重组碱性成纤维细胞生长因子基因转染对于骨髓源性成骨细胞的生物学特性及对血管生成的影响

背景:碱性成纤维细胞生长因子对来源于中胚层和神经外胚层的细胞具有明显的促进增殖作用,对骨髓间充质干细胞具有间接的成骨作用.目的:观察碱性成纤维细胞生长因子基因转染对骨髓源性成骨细胞生物学特性和血管生成的影响,与骨髓间充质干细胞作对比.设计、时间及地点:对比分析基因转染效果实验,于2007-11-27/2008-12-01在南方医科大学珠江医院中心实验室和动物实验中心完成.材料:2月龄新西兰大白兔用于骨髓间充质干细胞的分离培养及成骨细胞诱导.5周龄Wistar大鼠用于移植实验.牛pcDNA3-bFGF真核表达质粒由中山大学中山医学院免疫教研室徐霖博士惠赠.方法:分离兔骨髓间充质干细胞和骨髓源性成骨细胞,采用脂质体介导将牛pcDNA3-bFGF真核表达质粒分别转染体外培养的兔骨髓间充质干细胞和诱导的骨髓源性成骨细胞,G418筛选.稳定转染碱性成纤维细胞生长因子的骨髓源性成骨细胞与磷酸钙胶原材料复合培养,植于Wistar大鼠后腿肌袋内,正常饲养2,4周后取出植入的复合材料,观察血管新生情况.主要观察指标:碱性成纤维细胞生长因子转染前后骨髓间充质干细胞和骨髓源性成骨细胞生物学特性参数的比较以及骨髓源性成骨细胞转染碱性成纤维细胞生长因子前后新生血管数目的比较.结果:利用RT-PCR、免疫细胞化学染色分析转染细胞的碱性成纤维细胞生长因子表达情况.从形态、增殖特性和细胞周期、碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原等方面分析稳定表达碱性成纤维细胞生长因子的骨髓间充质干细胞和骨髓源性成骨细胞生物学特性.重组牛pcDNA3-bFGF真核表达质粒成功转染目的细胞,经G418筛选稳定表达.转染的细胞有大量目的基因mRNA转录和目的蛋白表达.转染碱性成纤维细胞生长因子基因的骨髓间充质干细胞和骨髓源性成骨细胞生长均加快,细胞周期中增殖期细胞比例明显增加,细胞形态无明显变化.转染与未转染的骨髓源性成骨细胞比较,碱性磷酸酶的分泌量无明显变化(P＞0.05),转染后骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶分泌量小于骨髓源性成骨细胞(P＜0.01).骨髓源性成骨细胞转染与未转染碱性成纤维细胞生长因子基因组均有Ⅰ型胶原mRNA表达,但是,转染和未转染的骨髓间充质干细胞中均无Ⅰ型胶原基因mRNA转录.转染有外源性碱性成纤维细胞生长因子基因的复合材料部分被增生纤维结缔组织包绕,内有新生血管生成,随着时间的延长而增多.结论:稳定表达碱性成纤维细胞生长因子的骨髓间充质干细胞和骨髓源性成骨细胞增殖较快,但作为组织工程骨的种子细胞,骨髓源性成骨细胞较骨髓间充质干细胞更理想.外源碱性成纤维细胞生长因子基因转染后稳定表达,对新生血管的形成具有促进作用,可以作为组织工程化人工骨种子细胞转染的目的基因.     

锌及碱性成纤维细胞生长因子单独或联合应用体外培养骨髓间充质干细胞的生长及增殖

背景:如何简便有效的在体外大量扩增骨髓间充质干细胞,已成为神经科学研究热点.目的:观察锌及碱性成纤维细胞生长因子单独或联合应用对骨髓间充质干细胞体外生长及增殖的影响,以寻求体外快速、大量增殖骨髓间充质干细胞的有效方法.方法:体外培养大鼠骨髓间充质干细胞.实验分为对照组(不加任何影响因子)、锌组、碱性成纤维细胞生长因子组、锌+碱性成纤维细胞生长因子组,分别用特定浓度的锌及碱性成纤维细胞生长因子单独或联合应用.观察细胞生长曲线,用四唑盐比色法观察存活和增殖能力,流式细胞仪检测细胞周期,进行细胞表面抗原的鉴定.结果与结论:细胞生长曲线、四唑盐比色法、流式细胞仪结果均显示,第3～5天各组增殖能力达高峰,其中锌+碱性成纤维细胞生长因子组增殖能力最强(P<0.05).第7天,对照组及单独应用碱性成纤维细胞生长因子和锌组细胞增殖力均有所下降,仅锌+碱性成纤维细胞生长因子组细胞仍保持较强的增殖(P<0.05).锌+碱性成纤维细胞生长因子组细胞中处于S+G2+M期的百分率最大,与其他3组相比差异有显著性意义(P<0.01).结果证实,锌和碱性成纤维因子均有促进体外培养的骨髓间充质干细胞增殖的作用,联合应用锌和碱性成纤维细胞生长因子促增殖作用最强,可以作为体外扩增培养骨髓基质细胞的最佳培养条件.     

碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2诱导分化兔骨髓间充质干细胞

背景:骨髓间充质干细胞依赖特定的生长和分化因子能分化为骨、软骨、脂肪等不同组织。人重组骨形态发生蛋白2有明显的骨诱导作用,能诱导未分化的骨髓间充质干细胞不可逆地形成骨与软骨,并最终导致新骨生成;碱性成纤维生长因子亦参与调控骨髓间充质干细胞的软骨与骨的分化。目的:观察碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响,以便寻求合适的骨形成诱导方法以代替常规的成骨培养体系。设计:随机对照实验。单位:解放军第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所。材料:培养的兔骨髓间充质干细胞。方法:实验于2004-06/12在第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所暨全军骨科中心完成。①体外培养的兔骨髓间充质干细胞分别经3种不同的生长因子(100μg/L人重组骨形态发生蛋白2,100μg/L碱性成纤维生长因子,100μg/L人重组骨形态发生蛋白2加100μg/L碱性成纤维生长因子)和成骨培养体系处理。②其增殖和分化通过四甲基偶氮唑盐比色法,碱性磷酸酶、骨钙素检测和钙结节VonKossa染色观察。主要观察指标:通过检测增殖率和碱性磷酸酶活性比较不同生长因子对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。结果:①人重组骨形态发生蛋白2能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化,特别是其分化。②碱性成纤维生长因子能刺激兔骨髓间充质干细胞的增殖,与对照组相比,细胞增值率提高近100%;虽然对兔骨髓间充质干细胞分化无明显影响,但其能促进人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞分化。结论:碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2是兔骨髓间充质干细胞有效的分化因子,两者在体外都能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化。碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2能协同作用加速骨诱导及骨形成,可以用作分化骨组织工程中的种子细胞。     

聚对苯二甲酸乙二酯三维支架及碱性成纤维生长因子和乳酸对成人骨髓间充质干细胞增殖的影响

背景:诸多实验聚焦在改变传统的细胞培养方式,希望利用三维支架材料能够获得更多细胞量.目的:观察人骨锈间充质干细胞在三维培养条件下的增殖特点.方法:检测不同质量浓度的碱性成纤维生长因子和乳酸对人骨髓间充质干细胞增殖的影响.在确定最佳条件基础上,进一步测定聚对苯二甲酸乙二酯三维支架上人骨髓间充质干细胞的增殖和代谢的特点.通过Cell tracker Gteen染色,激光共聚焦显微镜观察人骨髓间充质干细胞在三维支架材料上的活性.利用扫描电镜观察人骨髓间充质干细胞在三维支架材料上的形态分布特点.结果与结论:当培养基中碱性成纤维生长因子质量浓度为5 μg/L,乳酸质量浓度少于0.9 g/L时,最有利于促进三维支架材料上人骨髓间充质干细胞的增殖.在此优化条件下,人骨髓间充质干细胞在实验组(含5 μg/L bFGF)和对照组(不含bFGF)中的扩增倍数分别为15.3和9.6,比生长速率分别为0.136/d和0.113/d,实验组的细胞量比对照组提高了160%.激光共聚焦显微镜和扫描电镜检测结果表明,人骨髓间充质干细胞在三维支架材料上呈立体、多层生长,聚对苯二甲酸乙二酯三维支架的特有结构为细胞提供相对较大的生长空间.     

碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2诱导分化兔骨髓间充质干细胞

背景：骨髓间充质干细胞依赖特定的生长和分化因子能分化为骨、软骨、脂肪等不同组织。人重组骨形态发生蛋白2有明显的骨诱导作用，能诱导未分化的骨髓间充质干细胞不可逆地形成骨与软骨，并最终导致新骨生成；碱性成纤维生长因子亦参与调控骨髓间充质于细胞的软骨与骨的分化。目的：观察碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响，以便寻求合适的骨形成诱导方法以代替常规的成骨培养体系。设计：随机对照实验。单位：解放军第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所。材料：培养的兔骨髓间充质干细胞。方法：实验于2004-06／12在第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所暨全军骨科中心完成。①体外培养的兔骨髓间充质干细胞分别经3种不同的生长因子（100μg／L人重组骨形态发生蛋白2，100μg／L碱性成纤维生长因子，100μg/L人重组骨形态发生蛋白2加100μg/L碱性成纤维生长因子）和成骨培养体系处理。②其增殖和分化通过四甲基偶氮唑盐比色法，碱性磷酸酶、骨钙素检测和钙结节Von Kossa染色观察。主要观察指标：通过检测增殖率和碱性磷酸酶活性比较不同生长因子对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。结果：①人重组骨形态发生蛋白2能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化，特别是其分化。②碱性成纤维生长因子能刺激兔骨髓间充质干细胞的增殖，与对照组相比，细胞增值率提高近100％；虽然对兔骨髓间充质干细胞分化无明显影响，但其能促进人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞分化。结论：碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2是兔骨髓间充质干细胞有效的分化因子，两者在体外都能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化。碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2能协同作用加速骨诱导及骨形成，可以用作分化骨组织工程中的种子细胞。     

血管内皮生长因子/纳米晶胶原基骨缓释系统与人骨髓间充质干细胞的体外生物相容性

背景:利用载体或缓释系统负载生长因子,既能保护生长因子的生物活性,又可以使生长因子缓慢释放,从而持续促进细胞生长及组织修复再生,是目前控制释放载体材料应用研究的方向之一.目的:观察血管内皮生长因子/纳米晶胶原基骨缓释系统的体外缓释效果及与种子细胞的生物相容性.方法:人骨髓间充质干细胞经体外诱导培养、扩增后种植于血管内皮生长因子+肝素/纤维连接蛋白+纳米晶胶原基骨支架(实验组)和单纯的纳米晶胶原基骨支架(对照组)行体外培养.测定缓释支架材料上血管内皮生长因子的释放量和持续时间;种植细胞后细胞的黏附率;培养3,7,10,14 d时支架材料中细胞数、碱性磷酸酶活性以及细胞在材料上的生长状况.结果与结论:①该缓释支架具有一定的血管内皮生长因子缓释效果,持续时间可达14 d.②第3代人骨髓间充质干细胞经成骨诱导培养,可表达成骨细胞表型:碱性磷酸酶细胞化学染色、Ⅰ型胶原免疫荧光染色均为阳性.③体外实验显示该缓释支架与入骨髓间充质干细胞具有优良的生物相容性:相同时间点实验组的细胞黏附率、支架上细胞数量及细胞碱性磷酸酶活性均明显高于对照组;扫描电镜发现两组材料上均有细胞生长,但实验组的细胞生长状况明显好于对照组.     

壳聚糖-明胶-碱性成纤维细胞生长因子三维大孔支架对骨髓间充质干细胞增殖的影响

背景:干细胞的分化潜能与培养条件有密切关系,改变支架材料的表面特性,三维结构,增加生长因子均可实现对干细胞增殖分化的控制.目的:制备适合骨髓间充质干细胞附着生长的、具有最佳孔隙率和孔隙结构的药物缓释组织工程支架--三维大孔支架,提供能促进多能干细胞生长的微环境.设计:重复测量设计.单位:广州中医药大学基础医学院解剖教研室.材料:实验所用健康成年 SD 大鼠由广州中医药大学实验动物中心提供.壳聚糖、碱性成纤维细胞生长因子购自Sigma公司.方法:实验于2003-03/2006-12主要在广州中医药大学基础医学院解剖教研室完成.采用冷冻干燥的方法,用不同比例的壳聚糖.碱性成纤维细胞生长因子-明胶依次混匀,通过控制冷冻、复温和干燥时间处理使其具有最佳孔隙率和孔结构,制备具缓释碱性成纤维细胞生长因子功能的三维大孔支架.取SD大鼠股骨和胫骨骨髓,分离、培养骨髓间充质干细胞并移植于缓释碱性成纤维细胞生长因子的三维大孔支架上进行三维培养,与无碱性成纤维细胞生长因子的支架对照.实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准.主要观察指标:用ELISA和扫描电镜观察支架的三维结构和缓释性能,用苏木精-伊红染色、MTT、细胞计数及扫描电镜方法观察缓释碱性成纤维细胞生长因子的三维大孔支架对骨髓间充质干细胞生长状态和细胞活力的影响.结果:含有碱性成纤维细胞生长因子的三维大孔支架有碱性成纤维细胞生长因子缓释性能,孔隙尺寸与不含碱性成纤维细胞生长因子的支架三维结构相比,差异无显著性意义(P＞0.05).含有碱性成纤维细胞生长因子的三维大孔支架能提高在支架上立体培养的骨髓间充质干细胞存活率,促进骨髓间充质干细胞黏附、增殖和活力,与不含碱性成纤维细胞生长因子的支架相比,差异有显著性意义(P＜0.05).结论:含有碱性成纤维细胞生长因子的三维大孔支架能缓释碱性成纤维细胞生长因子,有利于在支架上立体培养的骨髓间充质干细胞存活,为其在组织工程中的应用打下基础.     

转染碱性成纤维细胞生长因子骨髓间充质干细胞复合小肠黏膜下层构建的组织工程皮肤

背景:研究证实,小肠黏膜下层不存在免疫原性,不会引起异种移植中常见的排斥反应,是一种比较理想的人工真皮替代物.目的:通过基因转染的方法将碱性成纤维细胞生长因子基因转染至骨髓间充质干细胞,并复合猪小肠黏膜下层构建组织工程皮肤.方法:日本大耳兔骨髓间充质干细胞进行体外培养扩增后,通过pCDNA3.1质粒将碱性成纤维细胞生长因子基因转染至生长状态良好的骨髓间充质干细胞,并将转染后的细胞接种于制备好的猪小肠黏膜下层上,进行体外联合培养,构建组织工程皮肤.观察细胞生长情况,流式细胞术检测骨髓间充质干细胞表型,WesternBIot检测pCDNA-bFGF真核表达载体转染兔骨髓间充质干细胞的结果,并观察组织工程皮肤的结构.结果与结论:传代后骨髓间充质干细胞生长迅速,呈长梭形,形态良好.细胞的表面抗原CD90、CD44有阳性表达,而CD45为阴性.碱性成纤维细胞生长因子基因转染入兔骨髓基质干细胞并能稳定表达,转染后的骨髓间充质干细胞在猪小肠黏膜下层中生长良好,可体外构建组织工程皮肤.     

Ⅰ型胶原修饰聚乳酸聚乙醇酸微球支架上骨髓间充质干细胞的黏附和成骨分化

背景:组织工程骨成骨功能终末细胞需要骨髓间充质干细胞在体外加以诱导或在体内以基因转染等技术加以诱导。目的:研究Ⅰ型胶原修饰的聚乳酸聚乙醇酸微球支架上骨髓间充质干细胞黏附和成骨分化的能力。方法:制备聚乳酸聚乙醇酸微球支架,分离纯化雌性SD大鼠骨髓间充质干细胞。将培养至第3代骨髓间充质干细胞与未经处理的聚乳酸聚乙醇酸微球及Ⅰ型胶原修饰的聚乳酸聚乙醇酸微球共同培养14d,观察细胞在不同支架表面的黏附生长。结果:扫描电镜及FDA-PI染色发现,骨髓间充质干细胞可在聚乳酸聚乙醇酸微球支架上生长,而与未修饰的聚乳酸聚乙醇酸微球相比骨髓间充质干细胞更容易在Ⅰ型胶原修饰的聚乳酸聚乙醇酸微球上黏附增殖。Ⅰ型胶原修饰的聚乳酸聚乙醇酸微球有利于骨髓间充质干细胞的黏附、增殖,并且有一定诱导干细胞成骨分化的能力。     

不同细胞因子对间充质干细胞向神经细胞诱导分化的影响

目的:探讨骨髓间充质干细胞体外培养条件及不同细胞因子对其向神经样细胞分化的影响。方法:实验于2003-10/2005-01在郑州大学干细胞研究中心完成。从正常人骨髓中分离获取骨髓间充质干细胞,体外培养扩增、纯化后,分3组对其进行诱导分化:①碱性成纤维生长因子组。②表皮生长因子组。③碱性成纤维生长因子+表皮生长因子组。诱导后行免疫细胞化学鉴定,用反转录-聚合酶链反应对培养及诱导前后的微管相关蛋白-2、胶质纤维酸性蛋白mRNA的表达进行检测。结果:增殖培养3d即可见细胞分裂像和克隆单位,细胞可保持较高的增殖生长能力。碱性成纤维生长因子组和联合诱导组微管相关蛋白-2mRNA的表达高于表皮生长因子组,而表皮生长因子组比碱性成纤维生长因子组有较多的胶质纤维酸性蛋白mRNA的表达。结论:骨髓间充质干细胞可以在体外扩增、培养,并可向神经干细胞方向诱导。表皮生长因子能促进干细胞向胶质细胞方向分化,而碱性成纤维生长因子能促进神经干细胞向神经元分化。     

Basic fibroblast growth factor enhances osteogenic and chondrogenic differentiation of human bone marrow mesenchymal stem cells in coral scaffold constructs

Temporomandibular joint (TMJ) disorders are commonly occurring degenerative joint diseases that require surgical replacement of the mandibular condyle in severe cases. Transplantation of tissue-engineered mandibular condyle constructs may solve some of the current surgical limitations to TMJ repair. We evaluated the feasibility of mandibular condyle constructs engineered from human bone marrow-derived mesenchymal cells (BMSCs). Specifically, human BMSCs were transfected with basic FGF (bFGF) gene-encoding plasmids and induced to differentiate into osteoblasts and chondroblasts. The cells were seeded onto mandibular condyle-shaped porous coral scaffolds and evaluated for osteogenic/chondrogenic differentiation, cell proliferation, collagen deposition and tissue vascularization. Transfected human BMSCs expressed bFGF and were highly proliferative. Osteogenesis was irregular, showing neovascularization around new bone tissue. There was no evidence of bilayered osteochondral tissue present in normal articulating surfaces. Collagen deposition, characteristic of bone and cartilage, was observed. Subcutaneous transplantation of seeded coral/hydrogel hyaluran constructs into nude mice resulted in bone formation and collagen type I and type II deposition. Neovascularization was observed around newly formed bone tissue; bFGF expression was detected in implanted constructs seeded with bFGF expressing hBMSCs. This report demonstrates that engineered porous coral constructs using bFGF gene-transfected human BMSCs may be a feasible option for surgical transplantation in TMJ repair.     

壳聚糖支架上骨髓间充质干细胞的浓度及黏附生长

背景:组织工程的研究重点是利用少量的细胞经体外培养、扩增后, 在一定环境下附着在三维多孔支架上并良好生长为后期的组织器官重建修复做好基础。目的:对不同浓度兔骨髓间充质干细胞复合至壳聚糖支架用于组织工程再生修复进行评价。方法:取 5×105脱乙酰度为 95%的壳聚糖粉末通过冷冻干燥法制备壳聚糖支架,取 1×106,1×107,1×108,1×109 L-1细胞体积各 100 μL复合至壳聚糖支架后 1,3,5,7,9 d 以光镜,扫描电镜,MTT 法观察骨髓间充质干细胞的生长与分裂增殖情况。结果与结论:壳聚糖海绵状多孔支架为 5 mm×5 mm×3 mm,孔径 190~380 μm,平均孔径 290 μm,孔相通性较好,空隙率为(84.00±4.62)%。细胞/支架共培养 72 h 后各浓度细胞组均可渗入壳聚糖支架多孔结构内黏附生长。1×107,1×108,1× 109 L-1浓度细胞组在支架上成蔟生长,部分细胞与支架融合。结果提示,1×107,1×108L-1组细胞更利于骨髓间充质干细胞在壳聚糖支架的黏附生长,用于组织再生修复。     

Rat bone marrow stromal cells‐seeded porous gelatin/tricalcium phosphate/oligomeric proanthocyanidins composite scaffold for bone repair

Repair of bone defects remains a major challenge in orthopaedic surgery. Bone tissue engineering is an attractive approach for treating bone loss in various shapes and amounts. The aim of this study was to prepare and evaluate the feasibility of a porous scaffold, which was composed of oligomeric proanthocyanidin crosslinked gelatin mixed with β‐tricalcium phosphate (GTP) and was seeded with bone marrow stromal cells (BMSCs) as a bone substitute. GTP scaffolds were made porous using a salt‐leaching method. The physicochemical properties of the scaffold were evaluated to determine the optimal salt:composite weight ratio. The results indicated that the GTP scaffold had a favourable macroporous structure and higher porosity when the salt:composite weight ratio was 4:1. Cytotoxic tests demonstrated that extracts from the GTP scaffolds promoted the proliferation of BMSCs. Rat BMSCs were seeded on a GTP scaffold and cultured in a spinner flask. After 2 weeks of culture, scanning electron microscopy observation showed that the cells adhered well to the surfaces of the pores in the scaffold. Moreover, this study explored the biological response of rat calvarial bone to the scaffold to evaluate its potential in bone tissue engineering. Bone defects were filled with BMSC‐seeded GTP scaffold and acellular GTP scaffold. After 8 weeks, the scaffold induced new bone formation at a bone defect, as was confirmed by X‐ray microradiography and histology. The BMSC‐seeded scaffold induced more new bone formation than did an acellular scaffold. These observations suggest that the BMSCs‐seeded GTP scaffold can promote the regeneration of defective bone tissue. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

壳聚糖支架上骨髓间充质干细胞的浓度及黏附生长

背景：组织工程的研究重点是利用少量的细胞经体外培养、扩增后, 在一定环境下附着在三维多孔支架上并良好生长为后期的组织器官重建修复做好基础。目的：对不同浓度兔骨髓间充质干细胞复合至壳聚糖支架用于组织工程再生修复进行评价。方法：取 5×105脱乙酰度为 95%的壳聚糖粉末通过冷冻干燥法制备壳聚糖支架,取 1×106,1×107,1×108,1×109 L-1细胞体积各 100 μL复合至壳聚糖支架后 1,3,5,7,9 d 以光镜,扫描电镜,MTT 法观察骨髓间充质干细胞的生长与分裂增殖情况。结果与结论：壳聚糖海绵状多孔支架为 5 mm×5 mm×3 mm,孔径 190~380 μm,平均孔径 290 μm,孔相通性较好,空隙率为（84.00±4.62）%。细胞/支架共培养 72 h 后各浓度细胞组均可渗入壳聚糖支架多孔结构内黏附生长。1×107,1×108,1× 109 L-1浓度细胞组在支架上成蔟生长,部分细胞与支架融合。结果提示,1×107,1×108L-1组细胞更利于骨髓间充质干细胞在壳聚糖支架的黏附生长,用于组织再生修复。     

物理联合化学或化学方法处理去抗原异种松质骨支架与骨髓间充质干细胞的细胞相容性

背景：研究证明去抗原异种松质骨支架具有良好的理化性能和三维立体多孔结构,但应用于临床还需要考虑其安全性和生物相容性。目的：比较物理联合化学及化学方法处理去抗原异种松质骨支架与羊骨髓间充质干细胞的细胞相容性。方法：用梯度密度离心法分离培养羊骨髓间充质干细胞,四甲基偶氮唑盐比色法检测物理联合化学及化学方法处理去抗原异种松质骨支架材料对骨髓间充质干细胞增殖的影响。取第3代骨髓间充质干细胞,接种在两种支架上共同培养,倒置相差显微镜和扫描电镜观察细胞在两种支架材料上的形态、黏附、生长和增殖情况。结果与结论：物理联合化学组细胞毒性为0或1级,细胞能在材料上良好地黏附、增殖、生长,细胞活性未受到支架材料的影响。化学组细胞毒性为3级,细胞在材料上生长受到抑制,支架孔隙内无细胞黏附。提示经过物理联合化学处理的去抗原异种松质骨支架材料与羊骨髓间充质干细胞具有良好的生物相容性;单纯经过化学处理的支架材料生物相容性较差,不符合生物材料安全性标准。     

Bone regeneration in minipigs via calcium phosphate cement scaffold delivering autologous bone marrow mesenchymal stem cells and platelet‐rich plasma

Macroporous calcium phosphate cement (CPC) with stem cell seeding is promising for bone regeneration. The objective of this study was to investigate the effects of co‐delivering autologous bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) and autologous platelet‐rich plasma (PRP) in CPC scaffold for bone regeneration in minipigs for the first time. Twelve female adult Tibet minipigs (12–18 months old) were used. A cylindrical defect with 10 mm height and 8 mm diameter was prepared at the femoral condyle. Two bone defects were created in each minipig, one at each side of the femoral condyle. Three constructs were tested: (1) CPC scaffold (CPC control); (2) CPC seeded with BMSCs (CPC‐BMSC); (3) CPC seeded with BMSCs and PRP (CPC‐BMSC‐PRP). Two time points were tested: 6 and 12 weeks (n = 4). Good integration of implant with surrounding tissues was observed in all groups. At 12 weeks, the CPC‐BMSC‐PRP group had significantly less residual CPC remaining in the defect than the CPC‐BMSC group and the CPC control (p < 0.05). The residual CPC volume for the CPC‐BMSC‐PRP group was half that of the CPC control. New bone formation for CPC‐BMSC‐PRP was more than two‐fold that of the CPC control (p < 0.05). CPC‐BMSC‐PRP had new blood vessel density that was nearly two‐fold that of the CPC control (p < 0.05). In conclusion, CPC scaffold with autologous BMSC‐PRP doubled the new bone regeneration and blood vessel density in minipigs compared with the CPC control. In the present study, the new macroporous CPC system with co‐delivered BMSC‐PRP has been shown to promote scaffold resorption and bone regeneration in large defects. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

腺病毒介导的BMP-2基因转染骨髓基质干细胞及种植异种骨支架的体外观察

目的　用人骨形态发生蛋白 2腺病毒表达载体 (Ad BMP 2 )转染的兔骨髓基质干细胞 (BMSC) ,种植BCB(去抗原牛松质骨 )支架体外构建组织工程骨。方法　蛋白印迹法检测转染后细胞BMP 2的表达 ,ALP活性检测分析基因转染对细胞分化的影响。然后将转染后细胞接种到BCB支架上 ,扫描电镜观察细胞贴附、生长状况。结果　转染后 ,BMSC表达BMP 2 ,ALP活性明显增高。扫描电镜见转染细胞分布均匀 ,伸展良好。结论　Ad BMP 2可高效转染BM SC ,且促进细胞分化。转染后细胞在BCB上生长良好 ,BMP 2基因治疗的组织工程骨构建成功     

丝素蛋白/羟基磷灰石复合支架对骨髓间充质干细胞增殖分化的支持:优于胶原海绵材料吗?

背景:传统的羟基磷灰石强度低、孔隙度小、骨诱导性和传导性较差.因此,人们采用各种方法制备羟基磷灰石生物复合材料,以改进其性能.目的:观察丝素蛋白,羟基磷灰石复合材料对骨髓间充质干细胞生物特性的影响,并与常用的胶原海绵相比较.设计、时间及地点:重复测量观察及多样本观察实验,于2007-01/2008-06在苏州大学附属第一医院骨科实验室完成.材料:丝素蛋白/羟基磷灰石纳米材料由苏州大学材料学院李明忠教授研制提供,胶原海绵购买于上海其胜公司.方法:取SD大鼠股骨和胫骨分离提取骨髓间充质干细胞,进行培养,传代.取第3代骨髓间充质干细胞分别接种到丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料及三维胶原海绵材料上进行共培养.未加材料,单独培养细胞,作为空白对照组.主要观察指标:应用倒置显微镜观察细胞生长情况;在培养第2,4,6,8天用MTT法测定细胞增殖情况及测定碱性磷酸酶活性.结果:①倒置显微镜显示骨髓间充质干细胞能在两种材料上良好地黏附、增殖和生长.②MTT法检测显示两种材料上的细胞增殖明显,碱性磷酸酶活性随培养时间延长而增加,均高于空白对照组.结论:丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料显示出良好的生物相容性,并能促进细胞生长分化,其有望成为胶原组织工程支架材料很好的补充和替代.     

NgR基因沉默骨髓间充质干细胞/许旺细胞支架复合体的构建

背景:细胞联合移植、NgR基因沉默及聚乳酸-乙醇酸支架为近年来脊髓神经损伤修复的研究热点。目的:探讨NgR基因沉默的骨髓间充质干细胞/许旺细胞在聚乳酸-乙醇酸膜上生长及分化的可行性。方法:将骨髓间充质干细胞、许旺细胞分离、纯化及扩增后,经小分子干扰RNA转染以沉默NgR基因表达,用反转录-聚合酶链反应、Western blot检测两种细胞在转染前后NgR基因/蛋白的表达。在有血清的条件下,按骨髓间充质干细胞组、许旺细胞组及联合组(均以未转染细胞为对照,共6组)分别接种到聚乳酸-乙醇酸膜上,观察各组细胞的贴附、生长、分化情况。结果与结论:转染小分子干扰RNA后,与转染前相比,实验组NgR基因和蛋白的表达量明显降低(P<0.05)。经过培养,在聚乳酸-乙醇酸膜上观察与未转染组相比,NgR基因沉默各组均观测到种植细胞的大量贴附和生长。提示NgR基因沉默有促进骨髓间充质干细胞/许旺细胞贴附、生长的作用。     

碱性成纤维细胞生长因子基因转染免骨髓间充质干细胞

背景:碱性成纤维细胞生长因子对于创伤修复具有明显的促进作用,但局部应用难以持久地发挥作用.目的:观察碱性成纤维细胞生长因子基因转染至兔骨髓间充质干细胞后的表达情况.设计、时间及地点:细胞基因学体外观察,于2009-03/08在云南大学生命科学院完成.材料:日本大耳白兔1只,购于昆明医学院动物科.pCDNA3.1质粒为美国Invitrogen产品.方法:抽取兔髂前上棘骨髓,采用贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,待细胞融合至培养瓶底80%时消化传代.参考GeneBank碱性成纤维细胞生长因子cDNA序列设计合成基因,电泳纯化后xhol I、BamH I双酶切回收凝胶,以限制性核酸内切酶对PcDNA Vector质粒进行酶切、电泳和凝胶回收,连接碱性成纤维细胞生长因子DNA与PcDNA Vector质粒,构建pCDNA-碱性成纤维细胞生长因子真核表达载体,运用脂质体转染法将重组体转染至兔骨髓间充质干细胞中,并筛选稳定转染株.主要观察指标:骨髓间充质干细胞表面抗原的表达,Western blot法检测目的蛋白的表达.结果:流式细胞仪检测结果示所培养细胞表面抗原呈CD90,CD44阳性,CD45呈阴性;免疫组化检测结果示骨髓间充质干细胞血管源性细胞表面抗原CD34呈阴性,而相对特异性标记物CD44呈阳性.转染碱性成纤维细胞生长因子的骨髓间充质干细胞提取的细胞裂解液中,在M_r 23 000处有一条明显阳性杂交带;而转染pCDNA3.1(-)空载体的骨髓间充质干细胞提取蛋白未见阳性条带.结论:实验成功地将碱性成纤维细胞生长因子基因转染至兔骨髓间充质干细胞,该目的基因可稳定表达.