-1α蛋白相对表达量及RUNX2、Osterix基因相对表达量均显著高于A组,ALP含量及RUNX2、Osterix基因相对表达量C组高于B组,而HIF-1α蛋白相对表达量B组高于C组,差异均有统计学意义(P0.05)。培养21 d茜素红染色示,A组可见少许结节状红染物质,B组可见中等量红染物质,而C组可见大量红染物质。结论低氧能明显促进BMSCs增殖,DMOG对BMSCs增殖无明显影响;低氧与DMOG均能促进BMSCs成骨分化,且DMOG促BMSCs成骨分化能力更强。     

VEGF165过表达对BMP2成骨细胞分化影响的实验研究

[目的]探讨腺病毒转染血管内皮生长因子165(vascular endothelial growth factor 165,VEGF165)对骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein 2,BMP2)促成骨细胞分化的抑制性作用研究。[方法]采用密度梯度离心法分离兔骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs),取第3代BMSCs进行细胞表型鉴定并作为细胞实验对象,使用Ad-BMP2和Ad-BMP2-VEGF165载体体外转染BMSCs,倒置荧光显微镜下观察GFP表达变化;同时ELISA和Western blot检测BMP2和VEGF165蛋白的表达。然后,应用成骨细胞诱导培养液定向诱导BMSCs向成骨细胞分化。实验分3组:Ad-BMP2-VEGF165转染BMSCs组(Ad-BMP2-VEGF165组),AdBMP2转染BMSCs组(Ad-BMP2组),BMSCs组(对照组)。分别在成骨细胞诱导培养后7、14、21 d,通过Real-time PCR分析ALP和OC mRNA相对表达水平和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定、骨钙素(Osteocalcin,OC)免疫组化染色来评价各组BMSCs成骨分化潜能的影响。[结果]第3代细胞表面高表达CD29(99.82%)、CD44(94.14%),低表达CD14(3.11%)、CD34(0.34%);腺病毒转染后第5 h BMP2和h VEGF165蛋白水平表达最高;成骨细胞诱导培养14和21 d后,Ad-BMP2组成骨相关基因表达、OC免疫组化和ALP活性表达最高,结果与其他两组相比较差异具有统计学意义(P<0.05);而对照组表达最弱,与Ad-BMP2-VEGF165组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。[结论]腺病毒载体Ad-BMP2与Ad-BMP2-VEGF165转染BMSCs后,均具有明显促进BMSCs体外诱导成骨细胞分化潜能,但Ad-BMP2诱导作用更为显著,同时说明VEGF165可能对BMSCs成骨细胞分化起抑制作用。     

镁合金对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响研究

目的：探讨镁合金对人骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖及成骨分化的影响。方法抽取人骨BMSCs并予以鉴定;采用AZ31B镁合金浸提液培养人BMSCs 1、3、5、7 d,以普通培养基为对照组,CCK-8法检测细胞增殖活性;应用浸提液培养人BMSCs,诱导分化后检测成骨分化相关基因（COLⅠ、ALP、OPN）的表达。另设置调节pH值AZ31B组（pH-AZ31B组）,以观察pH值变化对实验结果的影响。结果 BMSCs表达CD34（-）、CD45（-）、CD44（＋）、CD73（＋）、CD90（＋）、CD105（＋）。浸提液培养1、3、5、7 d,AZ31B组细胞相对增殖率低于对照组（P＜0.05）,毒性评级为2级;对照组和pH-AZ31B组细胞活性较好,两组细胞相对增殖率比较,差异无统计学意义（P ＞0.05）。AZ31B组COLⅠ基因表达量与对照组比较,差异无统计学意义（P ＞0.05）;AZ31B组ALP基因表达量较低（P＜0.05）,pH-AZ31B组与对照组无显著差异（P＞0.05）;AZ31B组OPN基因表达量在诱导分化后6 d、12 d显著高于对照组（P＜0.05）,pH-AZ31B组与对照组无显著差异（P＞0.05）。结论镁合金对BMSCs增殖及成骨分化无不良影响,其影响可能与浸提液pH值的变化有关。     

改良复合磷酸钙骨水泥诱导分化成骨作用的体外研究

目的 通过体外实验观察兔骨髓基质干细胞(BMSCs)与改良复合磷酸钙骨水泥(BCPC)共培养的生物相容性及诱导成骨活性,探讨其可能的机制.方法 配制相同大小规格的BCPC及普通磷酸钙骨水泥(CPC)块,实验分为4组:空白对照组(不加载体)、普通CPC组、BCPC组、加BMP组(加BMP的BCPC).将各组材料与兔BMSCs复合培养,倒置显微镜下观察细胞生长情况,进行细胞计数,碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测细胞合成ALP活性变化,扫描电镜观察细胞在材料表面的生长及长入情况,real-time PCR检测成骨及成软骨相关基因mRNA表达情况并比较表达差别.结果 复合培养后倒置显微镜观察各组细胞与载体边缘接触良好,各组细胞增殖差异无统计学意义(P＞0.05);扫描电镜观察细胞在BCPC表面生长增殖良好,逐渐伸出伪足并长入材料孔隙;复合培养7 d后,BCPC组及加BMP组比CPC组和空白对照组表达更高的ALP活性,差异有统计学意义(P＜0.05);复合培养第10天,BCPC组及加BMP组分别与CPC组及空白对照组比较,其成骨及成软骨相关基因mRNA表达差异有统计学意义(P＜0.05).结论 配制的BCPC具有良好的生物相容性和一定的成骨诱导能力,其疏松的结构及更大的孔径适宜细胞长入材料内部.     

荧光微球体外标记大鼠BMSCs的初步研究

目的通过检测荧光微球655(quantum dot655,QD655)标记SD大鼠BMSCs的体外细胞毒性、细胞增殖、细胞贴附性以及标记率,探讨QD655标记BMSCs及其示踪的可行性。方法收集2周龄健康SD大鼠股骨和胫骨骨髓,贴壁培养BMSCs。取第3代BMSCs采用QD655标记作为实验组,以未标记BMSCs作为对照组,采用锥虫蓝拒染法检测细胞存活率,MTT法观察QD655对细胞增殖性的影响;取实验组BMSCs向成骨诱导分化培养2周,采用茜素红、ALP染色定性鉴定细胞成骨分化能力,实时荧光定量PCR鉴定标记对细胞成骨分化的影响;分别在标记后即刻、1、2、4、6周采用荧光显微镜动态检测实验组BMSCs阳性标记率;扫描电镜观察实验组细胞在胶原/生物活性玻璃复合材料上的贴附性。结果实验组与对照组细胞存活率均90%,比较差异无统计学意义(P0.05);培养1、3、5、7、9d,两组细胞增殖率比较差异均无统计学意义(P0.05)。实验组BMSCs经成骨诱导分化2周后,茜素红及ALP染色均呈阳性,实时荧光定量PCR检测实验组BMSCs的骨桥蛋白、骨钙素、Ⅰ型胶原、ALP、BMP-2 mRNA较对照组成倍数高表达。实验组BMSCs标记后即刻阳性标记率达96.50%±1.59%,随着标记时间延长标记率下降,标记后1、2、4、6周标记率分别为93.30%±1.51%、72.40%±2.90%、40.10%±3.60%、10.00%±1.70%,对照组各时间点阳性标记率均为0。扫描电镜观察示实验组标记后细胞和材料贴附良好。结论 QD655对大鼠BMSCs标记时间长,标记率及安全性高,是一种良好标记物。     

KLD-12多肽/重组人BMP-2凝胶诱导兔BMSCs成骨活性的实验研究

目的探讨KLD-12多肽复合重组人BMP-2(recombinant human BMP-2,rhBMP-2)诱导兔BMSCs成骨活性的影响。方法取3月龄新西兰大白兔骨髓,采用密度梯度法分离培养BMSCs。取第3代BMSCs分别采用KLD-12多肽/rhBMP-2凝胶三维培养(实验组)和KLD-12多肽凝胶培养(对照组)。培养7 d倒置相差显微镜下观察实验组细胞在凝胶内的形态;3、7、10、14、21 d检测两组细胞培养基中ALP及骨钙蛋白含量;培养14 d两组行Ⅰ型胶原免疫荧光染色观察,实时荧光定量PCR检测Ⅰ型胶原和骨钙蛋白基因相对表达量。结果倒置相差显微镜下观察,培养7 d实验组及对照组凝胶内BMSCs呈圆形,分布均匀。两组培养3、7 d时ALP表达量及骨钙蛋白含量比较差异无统计学意义(P0.05),10~21 d实验组以上指标均明显高于对照组(P0.05)。培养14 d,激光共聚焦显微镜观察示,实验组Ⅰ型胶原免疫荧光染色阳性,且荧光强度较对照组高;实时荧光定量PCR检测实验组Ⅰ型胶原、骨钙蛋白基因相对表达量均显著高于对照组,比较差异有统计学意义(t=15.902,P=0.000;t=12.998,P=0.000)。结论 BMSCs在KLD-12多肽内正常生长并增殖,KLD-12多肽/rhBMP-2凝胶诱导BMSCs向成骨细胞分化的生物活性良好。     

含锶羟基磷灰石浸提液诱导骨髓基质干细胞成骨分化的研究

目的 探讨含锶羟基磷灰石(Sr-HA)对骨髓基质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响.方法 从2只SD雄性大鼠双侧股骨、胫骨提取BMSCs.用含锶量分别为摩尔百分比为10%Sr-HA(A组)、5%Sr-HA(B组)、1% Sr-HA(C组)及不含锶的HA(D组)生物陶瓷粉末制备浸提液培养大鼠BMSCs.在培养的1、3、5、7、10 d检测各组BMSCs的增殖情况,于诱导培养后6、9、12及15 d检测各组BMSCs的碱性磷酸酶(ALP)活性,于诱导培养后3、6、9及12 d检测各组BMSCs的核心结合因子α1(Cbfα1)基因表达.结果 A、B、C、D组细胞培养1、3、5、7、10 d四甲基偶氮唑盐(MTT)检测结果显示:各组间吸光度值差异均无统计学意义(P＞0.05),但同一组内不同时间点的吸光度值差异均有统计学意义(P＜0.05).细胞培养6 d时A、B、C、D组的ALP活性OD值分别为(0.061±0.005)、(0.058±0.003)、(0.056±0.005)、(0.055±0.005),从6 d起A组和B组ALP活性均显著高于C、D组,差异有统计学意义(P＜0.05).细胞培养9和12 d时各组Cbfα1 mRNA相对表达量两两比较差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 HA中含锶量对BMSCs增殖无明显影响,但能促进BMSCs的成骨分化.     

GLP-1对GK糖尿病大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化能力的影响

目的 观察胰高血糖素样肽-l( Glucagon-like peptide-I,GLP-l)对Goto-Kakizaki鼠骨髓间充质干细胞（Bone marrow stromal cell,BMSCs)成骨分化能力的影响,并讨探其可能作用机制。方法 贴壁法取8周龄GK鼠BMSCs,逆转录PCR法验证BMSCs表达GLP-1受体,MTT法筛选GLP-1对GK鼠BMSCs的最佳刺激浓度,选取该浓度干预GK鼠BMSCs,观察其成骨分化相关指标：第7 d、14 d测定碱性磷酸酶活性,第14d应用实时定量PCR检测ALP、RUNX2、OCN、Smad1、β-catenin、OPG和 RANKL的表达。结果 1. GK鼠BMSCs中存在GLP-1受体;2. 20 nmol/L的GLP-1对细胞刺激作用最佳;3.成骨诱导后ALP 活性升高。成骨诱导7 d,诱导组和GLP-1干预组的ALP活性相对于对照组均明显升高(P <0. 05);成骨诱导14 d,诱导组和 GLP-1干预组的ALP活性进一步升高（与自身7d时相比,P <0.05),且均高于对照组(P <0. 05); GLP-1干预组ALP活性在第 7d时稍高于诱导组(P >0. 05),第14d时明显高于诱导组(P <0. 05) ;4.与正常成骨诱导组相比,GLP-1干预组ALP和RUNX 2表达量均明显增加(P <0.5),OCN的表达量增加,但无统计学意义。GLP-1干预组表达Smad1减少（P > 0. 05),β-catenin 明显增多（P <0.05)。GLP-1干预组表达 OPG增加（P >0.05),RANKL 减少（P <0. 05),OPG/RANKL 升高（P <0.05)。结论 1. GK鼠BMSCs上存在GLP-1受体;2. GLP-1可促进GK鼠BMSCs向成骨细胞分化,并调节Wnt通路部分基因的表达及OPG/RANK/RANKL轴的动态平衡。     

骨碎补促进骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化

[目的]研究骨碎补对骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖与成骨分化的影响。[方法]40只SD大鼠随机分为4组,包括空白对照组和3个处理组,空白对照组给予生理盐水,而3个处理组分别给予高、中、低浓度骨碎补水煎液连续灌胃3个月。给药期满后,取各组动物骨髓体外培养,全骨髓贴壁法纯化培养BMSCs,第三代BMSCs作为检测细胞。CCK-8法分析不同浓度的骨碎补水煎液对BMSCs增殖的作用。采用ALP试剂盒测定BMSCs成骨诱导后ALP活性,茜素红染色观察钙化结节情况,并测定成骨细胞相关RUNX2和Osterix及OCN mRNA的表达情况,以评估骨碎补对BMSCs成骨分化的影响。[结果]CD90和CD45细胞免疫荧光显色证实所培养细胞为BMSCs。CCK-8法检测显示骨碎补能够促进BMSCs增殖,并呈剂量依赖性,3个处理组与空白对照组间的差异具有统计学意义(P0.05)。在成骨诱导培养基中培养后,3个处理组间培养液上清ALP活性呈剂量依赖性增高,并伴有培养皿茜素红染色观察钙化结节的相应增多,与空白对照组间的差异具有统计学意义(P0.05)。此外,相应的RUNX2和Osterix及OCN的表达也呈骨碎补剂量依赖性增加,3个处理组与空白对照组间的差异具有统计学意义(P0.05)。[结论]骨碎补能够促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化。     

辛伐他汀对幼鼠骨小梁中骨形成相关因子表达以及BMSCs成骨分化的影响

目的既往研究表明辛伐他汀具有促成骨作用,现探讨辛伐他汀对幼鼠骨小梁中骨形成相关因子表达以及BMSCs成骨分化的影响。方法 40只1周龄雄性SD大鼠,体重17.5～19.5 g,随机分为2组,每组20只。实验组于大鼠颈部皮下注射辛伐他汀注射液[5 mg/(kg.d)],对照组同法注射等剂量生理盐水。于注射后1、3周,两组分别脱颈处死10只大鼠,采用免疫组织化学染色检测胫骨上端骨小梁BMP-2、基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP-13)、VEGF的表达情况。注射后1、3周,两组分别取大鼠双侧股骨,采用全骨髓培养法体外分离培养BMSCs,取第1代BMSCs成骨诱导培养,培养后14 d行ALP染色,培养后21 d采用实时荧光定量PCR检测BMP-2、Runx2、Osterix、Msx2、Dlx3、Dlx5 mRNA的表达,培养后28 d行von Kossa染色。结果免疫组织化学染色示注射后1、3周两组胫骨上端骨小梁BMP-2、MMP-13、VEGF表达,差异均无统计学意义(P>0.05)。成骨诱导培养14 d,注射后1、3周两组ALP染色阳性细胞百分比差异均无统计学意义(P>0.05);成骨诱导培养21 d,实时荧光定量PCR检测示注射后1、3周两组BMP-2、Runx2、Osterix、Dlx3、Dlx5、Msx2 mRNA表达水平比较差异均无统计学意义(P>0.05);成骨诱导培养28 d,注射后1、3周两组钙结节单位面积比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论皮下注射辛伐他汀5 mg/(kg.d)后1、3周对幼鼠骨小梁中骨形成相关因子表达以及BMSCs成骨分化无明显影响。     

人骨膜细胞体外成骨分化的基因表达和功能检测

目的 探讨并鉴定骨膜细胞经骨形成蛋白7(BMP7)诱导分化为成骨细胞的基因表达和细胞功能.方法 成人胫骨骨膜常规体外细胞培养法,分实验组和对照组,分别加入BMP7加成骨辅助剂和单纯成骨辅助剂进行体外培养.CCK-8法检测细胞增殖活性,第5、10、15和20天分别采用Real Time-PCR检测骨钙素基因表达,ELISA法检测上清液碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)及骨桥蛋白(osteopontin,OPN)的水平,甲苯胺蓝染色检测糖胺聚糖(GAG),Real Time-PCR检测Ⅱ型胶原基因,比色法检测细胞ALP活性,ALP染色法检测ALP,Yon Kossa染色法检测钙结节.结果 两组骨钙素基因表达及上清液ALP、骨钙素、骨桥蛋白的含量均增高,实验组与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).两组细胞的ALP和钙结节染色阳性率增高,实验组与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).甲苯胺蓝染色阳性率及Ⅱ型胶原基因表达表现为先高后低,实验组与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).结论 骨膜细胞在BMP7诱导下体外大量增殖和分化成骨,表达出明显的成骨特异基因,并具有合成分泌成骨特异蛋白的功能;成骨化过程中,除直接分化成骨外,还存在部分细胞先经软骨形成再钙化成骨的现象;经骨膜细胞-BMP7途径在体外获取大量成骨细胞可用于组织工程的体外构骨及临床应用.     

成骨细胞特异性钙黏蛋白涂布脱钙骨基质材料对BMSCs黏附及成骨分化能力的影响

目的 探讨成骨细胞特异性钙黏蛋白(cadhefin ectodomain Ⅱ,Cad-Ⅱ)涂布于同种异体脱钙骨基质材料(freeze-dried demineralized bone matrix,FDBM)对兔BMSCs黏附、增殖及成骨分化能力的影响.方法 取4周龄日本大耳白兔10只,体重0.61～0.88 kg,雌雄不限,常规分离培养BMSCs.取第2代BMSCs(细胞密度1×106个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合,行MTT检测细胞增殖能力,细胞黏附实验检测细胞上架率和上架数,倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察细胞生长情况.另取第2代BMSCs(细胞密度5×105个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合培养,行ALP活性检测和骨钙素免疫组织化学染色观察细胞成骨分化情况.结果 MTT检测发现BMSCs在经Cad-Ⅱ修饰的支架材料上能正常增殖,但与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05).实验组细胞上架率为87.41%±5.19%,明显高于对照组35.56%±0.75%(P<0.01);对照组每片材料细胞上架数平均为2.6×104个,实验组平均高达5.0×105个,明显多于对照组(P<0.05).倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察均显示实验组支架上黏附细胞数量明显多于对照组.成骨诱导培养7 d,实验组和对照组细胞均可表达骨钙素,具有成骨细胞表型;培养14 d,实验组和对照组ALP活性分别为29.33±1.53和18.31±1.32,骨钙素免疫组织化学染色阳性率分别为83%±7%和56%±7%,两组比较差异均有统计学意义(P<0.01);与同组7、21 d比较差异有统计学意义(P<0.01),7 d与21 d组间及组内比较差异均无统计学意义(P>0.05).结论 Cad-Ⅱ修饰的FDBM对BMSCs增殖无明显促进作用,但能提高细胞黏附性,并促进BMSCs向成骨细胞分化.     

异体冻干颗粒骨复合骨髓基质干细胞源性成骨细胞体外生物相容性研究

[目的]评价异体冻干颗粒骨体外生物相容性,为其作为骨组织工程支架材料的临床应用提供实验依据。[方法]4周龄SD大鼠,雌雄不限,采用全骨髓贴壁法体外培养骨髓基质干细胞(BMSCs),取生长状态良好的第3代BMSCs行成骨诱导培养并鉴定。制备异体冻干颗粒骨浸提液,将成骨诱导7d的BMSCs加入浸提液作为实验组,未加浸提液的为对照组,培养1、3、5d,采用MTT法检测异体冻干颗粒骨浸提液对细胞增殖的影响。成骨诱导7d的BMSCs按1×106/ml接种于异体冻干颗粒骨上,倒置相差显微镜、扫描电镜观察与其复合培养的细胞在材料上的生长情况;酶消化法消化复合于冻干颗粒骨上的成骨细胞,流式细胞仪检测细胞周期变化。[结果]BMSCs成骨诱导7d,ALP染色示胞浆内可见阳性蓝染颗粒,胞核呈红色。MTT法检测结果显示细胞在浸提液中生长与增殖状态良好,实验组与对照组差异无统计学意义(P0.05);倒置相差显微镜可见颗粒骨表面粘附多数成骨细胞;扫描电镜观察可见细胞在材料表面粘附、伸展并能增殖、分泌产生细胞外基质;流式细胞术检测显示,异体颗粒骨对细胞周期无影响,实验组细胞均为正常2倍体细胞。实验组与对照组差异无统计学意义(P0.05)。[结论]异体冻干颗粒骨无细胞毒性并具有良好的组织细胞相容性,为其临床应用提供了实验依据。     

BMSCs条件培养基改善地塞米松对成骨细胞成骨功能抑制效应的研究

目的探讨BMSCs的旁分泌作用对地塞米松所致成骨细胞成骨功能抑制作用的影响。方法首先通过培养小鼠BMSCs 24 h制备无血清条件培养基备用。将小鼠MC3T3-E1细胞株复苏并传至第3代用于实验,分为4组:A组为对照组;B组于细胞中添加1μmol/L地塞米松;C组于细胞中按1∶1比例添加1μmol/L地塞米松和BMSCs条件培养基;D组仅添加BMSCs条件培养基。培养24 h后收集细胞测定ALP含量,Western blot测定细胞内RUNX2、骨钙素(Osteocalcin)蛋白表达,实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,RT-q PCR)测定细胞内α1-Ⅰ型胶原(collagen typeⅠ-α1,COL1A1)、RUNX2、ALP、Osteocalcin基因表达;21 d后行茜素红染色观察钙结节形成情况。结果培养24 h后,B、C、D组ALP含量均显著低于A组,B组低于C、D组(P0.05),C、D组间差异无统计学意义(P0.05)。Western blot检测示,B组RUNX2蛋白相对表达量显著低于A、C、D组(P0.05),A、C、D组间比较差异无统计学意义(P0.05);B组Osteocalcin蛋白相对表达量均显著低于A、C、D组,A、C组低于D组(P0.05),A、C组间差异无统计学意义(P0.05)。RT-q PCR检测示,B、C、D组RUNX2、Osteocalcin、COL1A1、ALP基因相对表达量均显著低于A组(P0.05);D组RUNX2、Osteocalcin、ALP基因相对表达量均显著高于B、C组,C组显著高于B组(P0.05);D组COL1A1基因相对表达量显著高于B组(P0.05),B、C组间及C、D组间比较差异均无统计学意义(P0.05)。培养6 d时A组细胞死亡;21 d时B、C、D组均可见钙结节阳性染色,且逐渐增强。结论小鼠BMSCs条件培养基能改善地塞米松对成骨细胞成骨功能的抑制效应。     

基于快速成形的磷酸钙多孔陶瓷成骨性能初步研究

目的磷酸钙生物材料由于其优良的生物相容性而具有广阔的应用前景,但传统方法难以制备具有复杂形状的支架。以快速成形方法制备磷酸钙多孔陶瓷支架材料,并对其体外成骨性能进行初步研究。方法采用快速成形方法制备磷酸钙多孔陶瓷支架材料(直径10mm、高度5mm、孔径800μm),取Beagle犬髂骨髓分离培养BMSCs,接种第3代BMSCs于支架材料上。将实验分为4组,A组为成骨诱导培养的细胞/材料复合物组,B组为未经成骨诱导培养的细胞/材料复合物组,另设平皿成骨诱导培养及常规培养为阳性对照组(C组)及阴性对照组(D组)。于接种后第1、3、7天,利用DNA定量检测方法及ALP定量、定性检测方法检测BMSCs在支架材料上的增殖及ALP的表达;并经DiO荧光染色后,应用激光共聚焦显微镜观察BMSCs在材料上的黏附生长情况。结果 DNA定量结果表明,随培养时间增加,C、D组在第3天时细胞生长进入平台期;A、B组细胞呈持续增长趋势,细胞培养过程中增殖速度均略低于C、D组,且未出现明显的平台期。DiO荧光染色示,BMSCs在以快速成形方法制备的磷酸钙多孔陶瓷支架材料上黏附、生长状态良好。ALP染色示,随培养时间延长,A、B组支架上细胞染色均逐渐加深,A组各时间点染色程度均明显强于B组。培养后第1、3天,4组ALP表达均较低,差异无统计学意义(P0.05);培养第7天,各组ALP表达均明显升高,A组比其他各组明显高表达(P0.05),B组及C组均明显高于D组(P0.05)。结论快速成形的多孔磷酸钙陶瓷具有良好的细胞相容性,BMSCs与支架复合在体外诱导培养可以进行成骨分化。因此通过快速成形技术制备的磷酸钙多孔陶瓷是骨组织工程可选的细胞支架。     

丝素蛋白/羟基磷灰石细胞相容性及异位成骨作用

目的 观察两种丝素蛋白/羟基磷灰石(SF/HA)的细胞相容性及异位成骨作用.方法 相差显微镜及扫描电镜观察兔骨髓基质细胞(BMSCs)在两种SF/HA上的生长;测定ALP活性及噻唑蓝(MTT)比色法测定细胞增殖;材料浸提液的细胞毒性试验.将成骨诱导的兔BMSCs与材料复合培养3 d后植入兔背部肌肉中,进行异位成骨观察.结果 BMSCs在两种材料上能够良好地黏附和增殖,细胞活性及成骨性能不受材料影响,与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05);材料浸提液对细胞生长无毒性作用.异位成骨实验组随时间延长,新骨生成量增多;对照组则均无新骨形成.结论 两种丝素蛋白/羟基磷灰石具有良好的细胞相容性,构建的组织工程化骨具有良好的异位成骨作用.     

胰岛素样生长因子-1对成纤维细胞向成骨细胞转化的影响

目的 探讨胰岛素样生长因子-1对成纤维细胞(Fb)向成骨细胞转化的影响. 方法 Fb来源于成年新西兰大白兔,通过分离、纯化、培养而得到.实验分为3组:空白对照组、成骨诱导组和实验组.空白对照组:常规培养液培养,不加入任何诱导剂及干预因子;成骨诱导组:成骨诱导液为常规培养液中加入浓度为1×10-8 mol/L地塞米松、50 mg/L维生素C、10 mmol/L β-甘油磷酸钠;实验组:成骨诱导液中加入终浓度为50 ng/mL的IGF-1.采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测各组细胞增殖情况,检测各组细胞碱性磷酸酶(ALP)活性,测定各组细胞培养后6d后的骨钙素含量,采用钙钴染色评价培养后2周的成骨能力.结果 实验组细胞增殖较其他两组旺盛,差异有统计学意义(P＜0.05),而空白对照组和成骨诱导组差异无统计学意义(P＞ 0.05).ALP活性和骨钙素测定:实验组ALP表达明显高于其他两组,差异有统计学意义(P＜0.05);成骨诱导组ALP表达高于空白对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).实验组钙化结节数量明显较其他两组多,成骨诱导组次之,空白对照组未见钙化结节.结论 胰岛素样生长因子-1可以促进Fb在成骨过程中的增殖以及增加其成骨能力.