透明质酸钠溶液复合可注射型骨髓间充质干细胞修复退变椎间盘

背景：透明质酸作为椎间盘组织工程支架的基质材料,可提供蛋白多糖附着点,增加蛋白多糖的沉积,以足够大的孔率允许种子细胞长入。 目的：观察透明质酸钠混合溶液复合骨髓间充质干细胞修复兔退变椎间盘的效果。 方法：以后外侧穿刺抽吸L1/2和L3/4髓核构建日本大耳白兔椎间盘退变模型,造模后2周应用微量注射器向L3/4椎间盘内注射同种异体骨髓间充质干细胞与透明质酸钠混合溶液作为实验组,L1/2椎间盘注射透明质酸钠作为对照组。注射后2,4,8,12 周时行兔椎间盘影像学及病理学检查。 结果与结论：对照组椎间盘高度呈降低趋势,实验组注射后2周椎间盘高度缓慢下降,之后缓慢升高,两组在4个时间点椎间盘高度指数改变差异有显著性意义(P < 0.05)。病理结果显示实验组髓核纤维环形态得到保留,髓核纤维环边界清晰,植入的骨髓间充质干细胞产生增殖分裂,并向周围迁徙规律排列,其病理学评分明显高于对照组。12周内实验组Ⅱ型胶原含量高于对照组(P < 0.05)。说明移植于退变椎间盘内的骨髓间充质干细胞能够存活,且有增殖能力,其与透明质酸钠混合溶液联合移植可以延缓退变椎间盘进一步退变,并促进退变椎间盘修复。     

人骨形成蛋白7基因转染骨髓间充质干细胞对兔退变椎间盘蛋白多糖的影响

目的：观察腺病毒介导人骨形成蛋白7基因（Human bone morphogenetic protein-7，hBMP-7）转染骨髓间充质干细胞（Bone mesenchymal stem cell，BMSC）后移植兔退变椎间盘，对退变椎间盘髓核组织中蛋白多糖含量的影响。方法：20只新西兰大白兔手术建立椎间盘L3/4、L4/5、L5/6退变模型，随机分为两组，每组10只：实验组L3/4、L4/5、L5/6椎间盘内注射腺病毒介导hBMP-7基因转染的BMSC；对照组L3/4、L3/5、L5/6椎间盘注射磷酸盐缓冲液（PBS）。术后连续行磁共振观测椎间盘变化；12周后取材，应用RT—PCR、免疫组化检测hBMP-7的表达情况，分光光度法测量蛋白多糖含量。结果：与对照组相比，实验组的磁共振T2信号强度以及蛋白多糖含量均明显增高（P〈0．05）。hBMP-7的mRNA和蛋白水平在实验组中的表达水平也最高。结论：腺病毒介导hBMP-7转染BMSC后，移植退变椎间盘，可使髓核组织中蛋白多糖的含量增加。     

超顺磁性氧化铁纳米粒子和CM-DiI荧光双标记骨髓间充质干细胞

背景:细胞移植疗效监测取决于有效的标记方法,从而能够对移植细胞进行示踪。超顺磁性氧化铁纳米粒子(superparamagnetic iron oxide,SPIO)是一种较为理想的新型磁共振对比剂,用SPIO标记细胞可实现对移植细胞进行活体示踪。而荧光活性染料CM-DiI无细胞毒性,不影响细胞的生长,适合标记和示踪细胞。目的:观察SPIO及CM-DiI对骨髓间充质干细胞的标记及示踪效果。方法:全骨髓法培养猪骨髓间充质干细胞,用含50mg/L铁浓度的SPIO及CM-DiI标记骨髓间充质干细胞,将双标后的骨髓间充质干细胞经冠状动脉注入猪心肌梗死模型。4周后取心脏组织行冰冻切片观察。结果与结论:SPIO及CM-DiI在体外标记骨髓间充质干细胞效率高,几乎达100%。经冠状动脉移植4周后心肌组织可找到双标记的骨髓间充质干细胞,结果提示SPIO及CM-DiI双标记骨髓间充质干细胞体内示踪效果好。     

人骨形成蛋白7基因转染骨髓间充质干细胞对兔退变椎问盘蛋白多糖的影响

目的:观察腺病毒介导人骨形成蛋白7基因(Human bone morphogenetic protein-7,hBMP-7)转染骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cell,BMSC)后移植兔退变椎间盘.对退变椎间盘髓核组织中蛋白多糖含量的影响.方法:20只新西兰大白兔手术建立椎间盘L3/4、L4/5、L5/6退变模型,随机分为两组,每组10只:实验组L3/4、L4/5、L5/6椎间盘内注射腺病毒介导hBMP-7基因转染的BMSC;对照组L3/4、L4/5、L5/6椎间盘注射磷酸盐缓冲液(PBS).术后连续行磁共振观测椎问盘变化;12周后取材,应用RT-PCR、免疫组化检测hBMP-7的表达情况.分光光度法测量蛋白多糖含量.结果:与对照组相比,实验组的磁共振T2信号强度以及蛋白多糖含量均明显增高(P<0.05).hBMP-7的mRNA和蛋白水平在实验组中的表达水平也最高.结论:腺病毒介导hBMP-7转染BMSC后,移植退变椎间盘,可使髓核组织中蛋白多糖的含量增加.     

脂肪间充质干细胞复合血小板凝胶修复兔椎间盘退变

背景：富含血小板的血浆凝胶作为三维支架使其中干细胞可以呈立体生长,同时富含血小板的血浆凝胶又释放大量生长因子,促进脂肪间充质干细胞增殖及分化。 目的：探讨脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体注入兔椎间盘退变模型后的修复作用。 方法：取兔动脉血采用二次离心法制备自体富血小板血浆,取兔肩胛间区脂肪分离培养脂肪间充质干细胞,制备脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体。新西兰大白兔随机分为对照组、模型组、富含血小板的血浆凝胶组和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体组,后3组以穿刺法制备椎间盘退变模型,退变模型制备完成2周后,富含血小板的血浆凝胶组和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体组分别对退变间盘中注射相应材料。 结果与结论：兔椎间盘退变后,间隙明显降低,髓核信号明显降低,髓核内基质高,密度染色较深;而经富含血小板的血浆凝胶和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体治疗后,上述症状明显改善,且脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体的治疗效果更好。提示对退变椎间盘内注射富含血小板的血浆凝胶支架及脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体均有利于减少退变对椎间盘的影响,其中脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体注射效果更为突出。     

兔椎间盘移植人骨髓间充质干细胞的实验观察

背景:国内外动物实验多是研究同种异体骨髓间充质干细胞的移植,但对人骨髓间充质干细胞在活体椎间盘内的存活情况还知之甚少。目的:观察人骨髓间充质干细胞在兔椎间盘内的存活情况。方法:选取新西兰大白兔15只,每只兔子的椎间盘被分为3组,即空白组(L1~2)、生理盐水组(L2~3)、绿色荧光蛋白标记的人骨髓间充质干细胞移植组(L3~4,L4~5,L5~6)。空白组不注射,生理盐水组髓核内注射生理盐水25μL,绿色荧光蛋白标记的人骨髓间充质干细胞移植组注射1×109L-1绿色荧光蛋白标记的人骨髓间充质干细胞生理盐水混悬液25μL。移植后1,2,4,6,8周取材,荧光显微镜观察荧光细胞的分布情况及其数量。结果与结论:绿色荧光蛋白标记的人骨髓间充质干细胞移植组移植后1,2,4,6,8周标本切片,髓核内均可见绿色荧光细胞。移植后6,8周的荧光细胞数量明显少于移植后1,2,4周(P0.001)。提示移植后8周以内,人骨髓间充质干细胞可在兔椎间盘内存活。     

促红细胞生成素基因修饰内皮祖细胞移植治疗下肢动脉闭塞：磁标记MR成像评价

文章快速阅读：文题释义： 内皮祖细胞：是存在于外周血及骨髓中的重要前体细胞,是能够特异性归巢于血管新生组织并进行分化、增殖成为成熟内皮细胞的一群祖细胞,其在不同环境中可向不同的方向进行分化。 促红细胞生成素：是糖蛋白中的一种,可对哺乳动物中红细胞的生成进行调节,主要由肾小管周细胞产生,也有少部分来自于肝脏,主要功能是使延缓细胞凋亡,其可以协同其他生长因子加速红系组细胞的增殖及成熟,并能促进骨髓中红细胞的释放。 摘要 背景：促红细胞生成素及内皮祖细胞移植均对下肢动脉闭塞有一定的治疗作用。 目的：探讨超顺磁氧化铁纳米颗粒(super paramagnetic iron oxide,SPIO)标记的内皮祖细胞体外促红细胞生成素基因修饰效果及体外磁共振成像的可行性。 方法：将对数生长期的大鼠骨髓来源内皮祖细胞分4组培养,内皮祖细胞组,SPIO标记转染组将pcDNA3-EPO 重组质粒并转染至内皮祖细胞,随后进行SPIO标记;SPIO标记空载病毒组将空质粒转染至内皮祖细胞,随后进行SPIO标记;SPIO标记内皮祖细胞组直接进行SPIO标记。采用4.7 T MR成像SPIO标记的内皮祖细胞;检测4组细胞增殖、细胞周期分布及促红细胞生成素蛋白表达。 结果与结论：①MR成像：T1WI、T2WI、T2*WI序列均见细胞信号降低,随着细胞数目增多,信号降低逐渐明显;相同数量级细胞,T1WI信号降低最弱,T2*WI信号降低最明显;T1WI、T2WI、T2*WI所能检测到的最小细胞数分别为2×10⁴、1×10⁴、0.5×10⁴;②细胞增殖、细胞周期分布：3组标记内皮祖细胞增殖、细胞周期分布与内皮祖细胞组比较差异均无显著性意义;③促红细胞生成素蛋白表达：仅SPIO标记转染组可见促红细胞生成素蛋白表达;④结果表明：SPIO标记的内皮祖细胞体外促红细胞生成素基因修饰后对细胞增殖、细胞周期无影响,4.7 T MR能够在体外对SPIO标记的促红细胞生成素基因修饰内皮祖细胞成像。   中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程 ORCID: 0000-0002-2568-7449(徐广宇)     

超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠脑梗死的在体磁敏感加权成像研究

目的 超顺磁性氧化铁(SPIO)体外标记骨髓间充质干细胞(BMSC)移植治疗大鼠脑梗死,使用磁敏感加权成像(SWI)监测BMSC在脑内的分布与迁移.方法 原代培养大鼠BMSC,SPIO体外标记第3代BMSC,倒置显微镜及普鲁士蓝染色观察.改良Longa法制作大鼠左侧脑梗死模型,缺血对侧顶叶脑皮层移植SPIO标记的BMSC.分别在移植后1d、1周、2周和4周进行SWI序列MRI动态观察,移植后4周脑组织普鲁士蓝染色观察.结果 移植后1d、1周、2周和4周SWI序列MRI检测均可显示缺血对侧半球移植的SPIO标记BMSC所致的低信号;移植后2周可见沿胼胝体腹侧走行的线状低信号影;移植后4周移植细胞所致的“彗星状”改变更为明显,彗星尾向缺血侧延伸.移植后4周脑组织切片普鲁士蓝染色显示胼胝体内迁移的蓝染细胞呈条带状排列.结论 SWI序列可显示移植部位SPIO标记BMSC所致的低信号,且可以明确显示其在大鼠脑组织内的迁移.     

体外磁共振观察胎鼠神经干细胞的标记

背景：神经干细胞移植后的细胞存活、识别和迁移需动态监控。 目的：通过体外磁共振技术对胎鼠神经干细胞体外标记,为神经干细胞在神经系统修复中的应用提供依据。 方法：采用胎鼠神经干细胞的分离与培养标记、染色剂鉴定及神经干细胞的活性检测,构建大鼠脑缺血再灌注模型,采用超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠的神经干细胞并移植至模型大鼠左侧脑内,未标记的胎鼠神经干细胞移植至右侧脑中,对标记的细胞进行普鲁士蓝染色,观察其定植和迁移情况,并通过磁共振示踪动态的监测神经干细胞在活体移植之后的信号改变情况。 结果与结论：超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠神经干细胞的方法效率达95%以上,电镜结果显示超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠的神经干细胞内含铁颗粒,且集中在溶酶体和内涵体当中,磁共振结果显示胎鼠标记的神经干细胞呈现低信号改变,细胞活性的影响与未标记组差异无显著性意义,但标记的胎鼠神经干细胞T2WI 与 T2*WI信号降低。证实超顺磁性氧化铁颗粒体外标记胎鼠的神经干细胞可高效表达,磁共振的监控可以用于神经干细胞的活体示踪。   中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

经皮纤维环穿刺法建立兔椎间盘退行性变动物模型

背景：合适的椎间盘退变动物模型是椎间盘组织工程研究的必要条件,但目前尚缺乏公认的模型制备方法。 目的：采用C形臂辅助下经皮纤维环穿刺法制备兔椎间盘退变动物模型,并评估其可行性。 方法：选定新西兰大白兔L2/3和L3/4椎间盘作为穿刺干预椎间盘,L1/2和L5/6椎间盘作为空白对照组,采用C形臂辅助下经皮穿刺法干预椎间盘。于术后2,4,8,12周各选择2只兔麻醉后拍摄兔腰椎核磁共振影像,处死动物采集椎间盘,进行椎间盘髓核蛋白多糖测定。核磁共振检查观察椎间盘退行性改变,二甲基亚甲蓝染色分光光度法测定髓核中蛋白多糖含量变化。 结果与结论：术后4周穿刺干预椎间盘髓核区域核磁共振信号强度及髓核内蛋白多糖含量同空白对照组相比均下降(P < 0.05),其后两者呈现逐渐下降趋势。结果证实,C形臂X射线机辅助下经皮纤维环穿刺法可用于椎间盘退变动物模型的制备。     

SPIO标记猪脂肪干细胞的生物学特性与多向分化潜能及体外3.0T MR成像

背景：不同种类细胞的最佳化标记方案需要大量实验证明,而每种细胞对应标记策略的安全性检测至关重要。 目的：应用超顺磁性氧化铁联合多聚左旋赖氨酸标记猪脂肪干细胞,探讨磁标记对细胞生物学特性和多向分化潜能的影响以及标记细胞体外3.0T MR成像特性。 方法：五指山小型猪皮下脂肪分离培养脂肪干细胞;超顺磁性氧化铁-多聚左旋赖氨酸复合物标记液标记脂肪干细胞;应用3.0T MR对不同浓度标记细胞进行T1WI、T2WI及T2*WI序列体外成像。 结果与结论：普鲁士蓝染色显示标记细胞胞质内含有多少不等的蓝染铁颗粒,细胞标记率近100%;标记细胞向心肌、骨、脂肪方向诱导分化成功;不同浓度标记细胞MR扫描显示,随细胞浓度升高,3种序列信号变化率均增加;相同浓度细胞T2*WI信号变化率最大,T1WI最小,同一浓度3种MR序列间信号变化率差异均有显著性意义(P < 0.01);3.0T MR成像能检测到至少1×10⁶ L^-1标记细胞。结果显示应用超顺磁性氧化铁联合多聚左旋赖氨酸标记方案可有效标记脂肪干细胞,不影响细胞活力、增殖及多向分化能力;T2*WI序列检测标记细胞最敏感。     

Dual release of dexamethasone and TGF-β3 from polymeric microspheres for stem cell matrix accumulation in a rat disc degeneration model

Low back pain is frequently caused by nucleus pulposus (NP) degeneration. Tissue engineering is a powerful therapeutic strategy which could restore the normal biomechanical motion of the human spine. Previously we reported that a new nanostructured three-dimensional poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) microsphere, which is loaded with dexamethasone and growth factor embedded heparin/poly(l-lysine) nanoparticles via a layer-by-layer system, was an effective cell carrier in vitro for NP tissue engineering. This study aimed to investigate whether the implantation of adipose-derived stem cell (ADSC)-seeded PLGA microspheres into the rat intervertebral disc could regenerate the degenerated disc. Changes in disc height by plain radiograph, T2-weighted signal intensity in magnetic resonance imaging (MRI), histology, immunohistochemistry and matrix-associated gene expression were evaluated in normal controls (NCs) (without operations), a degeneration control (DC) group (with needle puncture, injected only with Dulbecco’s modified Eagle’s medium), a PLGA microspheres (PMs) treatment group (with needle puncture, PLGA microspheres only injection), and PLGA microspheres loaded with ADSCs treatment (PMA) group (with needle puncture, PLGA microspheres loaded with ADSC injection) for a 24-week period. The results showed that at 24 weeks post-transplantation, the PM and PMA groups regained disc height values of ～63% and 76% and MRI signal intensities of ～47% and 76%, respectively, compared to the NC group. Biochemistry, immunohistochemistry and gene expression analysis also indicated the restoration of proteoglycan accumulation in the discs of the PM and PMA groups. However, there was almost no restoration of proteoglycan accumulation in the discs of the DC group compared with the PM and PMA groups. Taken together, these data suggest that ADSC-seeded PLGA microspheres could partly regenerate the degenerated disc in vivo after implantation into the rat degenerative intervertebral disc.     

MRI活体示踪心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞的移植

背景：干细胞移植的疗效和安全性评估均需要对体内干细胞的存活、分布、迁徙、增殖及分化进行连续监测。 目的：观察MRI示踪超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞在缺血心肌组织的分布、迁徙情况。 方法：直接贴壁法分离和培养大鼠骨髓间充质干细胞,获得的细胞进行免疫鉴定。以新型超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞,体外MRI成像确定其体内示踪的可行性。标记后锥虫蓝拒染试验、MTT比色试验分别检测标记细胞的活力、增殖情况。60只SD大鼠随机分为3组,制备大鼠心肌梗死模型2周后再次开胸移植含标记骨髓间充质干细胞的PBS混合液、含未标记骨髓间充质干细胞的PBS混合液和等量PBS。于移植后第1天、第3周行MRI检查,动态观察移植细胞的分布、迁徙,并根据MRI图像定位选择性行CD90免疫组化检查。 结果与结论：骨髓间充质干细胞标记后,普鲁士蓝染色见胞浆内蓝色铁颗粒,标记效率为99%,标记细胞与未标记细胞间锥虫蓝拒染率、MTT吸光度差异无显著性意义。体外MRI可检测到标记细胞,并在T2WI及T2W/FFE序列上呈低信号。细胞移植1 d后,在T2WI及T2W/FFE序列上可见标记细胞在梗死心肌边缘呈类圆形低信号;移植3周后,移植区域信号边界模糊,范围扩大,对比度降低。CD90免疫组化检测证实移植细胞可由梗死边缘向梗死区域迁徙。结果可见新型超顺磁性氧化铁可成功对大鼠骨髓间充质干细胞进行标记,细胞标记后可被MRI检测。     

Regenerative effects of transplanting mesenchymal stem cells embedded in atelocollagen to the degenerated intervertebral disc

Intervertebral disc (IVD) degeneration, a common cause of low back pain in humans, is a relentlessly progressive phenomenon with no currently available effective treatment. In an attempt to solve this dilemma, we transplanted autologous mesenchymal stem cells (MSCs) from bone marrow into a rabbit model of disc degeneration to determine if stem cells could repair degenerated IVDs. LacZ expressing MSCs were transplanted to rabbit L2-L3, L3-L4 and L4-L5 IVDs 2 weeks after induction of degeneration. Changes in disc height by plain radiograph, T2-weighted signal intensity in magnetic resonance imaging (MRI), histology, immunohistochemistry and matrix associated gene expressions were evaluated between normal controls (NC) without operations, sham operated with only disc degeneration being induced, and MSC-transplanted animals for a 24-week period. Results showed that after 24 weeks post-MSC transplantation, degenerated discs of MSC-transplanted group animals regained a disc height value of about 91%, MRI signal intensity of about 81%, compared to NC group discs. On the other hand, sham-operated group discs demonstrated the disc height value of about 67% and MRI signal intensity of about 60%. Macroscopic and histological evaluations confirmed relatively preserved nucleus with circular annulus structure in MSC-transplanted discs compared to indistinct structure seen in sham. Restoration of proteoglycan accumulation in MSC-transplanted discs was suggested from immunohistochemistry and gene expression analysis. These data indicate that transplantation of MSCs effectively led to regeneration of IVDs in a rabbit model of disc degeneration as suggested in our previous pilot study. MSCs may serve as a valuable resource in cell transplantation therapy for degenerative disc disease.     

SPIO标记骨髓间充质干细胞移植入心肌梗死大鼠的示踪研究

目的探讨超顺磁性氧化铁微粒（SPIO）体外标记骨髓间充质干细胞（BMSCs）及体内示踪移植入大鼠心肌梗死心脏的BMSCs的能力。方法使用左旋多聚赖氨酸-SPIO共培养方式标记BMSCs。采用普鲁士蓝染色观察细胞内铁颗粒,流式细胞术检测细胞活力,将经过SPIO标记的干细胞移植入心肌梗死大鼠心脏,应用1.5TMRI系统行磁标记干细胞成像。超声心动图检测各组心脏的左室射血分数（EF）,左室舒张末期内径（LVIDd）,左室收缩末期内径（LVIDs）及短轴缩短率（FS）。结果普鲁士蓝染色显示,SPIO标记的BMSCs细胞胞质内出现细小的蓝色铁颗粒,标记效率为（99.81±1.57）%;与正常未标记细胞相比较,细胞的活力差异无统计学意义（P〉0.05）。标记了SPIO的BMSCs体内MRI成像时显示,细胞移植区域信号缺失,对应区域病理切片普鲁士蓝染色可见胞浆内染色阳性的细胞。超声心动图显示,PBS组FS移植前后没有明显变化,BMSC组FS从移植前的（23.1±1.88）%上升到第1周的（31.28±4.15）%。BMSC组EF在移植前是（51.13±5.07）%,第1周时上升到（60.12±8.40）%。结论 SPIO能成功地标记BMSCs,且对BMSCs的活力无明显影响。BMSCs移植后能改善心梗大鼠的心功能。SPIO标记的BMSCs移植后在大鼠体内的分布、迁移过程可用MRI进行检测评价。     

超顺磁性氧化铁标记脐带间充质干细胞后的活体MRI示踪

背景：核磁成像以其有效成像时间长,空间、时间分辨率高,对比度好的优点,在细胞活体示踪中显现出其独有的优势。 目的：观察超顺磁性氧化铁标记人脐带间充质干细胞的适宜浓度,及标记后干细胞移植入心肌梗死实验犬体内的MRI示踪成像。 方法：无菌条件下留取健康新生儿脐带,分离培养间充质干细胞并进行细胞表面标志检测。不同质量浓度的超顺磁性氧化铁标记第3代人脐带间充质干细胞,采用开胸冠状动脉结扎法建立犬心肌梗死模型并经心电图和病理对模型进行鉴定。56 mg/L超顺磁性氧化铁标记干细胞后移植实验组,相同质量浓度超顺磁性氧化铁注射对照组,分别于移植前、移植后第7,28天行核磁显像,第14,28天进行心肌病理检测。 结果与结论：分离得到的人脐带间充质干细胞表达间充质干细胞表面标记CD29,CD44及CD105均在90%以上,不表达造血细胞系的特征CD14,CD34与CD45。超顺磁性氧化铁质量浓度在14-84 mg/L时,对细胞增殖与活性无明显影响,标记率接近100%。心电图及组织病理检测均显示心肌梗死模型制作成功。56 mg/L的超顺磁性氧化铁标记细胞并移植后,核磁可对移植细胞清晰显像;病理检测可见普鲁士蓝染色阳性的细胞,生长方向同心肌细胞一致。提示14-84 mg/L范围的超顺磁性氧化铁可有效标记人脐带间充质干细胞,且核磁可以对超顺磁性氧化铁标记的人脐带间充质干细胞进行活体示踪。     

高渗环境结合氯化钴低氧预处理骨髓间充质干细胞移植治疗椎间盘退变

BACKGROUND: Stem cell therapy has been used for prevention and treatment of degenerative disc disease. Considering the special microenvironment in the intervertebral disc, the survival rate and differentiation ability of transplanted cells are decreased, which may lead to the poor efficacy of stem cell therapy. How to improve the survival ability and therapeutic effect of the transplanted cells is the focus of stem cell therapy for degenerative disc disease. OBJECTIVE: To investigate the effects of cobalt chloride combined with hypertonic solution pretreatment on bone marrow mesenchymal stem cells that will be transplanted for treatment of degenerative disc disease. METHODS: (1) In vitro cell experiment: bone marrow mesenchymal stem cells were divided into three groups and subjected to normal culture medium (normal control group), 1% hypertonic mother solution (hypertonic group), 100 μmol/L cobalt chloride (hypoxia group), or 1% hypertonic mother solution plus 100 μmol/L cobalt chloride (combined group) for 1 week. Then, 2% hypertonic solution and 200 μmol/L cobalt chloride cobalt chloride were used to simulate the anaerobic and hypertonic environment intervenes in pretreated and untreated bone marrow mesenchymal stem cells for 24 hours. After that, RT-PCR was used to detect the expression of caspase-3 for apoptosis evaluation. (2) In vivo animal experiment: Sprague-Dawley rats were divided into model, cell transplantation and hypertonic plus hypoxic groups. Rat models of intervertebral disc degeneration were made in these three groups. After modeling, rats in these three groups were given no treatment, bone marrow mesenchymal stem cell transplantation or transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells which were subjected to hypertonic and hypoxia pretreatments into the intervertebral disc. Two weeks later, immunohistochemistry and RT-PCR methods were used to detect cell distribution and related gene expression, respectively, thereby to evaluate the therapeutic effect of stem cells. RESULTS AND CONCLUSION: (1) In vitro cell experiment: caspase-3 mRNA expression was significantly reduced in pretreated bone marrow mesenchymal stem cells compared with the untreated cells (P < 0.05). (2) In vivo animal experiment: compared with the control group, the caspase-3 and interleukin-1β in the intervertebral disc and a number of degenerative indexes were decreased in the cell transplantation. Compared with the cell transplantation group, these indicators had better outcomes in the hypertonic plus hypoxic group (P < 0.05). These findings indicate that bone marrow mesenchymal stem cells have therapeutic potential for degenerative disc disease, and have better adaptability and transplantation effects by hypertonic and hypoxia pretreatments.      

In Vivo Tracking of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticle Labeled Chondrocytes in Large Animal Model

Chondrocytes have been widely used as tissue engineered seed cells for repair of focal cartilage lesions in clinic. However, in vivo behaviors of delivered chondrocytes are still poorly understood. In this study, the feasibility of in vivo tracking of superparamagnetic iron oxide nanoparticle (SPIO)-labeled chondrocytes by magnetic resonance imaging (MRI) for articular cartilage repair in minipig model was investigated. Results showed that chondrocytes were efficiently labeled by SPIO at optimal low dosages while maintaining essential cell properties. MRI SET2WI sequence revealed that marked hypointense signal void areas representing the transplanted labeled chondrocytes could be observed for at least 12?weeks. Histochemical staining confirmed the presence of Prussian blue-positive cells and GFP-positive cells at the hypointense signal void areas. These findings provide knowledge on the in vivo tracking of SPIO labeled chondrocytes on cartilage repair following transplantation in minipigs.     

超顺磁性氧化铁纳米颗粒体外标记兔骨髓间充质干细胞的安全性以及MRI成像特征*☆

背景：传统的干细胞标记方法常需要病理组织学等侵袭性手段检测,无法动态观察整个实验过程,也不适合临床研究。 目的：观察超顺磁性氧化铁纳米颗粒体外标记对兔骨髓间充质干细胞生物学特性的影响以及标记兔骨髓间充质干细胞的体外MRI成像特征。 方法：采用红细胞裂解贴壁法培养扩增兔骨髓间充质干细胞。采用不同浓度超顺磁性氧化铁纳米颗粒(100,50,25,12.5 mg/L)联合多聚赖氨酸(0.75 mg/L)标记兔骨髓间充质干细胞。对标记兔骨髓间充质干细胞进行MRI检测,观察其成像特征。 结果与结论：25 mg/L的超顺磁性氧化铁纳米颗粒联合0.75 mg/L多聚赖氨酸标记兔骨髓间充质干细胞具有较好的安全性和有效性。此浓度对细胞的生长活性没有影响,不影响骨髓间充质干细胞的成骨成脂分化能力。MRI扫描在T2*WI序列上能明显有效地显像超顺磁性氧化铁纳米颗粒标记的兔骨髓间充质干细胞。 关键词：超顺磁性氧化铁纳米颗粒;骨髓间充质干细胞;标记;磁共振;安全性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.06.001