新式分层共培养环境下人骨髓间充质干细胞诱导髓核细胞的分化

背景:诱导分化的骨髓间充质干细胞或髓核细胞移植都存在一定的局限性,抑制自体髓核细胞的退行性变有望成为未来治疗椎间盘退变的有效方法。目的:通过建立骨髓间充质干细胞和髓核细胞分层共培养模型,观察骨髓间充质干细胞对髓核细胞分化的影响。方法:取传至第4代的骨髓间充质干细胞,分为2组:新式分层培养组将髓核细胞接种于去掉挂臂的Transwell小室,膜孔0.4μm,其与骨髓间充质干细胞比例为1∶1;传统分层培养组同法将髓核细胞接种于带有挂臂的Transwell小室。同时设立单独髓核细胞培养组,各组均培养7d。免疫组织化学法检测Ⅱ型胶原的表达,35S放射标记渗入放免定量检测蛋白多糖的合成。结果与结论:与单独髓核细胞培养组比较,传统分层培养组、新式分层培养组Ⅱ型胶原阳性细胞数、蛋白多糖合成量均明显增加(P0.05,P0.01),且新式分层培养组增高幅度大于传统分层培养组(P0.05)。提示骨髓间充质干细胞与髓核细胞接触共培养后,能显著增加髓核细胞分化增殖和特征性物质的表达,且新式分层培养环境优于传统分层培养。     

髓核细胞诱导骨髓间充质干细胞向髓核方向的分化

背景：国内外已有很多文献相继报道了用骨髓间充质干细胞-藻酸盐复合植入材料来修复大鼠退变的腰椎间盘,但尚缺少对此复合物与正常髓核细胞之间的各项生物学指标的比较。 目的：在Transwell非接触共培养条件下,研究髓核细胞对骨髓间充质干细胞的诱导作用。 方法：全骨髓法培养大鼠骨髓间充质干细胞并鉴定,取第3代骨髓间充质干细胞及髓核细胞复合藻酸盐接种于Transwell共培养系统中,上室接种骨髓间充质干细胞藻酸盐复合物,下室接种髓核细胞藻酸盐复合物,共培养7 d后回收上层骨髓间充质干细胞。 结果与结论：RT-PCR方法检测共培养组Ⅱ型胶原、Sox-9和多功能蛋白聚糖的mRNA表达均接近正常髓核细胞。说明共培养条件下髓核细胞能诱导骨髓间充质干细胞向髓核方向分化。     

髓核细胞共培养诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化

背景：骨髓间充质干细胞近年来作为种子细胞被广泛应用于髓核组织工程。在诱导骨髓间充质干细胞向髓核细胞分化的过程中,需要提供适当的细胞外微环境以及生长因子。 目的：研究体外与髓核细胞非接触共培养和生物诱导剂条件下,兔骨髓间充质干细胞向类髓核样软骨细胞分化的可行性。 方法：用单层培养法分别分离培养兔骨髓间充质干细胞和髓核细胞。选用第3代的髓核细胞和骨髓间充质干细胞置于Transwell培养皿上下层构建共培养体系并加入转化生长因子β1为主的生物诱导剂诱导培养21 d,以高糖DMEM培养基单独培养的骨髓间充质干细胞作为阴性对照。 结果与结论：分离培养的兔骨髓间充质干细胞细胞表面CD29和CD44表达阳性,CD34、CD45的细胞表达阴性。与髓核细胞共培养诱导21 d后,可观察到骨髓间充质干细胞形态向多角形类圆形转变,胞质中分泌Ⅱ型胶原颗粒明显增多,RT-PCR结果表明诱导后细胞中Ⅱ型胶原mRNA表达明显增高。结果说明骨髓间充质干细胞在与髓核细胞共培养加生物诱导剂条件下可成功诱导分化为类髓核细胞。     

胚胎骨髓来源间充质干细胞对人Th17细胞的免疫调节

背景：众多研究表明间充质干细胞能发挥免疫调节功能,抑制T细胞增殖。 目的：观察胚胎骨髓来源间充质干细胞对人Th17细胞的调节作用。 方法：将人胚胎骨髓间充质干细胞与正常人外周血单个核细胞或CD4⁺ T细胞以1∶10比例共培养4 d,以单个核细胞或CD4⁺T细胞单独培养为对照。应用实时定量PCR检测细胞白细胞介素17 mRNA表达,酶联免疫吸附试验检测细胞上清中白细胞介素17蛋白水平,流式细胞术检测Th17细胞数量。 结果与结论：胚胎骨髓来源间充质干细胞与单个核细胞共培养组白细胞介素17 mRNA表达水平明显高于单个核细胞组(P < 0.01)。与此一致的是,胚胎骨髓来源间充质干细胞与单个核细胞或CD4⁺T细胞共培养组细胞上清中白细胞介素17蛋白水平明显高于单个核细胞组、CD4⁺ T细胞组(P < 0.05,P < 0.01)。胚胎骨髓来源间充质干细胞与CD4⁺ T细胞共培养组Th17细胞数量明显高于CD4⁺ T细胞组(P < 0.01),但胚胎骨髓来源间充质干细胞本身并不表达白细胞介素17。表明胚胎骨髓来源间充质干细胞可促进人Th17细胞增殖。     

SOX-9和GDF-5共同转染骨髓间充质干细胞向类髓核细胞的分化

背景：移植间充质干细胞预防和治疗椎间盘退变是一种可行的方法,将SOX-9和GDF-5共同转染骨髓间充质干细胞,使其向髓核细胞转化,以期获得更大的髓核诱导和促增殖效应。 目的：探讨SOX-9和GDF-5基因共同诱导兔骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化的效果。 方法：提取、分离、纯化4周龄新西兰大白兔骨髓间充质干细胞,取第3代骨髓间充质干细胞分为5组体外诱导其向类髓核细胞分化,分别为未转染组、空载体转染组、SOX-9转染组、GDF-5转染组、共转染组。转染后第14 天采用RT-PCR检测SOX-9,GDF-5和Ⅱ型胶原的mRNA表达,免疫组化染色法检测髓核细胞标记物KRT19表达。 结果与结论：共转染组SOX-9 mRNA表达高于转染SOX-9组,差异有显著性意义(P < 0.05);共转染组GDF-5 mRNA表达高于转染GDF-5组,差异有显著性意义(P < 0.05)。共转染组Ⅱ型胶原表达高于转染SOX-9组、转染GDF-5组,差异有显著性意义(P < 0.05)。SOX-9转染组及GDF-5转染组KRT19呈阳性表达,共转染组呈强阳性表达,可见被转染的骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化,且双基因转染诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化的能力和分泌细胞外基质的能力明显高于单基因转染。     

可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植治疗椎间盘退变

背景：纤维蛋白凝胶主体胶与催化剂未混合前为液态,具有可注射的优点,注射混合后凝固成凝胶状,与髓核相似,并且凝固时间可控性强,作为间充质干细胞的载体植入到椎间盘内有诸多优点。 目的：观察可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植抑制椎间盘退变的可行性。 方法：将新西兰大白兔随机分为退变模型组、纤维蛋白凝胶组,骨髓干细胞+纤维蛋白凝胶组。3组采用针刺法诱导建立退变模型后,纤维蛋白凝胶组及干细胞+纤维蛋白凝胶组分别移植入纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物及骨髓间充质干细胞纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物,于植入后2,6,10周行CR、MRI及病理检查。 结果与结论：退变模型组与纤维蛋白凝胶组椎间隙高度下降明显,并与时间呈正相关,干细胞+纤维蛋白凝胶组下降较缓慢(P < 0.01)。免疫组织化学及组织学检查显示,退变模型组髓核细胞的数量及Ⅱ型胶原含量进行性减少,细胞凋亡率明显增加,纤维蛋白凝胶组与退变模型组相似,干细胞+纤维蛋白凝胶组髓核细胞数量及Ⅱ型胶原含量较退变模型组及纤维蛋白凝胶组明显增多,细胞凋亡率下降。说明骨髓间充质干细胞联合纤维蛋白凝胶转化生长因子β1能很好抑制椎间盘退变,而单纯纤维蛋白凝胶转化生长因子β1移植不能抑制椎间盘退变。     

胰岛素样生长因子-1对骨髓间充质干细胞分化类髓核细胞的作用

目的:观察不同浓度胰岛素样生长因子-1(IGF-1)对兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)分化成类髓核细胞的作用。方法:应用3月龄新西兰大白兔骨髓和髓核进行BMSCs及髓核细胞的分离培养与鉴定;将第2代BMSCs和原代髓核细胞构建共培养体系,实验组加入不同浓度IGF-1(0、10、50、100、150μg/L)的无血清培养液诱导5、10、15、20、25 d;以10%胎牛血清的培养基单独培养BMSCs作为阴性对照。利用免疫印迹检测各组BMSCsⅡ型胶原及蛋白聚糖的表达情况。结果:100μg/L IGF-1诱导液诱导的BMSCsⅡ型胶原和蛋白聚糖蛋白水平高于对照组和其他实验组。结论:100μg/L IGF-1能提高兔BMSCs体外诱导分化成类髓核细胞的数量。     

GDF-5体外转染BMSCs移植修复兔退变椎间盘的实验研究

目的 通过骨髓间充质干细胞(BMSCs)体外生长分化因子-5(GDF-5)基因转染修饰,然后移植入退变的椎间盘中,观察修复椎间盘退变的效果.方法 脂质体介导的pcDNA3.1(+)/GDF-5重组质粒转染兔BMSCs,G418筛选稳定表达株;实验分为转染细胞组、BMSCs组、退变组,2个月后RT-PCR观察椎间盘髓核细...     

不同方式诱导骨髓间充质干细胞的效果比较

背景：以往大多采用转化生长因子β1诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化,但诱导效果不佳。目的：对比分析骨髓间充质干细胞与关节软骨细胞共培养诱导、转化生长因子β1诱导骨髓间充质干细胞分化为软骨样细胞的效果。方法：获取SD大鼠关节软骨细胞和骨髓间充质干细胞,分别设置1∶2,1∶1,2∶1浓度组,以转化生长因子β1 诱导组为对照。经诱导培养20 d后MTT法检测细胞活力,阿利新蓝比色法检测氨基聚糖含量,Western Blot检测Ⅱ型胶原蛋白表达。结果与结论：转化生长因子β1组的吸光度值显著小于软骨细胞和骨髓间充质干细胞1∶1组和软骨细胞和骨髓间充质干细胞2∶1组(P < 0.05)。转化生长因子β1组的氨基聚糖含量和Ⅱ型胶原蛋白表达显著低于软骨细胞和骨髓间充质干细胞(1∶2,1∶1,2∶1)组。软骨细胞和骨髓间充质干细胞1∶1组与软骨细胞和骨髓间充质干细胞2∶1组之间各指标比较差异无显著性意义(P > 0.05)。结果表明关节软骨细胞与骨髓间充质干细胞共培养,可使骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化,且骨髓间充质干细胞对软骨细胞诱导存在饱和现象。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     

骨髓间充质干细胞调控尿激酶型纤溶酶原激活物表达及其对大鼠肝星状细胞凋亡的影响**

背景：骨髓间充质干细胞主要通过旁分泌及激活肝细胞生长因子促进肝星状细胞凋亡。 目的：观察骨髓间充质干细胞对尿激酶型纤溶酶原激活物合成的调控及肝细胞生长因子活性的影响,探讨其诱导肝星状细胞凋亡的机制。 方法：实验分为5组：①共培养组：大鼠骨髓间充质干细胞与肝星状细胞建立上下双层细胞共培养体系。②肝星状细胞单独培养组。③纤维原细胞对照组。④UK122干预组：在骨髓间充质干细胞与肝星状细胞共培养6 h前加入尿激酶型纤溶酶原激活物特异性抑制剂UK122。⑤骨髓间充质干细胞空白对照组。 结果与结论：共培养组尿激酶型纤溶酶原激活物mRNA表达较肝星状细胞单独培养明显增加(P < 0.01)。与肝星状细胞单独培养相比,共培养组的肝星状细胞在与骨髓间充质干细胞共培养24 h后表现明显增殖抑制(P < 0.01),且呈现时间依赖性;骨髓间充质干细胞与肝星状细胞共培养后,活性肝细胞生长因子的蛋白表达及肝星状细胞凋亡增加(P < 0.01)。UK122干预后活性肝细胞生长因子表达及肝星状细胞凋亡减少(P < 0.01)。提示骨髓间充质干细胞通过促进分泌尿激酶型纤溶酶原激活物,增加活性肝细胞生长因子表达,促进肝星状细胞凋亡。     

非接触共培养条件下骨髓间充质干细胞向类髓核细胞的诱导分化

BACKGROUND:Mesenchymal stem cells (MSCs) for the treatment of degenerative disc diseases present a new therapeutic strategy for the structural and functional recovery of the degenerative intervertebral disc. OBJECTIVE:To study the differentiation potential of rabbit bone marrow MSCs (BMSCs) into nucleus pulposus-like cells. METHODS:Passage 3 BMSCs and nucleus pulosus cells (NPCs) extracted from rabbits were assigned into simple BMSCs culture, simple NPCs culture or co-culture group. In the former two groups, BMSCs or NPCs were cultured in 6-well culture plates. In the co-culture group, passage 3 BMSCs and NPCs were cultured on the upper or lower layer of the 6-well Transwell chamber, respectively. Cell morphology was observed by inverted contrast phase microscope. At 7 days of culture, immunocytochemistry, RT-PCR and western blot were used to examine the expression levels of type II collagen and aggrecan. RESULTS AND CONCLUSION:At 7 days of co-culture, BMSCs were polygonal or short spindle-shaped, with no fiber-like changes, and cell morphology was close to that of NPCs. Additionally, the expression levels of type II collagen and aggrecan in the BMSCs co-cultured with NPCs were similar to those in the NPCs cultured alone, but significantly higher than those in the BMSCs culture only. Overall, these results show that coculture of BMSCs with NPCs can induce BMSCs differentiating into an NPCs phenotype, indicating that BMSCs may provide sufficient sources of cells for the biological treatment of degenerative disc diseases.      

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。     

不同代次兔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-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7 d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。     

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。     

转化生长因子β1对骨髓干细胞分化类髓核细胞的影响

背景：转化生长因子β1是骨髓间充质干细胞分化为类髓核细胞的首选生长因子,适当浓度能诱导骨髓间充质干细胞的增殖和分化。 目的：观察不同质量浓度转化生长因子β1对大鼠骨髓间充质干细胞体外向类髓核细胞分化的影响,优化骨髓间充质干细胞体外培养条件。 方法：取成年大鼠股骨骨髓,体外培养、纯化。取第3代成年大鼠骨髓间充质干细胞,实验组用加入不同质量浓度转化生长因子β1(0,1,10,20 μg/L)的HG-DMEM无血清培养液诱导3,7,14,21 d;对照组普通状态下用含体积分数为10%胎牛血清的HG-DMEM培养液自然分化。 结果与结论：10 μg/L转化生长因子β1诱导液诱导的骨髓间充质干细胞蛋白聚糖与Ⅱ型胶原蛋白水平明显高于其他实验组和对照组(P < 0.01)。各实验组14 d时蛋白聚糖的表达均较3,7,21 d时高(P < 0.01)。对照组各时间点蛋白聚糖Aggrecan及Ⅱ型胶原表达均呈阴性。提示10 μg/L的转化生长因子β1能提高大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化类髓核的数量,从而使骨髓间充质干细胞发挥更高的治疗效率。     

骨髓基质细胞促进人胚神经干细胞向神经元的分化

目的:探讨骨髓基质细胞(BMSCs)对人胚神经干细胞(NSCs)分化的影响。方法:采用机械法分离人胚NSCs,成球法进行传代培养,采用免疫荧光染色检测神经上皮干细胞蛋白(Nestin)的表达鉴定NSCs。按培养方式不同,分为NSCs自然分化组、BMSCs和NSCs直接接触共培养组及Transwell共培养组,采用免疫细胞荧光法及免疫印迹法检测各组神经元和星形胶质细胞标志物的表达。结果:在直接接触共培养组和transwell共培养组中,免疫荧光染色显示神经元标志物NSE阳性细胞率明显高于自然分化组,而星形胶质细胞标志物GFAP阳性细胞率低于自然分化组。免疫印迹检测显示Transwell共培养组中NSE表达量显著高于自然分化组,而GFAP表达量低于自然分化组。结论:BMSCs具有促进NSCs向神经元分化的作用。