大鼠骨髓基质干细胞体外培养及定向诱导分化为成骨细胞的实验研究

目的:研究大鼠骨髓基质干细胞体外培养的生长特点和诱导条件下的成骨能力.方法:通过密度梯度离心和贴壁培养法分离大鼠骨髓基质干细胞,应用含地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠的诱导培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化,并检测碱性磷酸酶活性及细胞矿化作用.结果:骨髓基质干细胞呈成纤维细胞样生长,增殖能力强,生长迅速.诱导条件下细胞的碱性磷酸酶活性明显增高,并且出现矿化结节.结论:骨髓基质干细胞易于分离培养及体外扩增,诱导条件下成骨能力肯定,适合作为骨组织工程的种子细胞.     

组织工程骨膜成骨的构建及血管化超微结构的观察

目的 用组织工程方法构建组织工程骨,从超微结构观察成骨过程中成骨细胞、血管再生的变化,探讨小肠黏膜下层作为组织工程骨支架材料促进组织工程骨血管化的优越性.方法 应用密度梯度离心法体外分离、培养骨髓基质干细胞,并将成骨诱导骨髓基质干细胞与小肠黏膜下层复合培养2周.未复合细胞的单纯材料作为空白对照.将复合培养细胞与单纯材料分别植入无胸腺裸鼠皮下,扫描和透射电镜观察植入前和植入后4、8、12周成骨细胞、血管生成的变化过程.结果 体外复合培养见细胞在材料上生长、分化、增殖良好,细胞分泌大量的细胞外基质,置入体内后成骨良好,形成大量的血管;12周后材料被吸收,与周围组织无明显界限.单纯材料中央部位有大量小血管及血管内皮细胞增生,其周围多为成纤维细胞,无成骨细胞.结论 小肠黏膜下层作为以骨髓基质干细胞为种子细胞的支架材料,有利于骨的再生和血管化形成,是一种良好的骨组织工程支架材料.     

幼龄及成龄鼠骨髓基质干细胞生物学特性的比较

目的比较幼龄及成龄大鼠骨髓基质干细胞体外培养过程中生物学特性的差异.方法取3周及3月龄SD大鼠股骨骨髓原代培养基质干细胞.第2代细胞添加诱导成骨培养液,分别通过相差显微镜观察细胞生长,MTT法检测细胞增殖,钙钴法、茜素红染色了解体外矿化,测定细胞总蛋白含量,RT-PCR测Ⅰ型胶原mRNA表达,透射电镜了解细胞及胞外基质分泌来比较两者差异.结果幼鼠细胞增殖更快,倍增时间4.8 d;培养第7天出现较多集落;钙钴法、茜素红染色深染细胞数目多,结节典型;细胞总蛋白含量高.成龄鼠细胞增殖相对慢,倍增时间5.4 d;未见细胞集落,钙化呈片状;细胞总蛋白含量较低.两者琼脂糖电泳均可显示Ⅰ型胶原mRNA条带;超微结构内质网丰富,胞外基质为前胶原样结构.结论不同鼠龄的骨髓基质干细胞经体外诱导均可分化为成骨细胞,考虑到细胞增殖及成骨潜能,幼鼠基质干细胞是研究细胞/生物材料相互作用更理想的工具.     

骨髓基质细胞体外培养的生物学特性和成骨能力初步鉴定

目的体外分离培养狗的骨髓基质细胞（BMSCs），诱导其向成骨细胞分化，初步鉴定其成骨潜能和生物学特性。方法抽取毕格犬髂骨骨髓体外分离培养获得BMSCs，DMEM、新生牛血清培养基进行原代培养，部分传代细胞以含10mmol／L地塞米松、50μg／ml抗坏血酸和10mmol／L β-甘油磷酸钠的矿化培养液诱导其向成骨细胞增殖分化。倒置相差显微镜进行细胞形态学和细胞生长增殖观察，VonKossa法染色检测体外矿化结节形成，细胞碱性磷酸酶染色检测BMSCs的成骨活性。结果体外分离培养的BMSCs经条件培养基诱导后表现出明显的成骨活性，体外矿化（骨样）结节的Von Kossa染色阳性；传代BMSCs碱性磷酸酶染色阳性。结论体外分离培养的BMSCs中含有骨源性前体细胞．传代细胞具有较强的成骨潜能。     

Muse细胞体外诱导为神经前体细胞的初步研究

【目的】 从成人骨髓中分离出Muse细胞,体外诱导成神经前体细胞,为细胞移植修复神经系统损伤提供种子细胞。 【方法】 利用密度梯度离心和差速贴壁法从健康成人骨髓中分离、培养骨髓基质干细胞,通过免疫荧光细胞化学技术和流式细胞仪技术对其进行鉴定;体外扩增、传代6次后利用Muse细胞特征性的SSEA-3/CD105分子表型阳性,通过流式细胞仪从骨髓基质干细胞中分选出Muse细胞并进行体外培养,观察其干细胞成球特性;对Muse细胞进行胰蛋白酶孵育,分析其应激耐受能力;利用免疫荧光细胞化学技术和RT-PCR技术检测Muse细胞的多能干细胞标记物表达情况;通过在培养基中添加成纤维细胞生长因子、表皮生长因子等对Muse细胞向神经前体细胞方向进行体外诱导,观察神经前体细胞的干细胞成球情况,利用免疫荧光细胞化学技术和RT-PCR技术对其进行表型鉴定并观察神经前体细胞标记物的表达情况。 【结果】 从成人骨髓中分离出骨髓基质干细胞,免疫荧光细胞化学检测和流式细胞仪检测结果显示CD90表达阳性、CD45和CD11b表达阴性;通过流式细胞仪从骨髓基质干细胞中分选出约0.5%的Muse细胞进行培养,细胞聚集成球,悬浮生长,表现为胰蛋白酶耐受;免疫荧光细胞化学检测和RT-PCR检测结果显示Muse细胞表达多能干细胞标记物Nanog、Oct4、Sox2阳性;体外诱导Muse细胞向神经前体细胞方向分化,观察到细胞成球现象,免疫荧光细胞化学检测和RT-PCR检测结果显示诱导后细胞表达神经前体细胞标记物nestin、βIII-tubulin。 【结论】 从成人骨髓中成功分离出Muse细胞,具有多能干细胞特性,经体外诱导形成神经前体细胞,为以后组织工程移植修复神经损伤提供新的种子细胞。     

兔MSCs-PGA复合物在RCCS中的成骨潜能

目的探讨联合应用兔骨髓基质干细胞(MSCs)、聚乙醇酸(PGA)支架材料和成骨诱导因子在旋转式细胞培养系统(RCCS)中构建组织工程化骨的可行性.方法利用密度梯度离心法分离培养兔骨髓基质干细胞,采用动力接种方法形成骨髓基质干细胞-PGA支架复合物,以成骨条件培养液为生长介质,在RCCS中进行培养用趋骨性荧光素四环素标记、茜素红染色以及扫描电镜、透射电镜观察,研究细胞-PGA支架在RCCS中的成骨潜能.结果组织化学研究显示,兔骨髓基质干细胞-PGA支架结构在RCCS中培养第7d时,茜素红钙质染色呈弱阳性反应,至第21d及28d时,茜素红钙质染色呈强阳性反应.荧光显微镜下,培养组织经趋骨性荧光素四环素标记呈现金黄色荧光,荧光亮度与分泌物堆积程度成正相关,与钙质染色阳性反应结果一致.超微结构观察,见骨髓基质干细胞合成分泌胶原纤维,释放基质小泡,并出现钙盐沉积,形成丛毛球状钙球,最终形成骨组织结论在旋转式细胞培养系统中,骨髓基质干细胞-PGA支架结构具有形成类似活体骨组织特征的组织工程化骨的潜能.     

组织工程骨膜成骨的构建及血管化超微结构的观察

目的用组织工程方法构建组织工程骨,从超微结构观察成骨过程中成骨细胞、血管再生的变化,探讨小肠黏膜下层作为组织工程骨支架材料促进组织工程骨血管化的优越性。方法应用密度梯度离心法体外分离、培养骨髓基质干细胞,并将成骨诱导骨髓基质干细胞与小肠黏膜下层复合培养2周。未复合细胞的单纯材料作为空白对照。将复合培养细胞与单纯材料分别植入无胸腺裸鼠皮下,扫描和透射电镜观察植入前和植入后4、8、12周成骨细胞、血管生成的变化过程。结果体外复合培养见细胞在材料上生长、分化、增殖良好,细胞分泌大量的细胞外基质,置入体内后成骨良好,形成大量的血管;12周后材料被吸收,与周围组织无明显界限。单纯材料中央部位有大量小血管及血管内皮细胞增生,其周围多为成纤维细胞,无成骨细胞。结论小肠黏膜下层作为以骨髓基质干细胞为种子细胞的支架材料,有利于骨的再生和血管化形成,是一种良好的骨组织工程支架材料。     

胎兔骨髓基质前成骨细胞的培养及鉴定

为了证实体外培养的胎兔骨髓基质骨祖细胞具有成骨细胞系特征。采用胎兔长管骨骨髓细胞 ,加入 DMEM培养 ,传代四代后 ,用活体相差显微镜、透射电镜、组织化学染色、免疫组化等方法进行观测。结果显示体外培养的基质细胞具有成骨细胞系特征。提示胎兔骨髓基质骨祖细胞 ,可以作为修复骨缺损的种子细胞。     

兔MSCs-PGA复合物在RCCS中的成骨潜能

目的：探讨联合应用兔骨髓基质干细胞（MSCs）、聚乙醇酸（PGA）支架材料和成骨诱导因子在旋转式细胞培养系统（RCCS）中构建组织工程化骨的可行性。方法：利用密度梯度离心法分离培养兔骨髓基质干细胞，采用动力接种方法形成骨髓基质干细胞-PGA支架复合物，以成骨条件培养液为生长介质，在RCCS中进行培养。用趋骨性荧光素四环素标记、茜素红染色以及扫描电镜、透射电镜观察，研究细胞-PGA支架在RCCS中的成骨潜能。结果：组织化学研究显示，兔骨髓基质干细胞-PGA支架结构中RCCS中培养第7d时，茜素红钙质染色呈弱阳性反应，至第21d及28d时，茜素红钙质染色呈强阳性反应。荧光显微锏上，培养组织趋骨性荧光素四环素标记呈现金黄色荧光，荧光亮度与分泌物堆积程度成正相关，与钙质染色阳性反应结果一致。超微结构观察，见骨髓基质干细胞合成分泌胶原纤维，释放基质小泡，并出现钙盐沉积，形成丛毛球状钙球，最终形成骨组织。结论：在旋转式细胞培养系统中，骨髓基质干细胞-PGA支架结构具有形成类似活体骨组织特征的组织工程化骨的潜能。     

绿色荧光蛋白标记兔BMSCs体外成骨的定量能谱分析

目的观察绿色荧光蛋白( GFP)标记的兔骨髓间充质干细胞( BMSCs)成骨诱导后形态学改变和体外骨生成中矿化钙结节的形成,并结合扫描电镜和X射线能谱分析技术( SEM/EDS)对矿化钙结节元素进行定量能谱分析。方法
　　用携带GFP基因的腺病毒转染兔BMSCs进行示踪标记,并诱导细胞向成骨方向分化,通过倒置荧光显微镜、钙结节茜素红染色观察成骨诱导后细胞形态改变和矿化钙结节的形成,结合SEM/EDS技术观测矿化钙结节的表面微观结构及其元素构成。结果腺病毒介导GFP基因( Ad-GFP )转染兔 BMSCs后在荧光显微镜下观察到绿色荧光,经成骨诱导后细胞形态向成骨方向分化,并形成不透光的矿化钙结节,钙结节茜素红染色见红色矿化结节,SEM下见矿化钙结节散布于细胞中,细胞重叠生长,分泌基质旺盛。 EDS分析显示矿化钙结节主要组成元素与正常骨组织相同,其钙磷比(Ca/P)为1.55,接近正常骨组织钙磷比1.49。结论 Ad-GFP能成功转染并标记兔BMSCs,成骨诱导后BMSCs向成骨方向分化,具备较好的骨生成能力,BMSCs体外矿质化成骨过程与体内基本相同。     

兔骨髓基质细胞在诱导条件下的成骨特性

目的 观察兔骨髓基质细胞的生长特点及诱导条件下的成骨能力。方法 使用密度梯度离心分离兔骨髓基质细胞进行培养，保留贴壁细胞传代，观察在培养液中添加地塞米松，维生素C，β－甘油磷酸钠条件下骨髓基质细胞生长及成骨分化情况。结果 骨髓基质细胞呈成纤维细胞样表现，增殖能力强。诱导条件下第2代细胞的碱性磷酸酶活性明显增高，10－12d达到最高峰，并且出现矿化结节。结论 使用本实验方法，获得的骨髓基质细胞成骨能力肯定，增殖能力强，可作为骨组织工程的种子细胞。     

胎兔骨髓基质前成骨细胞的培养及鉴定

为了证实体外培养的胎兔骨髓基质骨细胞具有成骨细胞系特征。采用胎兔长管骨骨髓细胞，加入ＤＭＥＭ培养，传代四代后，用活体相差显微镜、透射电镜、组织化学染色，免疫组化等方法进行了观测。结果显示体外培养的基质细胞具有成骨细胞系特征。提示胎兔骨髓基质骨祖细胞，可以作为修复骨缺损的种子细胞。     

来源于骨髓和脐带血的基质细胞基本特性的比较

目的比较骨髓与脐带血细胞体外培养基质细胞的基本特性,为基质细胞的选择应用提供依据.方法用Dexter长期培养体系培养骨髓和脐带血基质细胞,以细胞增殖、细胞形态、细胞化学染色、细胞表面及基质细胞支持另一骨髓细胞形成的鹅卵石造血区(CAFC),长期培养起始细胞(LTC-IC)为指标,比较两者的生长特性、成分及功能.结果①细胞生长特性:出现贴壁细胞时间,骨髓细胞为培养3d,脐带血细胞为培养5～6d;细胞融合成片时间,骨髓细胞为培养10～14d,脐带血细胞为培养12～18d;第21天细胞增殖数,骨髓比脐带血细胞增殖少;②细胞成分:21d培养后细胞成分,骨髓来源者以成纤维细胞为主,其次是巨噬细胞与内皮细胞,脂肪细胞最少;脐带血细胞来源者,以巨噬细胞为主,其次是内皮细胞、成纤维细胞,偶见脂肪细胞;细胞化学与上述结果基本一致;细胞表面抗原检测,CD14、CD45的表达骨髓细胞明显低于脐带血细胞;③细胞功能:骨髓来源的基质细胞较脐带血细胞的基质细胞支持另一骨髓细胞形成的CAFC和LTC-IC明显多.结论①生长特征:形成贴壁细胞时间骨髓较脐带血短,骨髓细胞比脐带血细胞有核细胞数增殖快、持续时间相对短;②细胞成分特性:骨髓来源形成的基质细胞以成纤维细胞为主,脐带血来源者以巨噬细胞为主;③细胞功能特性:骨髓细胞形成的贴壁细胞较脐带血细胞形成的贴壁细胞更利于CAFC、LTC-IC生长.     

骨髓基质干细胞-藻酸钙复合物构建骨组织的实验研究

目的研究犬骨髓基质干细胞(BMSCs)体外成骨活性和在犬体内异位成骨能力,探讨其作为骨组织工程种子细胞的可能性. 方法抽取成年犬骨髓,梯度离心法获取单个核细胞,条件培养液体外培养、诱导、扩增后,进行组织化学、免疫细胞化学染色,透射电镜下观察其成骨活性.将培养的第3代细胞与藻酸钙所形成的复合物植于犬皮下,3月后行组织学检测. 结果体外培养的BMSCs Von Kossa染色可见钙结节,AKP染色及I型胶原、Osf2/Cbfα1、骨钙素免疫细胞化学染色先后呈现阳性;透射电镜下见基质钙化;组织学检测提示细胞-藻酸钙复合物体内培养3月后形成骨样组织. 结论BMSCs在大量扩增的同时,在一定条件下能向成骨细胞分化,细胞与藻酸钙复合物能在具免疫力的哺乳动物皮下形成骨样组织.BMSCs可作为骨组织工程较理想的种子细胞.     

骨髓基质细胞体外成骨能力的实验研究

目的 研究骨髓基质细胞(BMSc)的体外成骨能力，为骨组织工程研究提供细胞来源。方法 采用密度梯度离心法将兔BMSc自小量骨髓中分离培养，并观察第2代BMSc在地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠诱导条件下的生长及成骨分化情况。结果 BMSc呈成纤维细胞样表现，增殖能力强，在诱导条件下碱性酸酶活性明显增高，并出现矿化结节。结论 BMSc体外增殖能力强，成骨能力肯定。地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠可促进BMSc向成骨细胞分化。     

兔骨髓基质细胞与自体牙骨质片的体外附着生长

目的:探索兔骨髓基质细胞与自体牙骨质片的体外附着生长规律. 方法:体外分离培养新西兰大白兔骨髓基质细胞,接种于牙片联合培养4 wk,通过倒置相差显微镜、扫描电镜观察细胞与材料附着情况. 结果:骨髓基质细胞附着牙骨质片生长良好,贴附紧密,并能形成新生的类牙骨质样矿化组织. 结论:骨髓基质细胞能在牙骨质片上附着生长并形成新生矿化组织,是理想的牙周组织工程种子细胞.     

兔骨髓成骨样细胞体外培养及生物学特性观察

目的建立一种体外培养兔骨髓成骨样细胞的生物学模型,并对其生物学特性进行研究.方法抽取日本大耳兔骨髓液经离心得骨髓单个核细胞,以1×106/ml的细胞浓度进行培养,2周后得到贴壁生长的单层细胞.随后进入传代培养,通过倒置显微镜、扫描电镜、透射电镜、HE染色、碱性磷酸酶染色后光镜观察及I型、Ⅲ型胶原检测等手段对所获得的细胞进行生物学特性研究.结果获得的成骨样细胞呈多种形态,有长短不一、粗细不匀、互相连接的胞质突起,可互相重叠呈复层生长.胞质丰富,富含线粒体、粗面内质网、高尔基体等.细胞经连续传代,形态与功能不变.细胞富含碱性磷酸酶活性,I型胶原染色阳性,与典型成骨细胞的生物学特性相似.结论用兔骨髓基质细胞在体外能培养出成骨样细胞,为成骨细胞复合人工骨移植修复骨缺损提供了理论依据.     

造血基质干细胞的研究（V）骨源性造血基质细胞的培养

将小鼠骨皮质移植在同系小鼠的腹部皮下，２周后取出进行体外培养。结果表明：骨皮质内的基质细胞具有很强的增殖能力，经过４～５周纯化后，体系内可见大量的基质细胞和细胞球；与骨髓细胞进行比较，发现此细胞较骨髓内基质细胞贴壁时间稍晚，但细胞增殖力较强，贴壁层内细胞组成及特性与骨髓基质细胞相似。提示骨皮质或骨小梁是骨髓基质细胞的源泉，其内的细胞在特定条件下，可以分化成造血基质细胞     

造血基质干细胞的研究（Ⅴ）骨源性造血基质细胞的培养

将小鼠骨皮质移植在同系小鼠的腹部皮下，２周后取出进行体外培养。结果表明，骨皮质内的基质细胞具有很强的增殖能力，经过４－５周纯化后，体系内可见大量的基质细胞和细胞２球；与骨髓细胞进行比较，发现此细胞较骨髓内基质细胞贴壁时间稍晚，但细胞增殖力较强，贴壁层内细胞组成及特性与骨髓基质细胞相似。     

人骨髓基质干细胞体外三维立体培养的实验研究

目的：探讨人骨髓基质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells, hBMSCs)在部分脱钙骨三维支架上立体培养的可行性。方法：将自人骨髓中分离出的骨髓基质干细胞进行培养、扩增,接种于多孔的部分脱钙骨支架上,通过荧光活性染料DiI标记和扫描电镜观察骨髓基质干细胞在部分脱钙骨上的生长和粘附情况,并测量hBMSCs在部分脱钙骨上的粘附率。结果：hBMSCs在部分脱钙骨上的粘附率为(99.1±1)%;DiI标记的细胞于接种后第2、4、7天激光共聚焦检测,见支架空隙中细胞逐渐增多;电镜观察,接种7天后,电镜下见细胞覆盖了部分脱钙骨表面;自部分脱钙骨中份切开,横断面电镜观察见断面中充满细胞。结论：hBMSCs在部分脱钙骨支架的三维立体环境中生长良好,是一种较好的体外培养方法。