胶原海绵复合新生大鼠原代心肌细胞构建工程化心肌组织

目的:探索以胶原海绵为支架、新生大鼠原代心肌细胞为种子细胞,于体外构建工程化心肌组织的方法。方法:实验于2005-12/2006-11在解放军第四军医大学西京医院心内科实验室完成。Ⅰ型胶原海绵剪切成方形片状(2.0cm×1.4cm×0.2cm),经60Co照射消毒,于DMEM培养液中水化1h左右。另取1d龄SD大鼠心脏,剪成小碎块,然后用2.5g/L胰蛋白酶于37℃中消化,吸取上清至含胎牛血清的DMEM中,重复消化四五次,用差速贴壁法除去大部分成纤维细胞,将细胞沉淀用DMEM培养液以2×109L-1的密度悬浮备用。将上述的心肌细胞悬液1mL缓慢滴注于玻璃模型中的胶原海绵上,然后置于细胞培养中培养。肉眼及显微镜主要观察工程化心肌组织在培养期间的自发收缩情况,包括收缩的部位、强度、频率、一致性以及收缩随时间变化的情况。苏木精-伊红染色观察工程化心肌组织内胶原纤维的变化,细胞形态,胞核的形状及细胞之间的连接。免疫组织化学染色和透射电镜观察工程化心肌组织片的形态和功能。结果:①细胞接种于胶原海绵上1d后,细胞/胶原复合物的凝胶化过程基本完毕,体积保持恒定,维持至培养结束,第3天细胞/胶原复合物局部出现点片状自发收缩,第5天整个细胞/胶原复合物出现同步化自发收缩,收缩频率61～199次/min。2周后37.5%的工程化心肌组织的自发收缩活动减弱,但75%的工程化心肌组织的自发收缩活动持续至培养结束。②苏木精-伊红染色、免疫组织化学染色和透射电子显微镜显示,工程化心肌组织内细胞间连接广泛存在,细胞多呈纵向分布,胞核呈长圆形,胞浆内α-肌节肌动蛋白阳性,胞内肌原纤维排列整齐,可见到心肌特异性的肌小节结构和Z线,多数细胞具有分化的心肌细胞表型。结论:用新生大鼠原代心肌细胞为种子细胞、以Ⅰ型胶原海绵为支架材料,构建出的工程化心肌组织,于体外可长时间持续自发收缩,该细胞/胶原复合物的形态结构与生理功能均类似于成熟大鼠心肌组织。     

新生大鼠肝细胞分离及体外培养方法

背景:新生大鼠肝细胞是中度分化细胞,兼具肝祖细胞和成熟肝细胞的特性和功能,是研究肝细胞特性的理想细胞来源.目的:探讨新生大鼠肝细胞分离及体外培养方法.设计、时间及地点:细胞学体外实验,于2008-03/08 在解放军总医院普通外科研究所完成.材料:SD新生大鼠,雌雄不限,3月龄.方法:采用组织块-胰酶冷消化法和多步低速离心获取新生大鼠肝细胞,给予含体积分数10%胎牛血清的HepatoZYME-SFM培养基体外二维培养.采用相差显微镜观察、MTT分析、PAS染色和脲酶法对培养的肝细胞生长及功能进行检测和分析.主要观察指标:肝细胞形态、活性,糖原水平,培养上清中的尿素浓度.结果:分离纯化的新生大鼠肝细胞总数1.0×10~6～2×10~6/肝,活力在90%以上, 光镜下肝细胞呈圆形或卵圆形,核大而圆,胞体较成熟肝细胞小.通过多步低速离心可去除红细胞、其他非实质细胞和死亡的肝细胞,其纯度可达95%以上.肝细胞活性在培养初期即缓慢上升,至第3天时开始快速增殖,第11天时达到高峰,与第1天相比差异有显著性意义(P=0),但随后又缓慢降低,到15天时与第11天相比差异有显著性意义(P=0)培养的肝细胞贴壁生长,并保持肝细胞特异细胞形态.培养至第7天的肝细胞PAS染色呈强阳性,之后阳性细胞逐渐减少,至15 d时可见少量阳性细胞.培养上清中尿素在培养初期基本没有变化,培养至第7天时显著下降.结论:组织块-胰酶冷消化法和HepatoZYME-SFM培养基二维培养为种简单有效的新生大鼠肝细胞分离培养方法.     

体外构建犬组织工程化食管的初步试验

背景:近年来组织工程技术的发展为人工食管的研究开辟了新的思路,有研究者应用体外培养的食管黏膜上皮细胞接种于复合高分子材料上,构建组织工程食管获得成功.目的:探讨应用体外培养的犬食管黏膜上皮细胞种植于猪的主动脉脱细胞基质支架上,构建组织工程化人工食管的可行性.设计:观察实验.单位:泰山医学院中心实验室.材料:实验于2004-06/2004-12在泰山医学院中心实验室完成,选用3只出生24 h内杂种犬,由泰山医学院动物园提供. 实验过程中对动物的处置过程符合动物伦理学标准.二氧化碳培养箱MCO-15AC(SANYO),RC-26低温高速离心机(杜邦).胰蛋白酶、转铁蛋白、Ⅱ型胶原酶(GIBCO);DMEM、DispaseⅡ分离酶、鼠抗人角蛋白单克隆抗体(Sigma).方法:用酶-去污剂法对猪主动脉进行脱细胞处理,体外分离、培养、扩增新生杂种犬的食管黏膜上皮细胞,接种于去细胞基质支架体外培养,种植后3天、1周通过组织学及电镜观察食管黏膜上皮细胞在脱细胞基质支架上的生长情况.主要观察指标:体外培养的食管黏膜上皮细胞的形态;脱细胞基质与犬食管上皮细胞的生物相容性.结果:酶化学除垢剂法能使猪主动脉细胞脱落,基质三维结构变疏松.体外扩增的犬食管黏膜上皮细胞可以种植在脱细胞基质上并能生长,增殖.结论:脱细胞的基质与犬食管上皮细胞具有良好的生物相容性,能结合在一起并形成人工食管移植体.     

猪骨髓间充质干细胞体外诱导构建组织工程化软骨

目的:如何修复气管缺损是一项医学难题,组织工程技术有望解决这一难题.要构建工程化气管软骨,种子细胞是关键因素之一.探讨利用组织工程方法,将猪骨髓间充质干细胞在体外诱导、培养后,构建软骨组织的可能性.方法:实验于2006-10/2007-05在北京协和医院中心实验室完成.①实验材料:小型猪6只由中国农业大学提供,雌雄不限,体质量15～20 kg;聚羟基乙酸纤维(Equl.com.美国).②实验过程及评估:抽取猪的胸骨骨髓, 经密度梯度离心法在体外进行分离、纯化,得到骨髓间充质干细胞, 并在含有转化生长因子β1的特定培养基内进行培养、诱导,免疫组织化学检测诱导细胞Ⅱ型胶原分泌.将诱导分化的骨髓间充质干细胞接种于聚羟基乙酸支架上,将其作为实验组;对照组为未接种细胞的单纯聚羟基乙酸支架;将两组标本环行包裹于直径为0.4 cm的离心管外表面,植入自体猪皮下,进行体内培养,分别于6,8,10周后取材,进行大体观察和组织学检测,评估工程化软骨的形成.结果:①通过密度梯度离心法可获取骨髓间充质干细胞,对其进行培养扩增后可获得较多的细胞.②猪骨髓间充质干细胞通过特定的诱导后可向软骨细胞分化,诱导细胞Ⅱ型胶原免疫组织化学检测结果为阳性.③猪骨髓间充质干细胞-聚羟基乙酸复合物经过体内第6,8,10周培养后,标本出现软骨组织外观,进行组织学切片可见软骨陷窝,Ⅱ型胶原蛋白的免疫组织化学检测为阳性.结论:猪骨髓间充质干细胞在成软骨诱导剂作用下,经体外和体内培养后,可生成组织工程化软骨.     

以3种材料为载体体外构建组织工程软骨

背景:纤维胶原蛋白被公认是菲常理想的载体,但其胶性易流动,降解较快,且通透性有待置疑.而海绵状胶原蛋白多微孔,三维立体结构,吸附性好,临时基质与细胞基质相近(Ⅱ型胶原),作者所查文献中作为骨髓间充质干细胞载体用于软骨形成的报道较少.目的:对比观察骨髓间充质干细胞在纤维蛋白海绵、生物蛋白海绵、明胶海绵载体中软骨形成的能力和可行性.设计、时间及地点:体外对比观察实验,于2004 12/2008-08在海南省人民医院中心实验室完成.材料:纤维胶原蛋自海绵由美国Sigma公司提供,生物蛋白海绵(主要成分为Ⅱ型胶原,并吸附定量的碱性成纤维细胞生长因子)由辽宁绿谷制药有限公司提供,明胶海绵由南京金陵制约有限公司提供.方法:抽取猪髂骨骨髓血,用密度梯度离心法分离出有核细胞,在含转化生长因子β 1的DMEM培养液中扩增骨髓间充质干细胞,将第3代骨髓间充质干细胞以载体内多点注射和表面点滴法植于Ⅱ型纤维胶原蛋白海绵、生物蛋白海绵及明胶海绵3种载体上,继续以含有转化生长凶子β 1的DMEM培养液体外培养.主要观察指标:观察细胞的生长情况,于4周取材进行大体组织观察,组织学分析及超微结构观察.结果:骨髓间充质干细胞存体外分离后可在转化生长因子β 1培养液下扩增.纤维胶原蛋白海绵组可见少量的软骨基质与细胞:生物蛋白海绵组可见较多的基质与软骨细胞,细胞生长活跃,明胶海绵组可见少量散在的胶原基质,但无细胞生长.生物蛋白海绵组软骨细胞阳性数量多于纤维胶原蛋白海绵组(P<0.01),两组都明显多于明胶海绵组(P<0.01).结论:骨髓间充质干细胞在生物蛋白海绵载体中软骨形成能力最强,纤维蛋白海绵次之,而明胶海绵与细胞生长不同步,软骨形成能力最差.     

以胶原凝胶为支架原位构建可注射型工程化肝

背景：为了解决肝移植供体的不足，最具潜力的肝组织工程技术悄然兴起，为肝组织的修复与功能重建开辟了新的前景。目的：探索一种以新生大鼠肝细胞为种子细胞，以胶原凝胶为支架材料，可原位注射的工程化肝组织构建方法。设计、时间及地点：以动物为观察对象的实验方法探索，于2007—03／2008—02在解放军总医院普通外科研究所完成。材料：成年雌性SD大鼠及出生24h以内的雄性新生SD大鼠。方法：以胰酶消化法获取新生大鼠肝细胞，以PKH26标记后与液态胶原复合，采用注射方法植入大鼠肝脏。主要观察指标：于肝细胞／胶原凝胶复合物植入当天及植入后第3，7天序贯取样、切片，分别行苏木精-伊红染色和自蛋白免疫组织化学染色后对“类肝组织”进行形态学观察，并观察植入细胞的示踪荧光。结果：①以胶原为基质构建的工程化肝组织能方便地植入到肝脏。②荧光显微镜观察到移植区域主要由PKH26阳性细胞组成。③苏木精伊红染色显示，移植区域肝细胞在胶原凝胶中可存活、生长。④免疫组织化学染色证实植入肝细胞能够表达自蛋白。结论：以新生大鼠肝细胞，胶原凝胶为基础构建可原位注射的工程化肝组织是可行的，这种方法对于发展以组织工程为基础的原位肝脏重建具有良好的应用前景。     

脊髓组织工程的体外构建

目的:观察神经干细胞在聚乳酸-羟基乙酸支架上的生长和分化行为,探讨组织工程体外构建人工脊髓修复脊髓损伤。方法:实验于2005-10/2006-06在南京医科大学第一附属医院中心实验室完成。①在聚乳酸-羟基乙酸支架(孔径200～300μm,孔隙率90%,聚乳酸/聚羟基乙酸=75∶25;山东医疗器械研究所)上种植孕14d的胚胎大鼠脑细胞,培养7d。②将培养7d的聚乳酸-羟基乙酸支架置入含体积分数为0.05的胎牛血清和含脑源性神经营养因子20μg/L的DMEM/F12培养基中继续培养5d,诱导其向神经元分化。③用倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞在聚乳酸-羟基乙酸支架上的生长和分化行为;应用免疫组织化学鉴定聚乳酸-羟基乙酸支架上培养的细胞。结果:①神经干细胞生长形态:神经干细胞克隆球充满聚乳酸-羟基乙酸支架孔隙,其形状近似孔隙的不规则几何形状。②神经干细胞超微结构:诱导分化后,大量神经干细胞长出的神经突触跨越支架孔隙的三维空间结构,布满支架的表面和孔隙,并彼此建立了突触联系。③诱导分化前后的聚乳酸-羟基乙酸石蜡切片免疫组织化学鉴定结果:诱导分化前后免疫组织化学鉴定分别为巢蛋白和微管相关蛋白2抗体阳性,说明诱导分化前是神经干细胞,诱导分化后有神经元形成。结论:聚乳酸-羟基乙酸适合神经干细胞的生长和分化,其孔隙结构规范调节了神经干细胞生长增殖的空间排列,而脑源性神经营养因子调控了神经干细胞的分化方向,可以利用该支架的空间结构和细胞因子适度调控神经干细胞在聚乳酸-羟基乙酸上的生长和分化构建脊髓组织。     

In vitro gray scale echography of protein-lipid fluid collections in liver tissue

Three types of protein-lipid fluid collections–homogenized milk, buttermilk, and yogurt –were studied in liver tissue by in vitro gray scale echography. These fluid collections are capable of producing internal echoes, dampened sound transmission, partial acoustic “shadows,” and ill-defined interfaces with hepatic parenchyma. Such effects may preclude universal detection of purulent hepatic abscesses when they contain similar types of substances.     

In vitro culture of hepatocytes on polythene discs]

The Author describes a tissue culture method, of human embryo liver cells, on polythene discs. Advantages of this method are: persistence of cell morphology and liver architecture, good reaction of cells to traumatic squashing. This method can be used for control of continuous cell line and for in vitro colture of bioptic fragments.     

人脐带Wharton胶中间充质干细胞体外无支架组织工程软骨的构建

背景:构建组织工程软骨的方法多为自体种子细胞复合天然或合成物支架,目前多存在种子细胞来源有限、支架安全性和生物相容性、以及细胞在支架中分布不均的问题.目的:探讨人脐带Wharton胶中间充质干细胞向软骨诱导分化并体外构建无支架组织工程软骨的可行性.方法:分离培养人脐带Wharton胶中的间充质干细胞,进行流式细胞学鉴定.对软骨诱导前后的细胞进行组织学和免疫组织化学染色,对其表达的葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原进行定量研究,并应用RT-PCR检测软骨诱导前后Ⅱ型胶原和Sox-9mRNA的表达.采用密集诱导培养→离心管培养→生物反应器培养,进行体外构建无支架软骨组织.结果与结论:人脐带Wharton胶富含干细胞,流式细胞仪检测结果显示这些细胞不表达造血干细胞标志,表达CD44,CD105、CD271等间充质干细胞表面标志;HLA-ABC阳性表达,HLA-DPDQDR阴性表达.未进行软骨诱导的细胞弱表达软骨细胞标志,诱导后葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原显著增高.RT-PCR结果显示人脐带Wharton胶间充质干细胞诱导前后均表达Sox-9、Ⅱ型胶原mRNA.说明人脐带Wharton胶间充质干细胞具有前软骨细胞的特性.采用密集诱导培养结合生物反应器培养,不用支架,体外可以构建成大块组织工一[程软骨.表明人脐带Wharton胶间充质干细胞是一种良好的构建组织工程软骨的种子细胞.     

肝纤维化大鼠血清体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞的分化

背景：近年来临床运用骨髓间充质干细胞移植治疗晚期肝纤维化取得了较好疗效,但由于肝源稀少,骨髓干细胞体外分化为成熟肝细胞的技术仍然不成熟。目的：探讨骨髓间充质干细胞体外诱导其分化为肝细胞的可行性。方法：构建大鼠肝纤维化模型,分离、纯化并鉴定大鼠骨髓间充质干细胞,制备正常及肝纤维化大鼠血清,取第3代骨髓间充质干细胞分组培养,分别加入以下培养基：DMEM＋体积分数10%胎牛血清;肝细胞生长培养基（HGM）＋体积分数5%胎牛血清;HGM＋5%正常大鼠血清;HGM＋5%肝纤维化大鼠血清;HGM＋5%肝纤维化大鼠血清＋25μg肝细胞生长因子。观察各组细胞形态变化,MTT法测定细胞生长曲线,采用Realtime-PCR检测甲胎蛋白和细胞角蛋白18的表达,溴甲酚绿法检测上清液中白蛋白水平,ELISA法检测培养上清液中转化生长因子β1表达。结果与结论：正常大鼠血清能促进骨髓间充质干细胞的增殖;肝纤维化大鼠血清对骨髓间充质干细胞促增殖作用最好,且能有效诱导其向肝细胞分化,联合使用肝细胞生长培养基能提高分化率。     

肝纤维化大鼠血清体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞的分化

背景:近年来临床运用骨髓间充质干细胞移植治疗晚期肝纤维化取得了较好疗效,但由于肝源稀少,骨髓干细胞体外分化为成熟肝细胞的技术仍然不成熟.目的:探讨骨髓间充质干细胞体外诱导其分化为肝细胞的可行性.方法:构建大鼠肝纤维化模型,分离、纯化并鉴定大鼠骨髓间充质干细胞,制备正常及肝纤维化大鼠血清,取第3 代骨髓间充质干细胞分组培养,分别加入以下培养基:DMEM+体积分数10%胎牛血清;肝细胞生长培养基(HGM)+体积分数5%胎牛血清;HGM+5%正常大鼠血清;HGM+5%肝纤维化大鼠血清;HGM+5%肝纤维化大鼠血清+25 μg 肝细胞生长因子.观察各组细胞形态变化,MTT 法测定细胞生长曲线,采用Realtime-PCR 检测甲胎蛋白和细胞角蛋白18 的表达,溴甲酚绿法检测上清液中白蛋白水平,ELISA 法检测培养上清液中转化生长因子β1 表达.结果与结论:正常大鼠血清能促进骨髓间充质干细胞的增殖;肝纤维化大鼠血清对骨髓间充质干细胞促增殖作用最好,且能有效诱导其向肝细胞分化,联合使用肝细胞生长培养基能提高分化率.