AAV-TGFβ1的构建及其与AV-TGFβ1对髓核细胞蛋白多糖合成影响的比较

目的探讨转化生长因子β1腺相关病毒表达系统(AAV-TGFβ1)的构建及其与转化生长因子β1腺病毒表达系统(AV-TGFβ1)对髓核细胞蛋白多糖合成影响的比较。方法采用PCR技术扩增转化生长因子β1(TGFβ1)基因,并于其两端分别连接EcoRI和SalI酶切位点。将TGFβ1基因亚克隆于腺相关病毒(AAV)载体中,并经酶切和测序分析进行鉴定。AAV-TGFβ1病毒被包装并转染H293细胞,通过免疫荧光检测AAV介导的目的基因表达。利用AAV-EGFP病毒检测AAV对髓核细胞的转染效率。AAV-TGFβ1和AV-TGFβ1分别转染髓核细胞后,通过Antonopulos法检测蛋白多糖的合成。结果测序分析证明TGFβ1序列与NCBI Gene Bank所报道的一致。经酶切鉴定证实AAV-TGFβ1重组质粒被成功构建。AAV可介导TGFβ1高效表达并高效转染髓核细胞。AV-TGFβ1可快速一过性地促进髓核细胞蛋白多糖合成,而AAV-TGFβ1可稳定促进蛋白多糖合成。结论AAV-TGFβ1病毒被成功构建并可稳定地促进髓核细胞蛋白多糖的合成。     

rAAV2-CTGF和TIMP1双基因联合转染恒河猴退变腰椎间盘的生物学效应

目的 研究腺相关病毒(adeno-associated virus 2,AAV2)介导的结缔组织生长因子(con-nective tissue growth factor,CTGF)和基质金属蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinas-es 1,TIMPl)双基因体内转染退变的恒河猴腰椎间盘的生物学效应.方法 恒河猴9只,雌性4只,雄性5只;年龄4～7岁,体重4.5～7 kg.CT引导下经皮穿刺纤维环诱导恒河猴腰椎间盘退变,微创经皮注入携带CTGF和TIMP1双基因腺相关病毒颗粒.应用RT-PCR测定细胞因子的表达,RT-PCR、35S整合法观察双基因联合转染对退变椎间盘的生物学作用.结果 双基因转染后8、16、24周时CTGF mRNA表达量分别为PBS对照组的10.02、2.39、0.91倍;TIMP1 mRNA表达量分别为PBS对照组的6.08、3.81、2.67倍;Ⅱ型胶mRNA表达量分别为PBS对照组的145.51%、174.72%、113.73%;蛋白多糖mRNA表达量分别为PBS对照组的461.19%、191.46%、301.39%;蛋白多糖合成效率为分别PBS对照组的455.06%、285.97%、165.58%.结论 CTGF和TIMP1双基因联合转染后可以在体内较长期表达,并能促进体内蛋白多糖和Ⅱ型胶原的合成,延缓椎间盘的退变.     

不同年龄及退变腰椎间盘中蛋白多糖酶活性测定

目的 测定不同年龄以及退变腰椎间盘中的蛋白多糖酶活性,探讨蛋白多糖酶与年龄、退变之间的关系.方法 对20个腰椎间盘的蛋白多糖酶活性进行测定,其中8个腰椎间盘来自胎儿,6个是退变的成人腰椎间盘,6个是正常的成人腰椎间盘.用含有10mmol/L CaCl2的0.05mol/L Tris/HC对腰椎间盘中的蛋白多糖酶进行提取,用1mmol/L APMA将其激活,与取自牛肩胛软骨的蛋白多糖单体底物进行反应,以酶标仪来测定蛋白多糖酶的活性.结果 胎儿腰椎间盘、退变成人腰椎间盘以及正常成人腰椎间盘的蛋白多糖酶活性的吸光度值分别是1.963±0.487、1.719±0.337、0.870±0.133.胎儿腰椎间盘与正常成人腰椎间盘的吸光度值差异有统计学意义(P<0.01),退变成人椎间盘的吸光度值也高于正常成人椎间盘(P<0.01). 结论腰椎间盘中的蛋白多糖酶活性与年龄、退变相关.     

重组2型腺相关病毒-人骨形成蛋白7转染犬髓核细胞及其对髓核细胞表型的影响

目的:观察重组2型腺相关病毒-人骨形成蛋白7(recombinant adeno-associated virus-2expressinghuman bone morphogenetic protein-7,rAAV2-hBMP7)转染犬髓核细胞情况及其对细胞表型的影响。方法:用1岁龄Beagle犬L4/5椎间盘髓核进行髓核细胞体外培养,取第2代髓核细胞进行实验,实验组以rAAV2-hBMP7(1×105v.g/细胞)转染髓核细胞,对照组以重组2型腺相关病毒-增强型绿色荧光蛋白(recombinantadeno-associated virus-2expressing enhanced green fluorescent protein,rAAV2-EGFP)转染髓核细胞。在转染后4d、7d和14d以PCR检测髓核细胞中hBMP7的mRNA表达,在转染后7d和14d以Western blot法检测髓核细胞中hBMP7蛋白表达。在转染后4d、7d和14d采用RT-PCR法检测蛋白多糖、Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的mRNA含量,采用二甲基蓝及ELISA法分别检测蛋白多糖、Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的蛋白含量。结果:实验组髓核细胞表达hBMP7 mRNA及蛋白,并于转染后7d时表达量最高,而对照组无表达。实验组髓核细胞蛋白多糖mRNA及蛋白含量在转染后7d和14d时较4d时明显增高,14d时较7d时亦明显升高(P0.05),对照组各时间点无统计学差异(P0.05);4d时实验组与对照组比较无明显差异,7d和14d时较对照组明显增加(P0.05)。同组各时间点Ⅰ型胶原mRNA及蛋白含量均无统计学差异,两组各时间点间比较无统计学差异(P0.05)。实验组髓核细胞Ⅱ型胶原mRNA及蛋白含量在转染后7d和14d时较4d时明显增高,14d时较7d亦明显升高(P0.05),对照组各时间点无统计学差异(P0.05);实验组4d时与对照组比较无明显差异,7d和14d时较对照组明显增加(P0.05)。结论:rAAV2-hBMP7转染犬髓核细胞后能表达hBMP7蛋白,并能提高其蛋白多糖及Ⅱ型胶原含量。     

腺相关病毒和慢病毒作为小干扰RNA转运载体的比较

目的 观察以腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)和慢病毒(Lenti virus)为载体、含有针对大鼠金属蛋白酶组织抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP)-1、具有较强抑制作用的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)感染大鼠肝星状细胞系(hepatic stellate cell,HSC)-T6的感染效率和其对TIMP-1的表达抑制作用.方法 挑选针对大鼠TIMP-1基因具有较强抑制作用的siRNA序列,在体外构建为短发夹表达载体后,将其包装为重组AAV/siRNA-TIMP-1/GFP和Lenti/siRNA-TIMP-1/GFP,同时包装阴性对照AAV/GFP和Lenti/GFP,并以MOI=10感染大鼠肝星状细胞系HSC-T6,感染后72 h,通过流式细胞仪及荧光显微镜观察病毒的感染效率.在感染后7 d,应用Western bloting方法检测TIMP-1蛋白表达情况.结果 感染HSC-T6后细胞形态、增生速度未发生明显变化.通过流式细胞仪及荧光显微镜证实感染效率分别为:空载体AAV/GFP和Lenti/GFP组分别为72.7%和70.0%,AAV/siRNA.TIMP-1/GFP和Lenti/siRNA-TIMP-1/GFP感染组分别为64.58%和61.86%.与正常细胞相比,感染后7 d,siRNA感染组TIMP-1蛋白表达均下降约40.0%,但两组siRNA感染组下降幅度无统计学意义.结论 构建的重组AAV/siRNA-TIMP-1/GFP和Lenti/siRNA.TIMP-1/GFP均可有效感染大鼠HSC-T6,感染效率相近,且均可在短期内有效抑制大鼠肝星状细胞系HSC-T6 TIMP-1蛋白的表达.     

腺相关病毒载体介导hTGFβ1、β3体外转染退变腰椎间盘细胞的生物学效应

目的比较研究腺相关病毒（adeno-associated virus,AAV）载体介导人转化生长因子β1（human transforming growth factor β1,hTGFβ1）与hTGFβ3逆转兔腰椎间盘细胞退变的生物学效应.方法分离、培养兔腰椎间盘髓核细胞和纤维环细胞,并传代建立退变早、晚期细胞模型.采用荧光标记的pSNⅡ型腺相关病毒（pSNAV2）,分别检测其对不同退变程度兔腰椎间盘细胞的转染效率,并在此基础上应用pSNAV2-hTGFβ1和pSNAV2-hTGFβ3转染不同退变程度的兔腰椎间盘细胞.通过细胞形态、胶原的免疫组织化学染色和35S标记蛋白多糖等方法,检测比较pSNAV2-hTGFβ1和pSNAV2-hTGFβ3对于退变早、晚期兔腰椎间盘细胞基质合成的影响.结果pSNAV2可高效转染退变早期兔腰椎间盘髓核细胞和纤维环细胞,而对于退变晚期兔腰椎间盘细胞的转染效率低.hTGFβ1和hTGFβ3可显著促进退变早期兔腰椎间盘细胞蛋白多糖和Ⅱ型胶原的合成,其中hTGFβ1的作用较hTGFβ3强.hTGFβ1可促进退变早、晚期兔腰椎间盘纤维环细胞Ⅰ型胶原的合成.hTGFβ3可促进退变晚期兔腰椎间盘髓核细胞Ⅱ型胶原的合成.结论pSNAV2-hTGFβ1和pSNAV2-hTGFβ3可促进退变早期兔腰椎间盘髓核细胞蛋白多糖和Ⅱ型胶原的合成以及纤维环细胞Ⅰ型胶原的合成,从而延缓和逆转椎间盘退变.对于退变晚期兔腰椎间盘髓核细胞,hTGFβ3可促进Ⅱ型胶原的合成.     

重组人骨形成蛋白4基因腺相关病毒载体的构建

目的 构建重组人骨形成蛋白4（human bone morphogenetie protein4，hBMP-4）基因腺相关病毒载体。方法 根据hBMP4的基因序列设计引物，上游引入EcoRⅠ位点，下游引入Sal Ⅰ位点，以EX-A0242M01hBMP4为模板扩增目的基因。将hBMP-4基因克隆入pUC18载体中，获得重组质粒pUCl8hBMP-4。然后用EcoRⅠ与Sal Ⅰ酶切pUC18-hBMP-4及质粒pSNAV，回收酶切片段，T4DNA连接酶16C过夜，转化大肠杆菌DH5a感受肽细胞，筛选阳性克隆获得pSNAV-hBMP-4，EcoRⅠ／SalⅡ双酶切鉴定，并行全基因测序。转染BHK21细胞，G418筛选培养，获得抗药克隆细胞株。HsV1-rc／△UL2感染，包装此细胞株并收获病毒载体AAV-hBMP-4。行DNA点杂交法测定病毒滴度，SDS-PAGE分析判断病毒纯度。结果 PCR电泳及酶切鉴定表明，pSNAV-hBMP-4重组成功，基因测序显示装入pSNAV质粒中的hBMP-4基因正确；AAV-hBMP-4病毒的大致滴度为1．5×10^12μg／ml，分泌蛋白浓度为0．124mg／ml，病毒载体纯度在95％以上。结论 实验获得的病毒载体滴度高、感染性好，可以满足骨组织工程的需要。     

腺相关病毒介导hBMP-2体内转染对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响

目的:了解腺相关病毒介导骨形态发生蛋白-2(adeo-associated virus mediated human bone morpho-genetic protein-2,AAV-hBMP-2)基因体内转染兔退变椎间盘后对髓核细胞Fas与Caspase-3蛋白表达及细胞凋亡的影响。方法:36只普通级新西兰大白兔,采用针刺兔椎间盘的方法制作L2/3、L3/4、L4/5椎间盘退变模型。造模4周后,在MRI影像学中,髄核的信号比正常减弱,证明造模成功,再随机分为注射20μlAAV-hBMP-2组(6×106pfu,A组)、AAV组(6×106pfu,B组)和生理盐水组(C组),分别于注射2周、4周及8周后对椎间盘进行MRI检查,然后取材,石蜡包埋,组织切片应用SP免疫组织化学法和TUNEL法分别观察Fas与Caspase-3蛋白表达及髓核细胞凋亡情况,IPP6.0图像分析系统测定各指标的平均光密度。结果:注射后2周、4周及8周时A组MRI髓核信号结果与B组、C组比较有统计学意义(P0.05)。各组Fas,Caspase-3及TUNEL染色结果随着时间推移逐渐增强,A组Fas、Caspase-3及TUNEL的平均光密度明显低于B组和C组(P0.01),B组与C组间比较无显著性差异(P0.05)。结论:体内转染AAV-hBMP-2能抑制兔腰椎间盘髓核细胞凋亡。     

人p27kip1基因腺相关病毒载体的构建

目的 克隆人肿瘤转移抑制基因p27kip1,利用基因重组技术,构建其腺相关病毒载体,为进一步研究骨肉瘤的基因治疗建立一个平台.方法 从人正常胎盘组织中提取总RNA,RT-PCR获取p27kip1基因(ORF)cDNA序列,并将其克隆至腺相关病毒载体pAAV-MCS,构建人p27kip1基因腺相关病毒载体.结果 人胎盘组织抽提总RNA,并通过RT-PCR获得目的 基因ORF,经TA克隆后,将目的 基因连人pAAV-MCS中,送测序结果 无误.结论 成功构建的重组质粒pAAV-MCS-p27kip1,将为进一步研究p27kip1蛋白的生物学效应提供基础,为p27kip1基因应用于骨肉瘤的治疗提供实验依据.     

骨形态发生蛋白-2和Ⅱ型胶原在退变腰椎间盘髓核组织中的表达及意义

目的:探讨骨形态发生蛋白-2(BMP-2)和Ⅱ型胶原在退变腰椎间盘髓核中的表达及其意义。方法:应用原位分子杂交(ISH)和免疫组织化学法,检测30例(男23例,女7例)退变腰椎间盘髓核(退变组)和8例(男6例,女2例)无明显退变腰椎间盘髓核(对照组)中BMP-2和Ⅱ型胶原mRNA和蛋白的表达情况;应用Image-ProPlus5.0图像分析软件测定各指标的平均灰度值。结果:退变组BMP-2的mRNA和蛋白(109.51±8.32和104.48±14.24)表达较对照组(146.93±16.35和146.38±19.53)增强(P<0.05和P<0.01);而退变组Ⅱ型胶原mRNA和蛋白(139.49±16.05和140.34±18.26)表达较对照组(113.09±15.28和113.72±13.59)减弱(P<0.01)。退变组中,BMP-2和Ⅱ型胶原mRNA、蛋白表达均呈一定的负相关关系(r分别为-0.602和-0.614,P<0.01)。结论:在椎间盘退变过程中BMP-2可能是一个重要的调节因子;其对椎间盘退变的调节作用与Ⅱ型胶原有一定关系;BMP-2在退变椎间盘中的表达增强可能是一种保护性的反应。     

人老化椎间盘髓核细胞体外老化模型的建立与细胞老化表型的初步研究

[目的]构建人椎间盘髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)老化模型,探讨老化NPCs中生长因子的表达差异及其与椎间盘退变(intervertebral disc degeneretion,IDD)的关系。[方法]体外单层培养人正常NPCs系(Scien Cell 4800),连续1:2传代培养,诱导建立NPCs复制性老化(replication senescence cells,RS)模型;不同浓度双氧水作用于未老化细胞,模拟椎间盘氧化应激微环境,诱导建立应激诱导过早老化(stress induced premature senescence cells,SIPS)模型。细胞衰老β-半乳糖苷酶(senescence-associatedβ-galactosidase,SA-β-gal)染色检测NPCs阳性表达率。流式细胞仪检测G1期细胞比例及细胞凋亡率。CCK-8检测不同代次细胞增殖活性。应用Agilent表达谱芯片初步筛选出正常与老化NPCs中差异性表达的生长因子,实时荧光定量PCR进一步验证所筛选生长因子的表达差异。[结果]NPCs经连续传代、双氧水诱导可分别构建RS模型及SIPS模型。两种老化模型SA-β-Gal阳性表达的细胞比例均高于70%,G1期细胞比例均高于80%,凋亡率均低于10%。Agilent表达谱芯片筛选出的碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor,b FGF)与血管内皮生长因子a(vascular endothelial growth factor a,VEGF-a)在不同老化模型中,表达差异有统计学意义(P<0.05),特别是b FGF在SIPS模型中的表达显著高于RS模型(P<0.05)。两种老化模型中的b FGF表达量显著高于正常组(P<0.05)。[结论]双氧水诱导所引起的氧化应激可促进细胞过早老化。老化NPCs上调b FGF,且SIPS模型中的上调幅度显著高于RS,SIPS可能比RS更加上调b FGF。不同老化诱导条件下,生长因子的表达可能存在差异,b FGF可能参与椎间盘再血管化及自我修复。     

人退变椎间盘髓核细胞体外平面培养的形态学及活性观察

[目的]观察平面培养体系内人退变椎间盘髓核细胞的形态及活性变化.[方法]收集20例人退变椎间盘髓核,分离髓核细胞行平面培养,倒置相差显微镜和HE染色观察髓核细胞的生长过程与形态变化,流式细胞仪量化细胞周期分布和凋亡率,甲苯胺蓝染色和免疫细胞化学染色髓核细胞聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的表达,观察平面培养传代对髓核细胞活性和基质合成能力的影响.[结果]原代髓核细胞呈类圆形或多角形,平均7d贴壁,31 d融合至95％,P1代髓核细胞呈长梭形或多角形,平均12h贴壁,6.6d融合至95％,两代细胞增殖能力的差异有统计学意义(P＜0.01).原代与P1代髓核细胞的细胞浆阳性染色聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原,生长融合至95％后约90％的细胞分布于G1期,约16％的细胞凋亡,两代细胞的细胞活性和基质合成能力无统计学差异(P＞0.05).[结论]人退变椎间盘髓核细胞体外平面培养将经历显著的形态学变化.传一代后髓核细胞增殖能力提高,但能维持细胞活性以及蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的合成能力.     

人尿源干细胞外泌体对退变髓核细胞生物学功能的影响

目的:探讨人尿源干细胞外泌体(USC-Exos)对退变髓核细胞(NPCs)生物学功能的影响。方法 :从健康成人尿液中获得人尿源干细胞(USCs)并进行体外培养,通过成骨、成软骨、成脂诱导分化及蛋白质免疫印迹(Western Blot,WB)技术对所提取细胞进行鉴定。使用USCs完全培养基培养USCs 48h后采用差速离心法从培养基中提取外泌体,应用电子显微镜、粒径分析及WB技术对USC-Exos进行形态、直径及表面标志物检测。从腰椎间盘突出症患者术中摘除的髓核中提取NPCs,并培养至P6。以加入50μg/ml USC-Exos干预的P6NPCs为实验组,以50μg/ml未培养过细胞的USCs完全培养基离心沉淀物干预的P6 NPCs为对照组,分别在干预后1～6d使用CCK-8法检测NPCs增殖情况。使用PKH26荧光染料标记USC-Exos,并用标记后的USCExos干预P6 NPCs,12h后在激光共聚焦显微镜下观察NPCs对USC-Exos的摄取情况。两组在干预后48h进行β-半乳糖苷酶衰老染色检测NPCs衰老比例,免疫荧光染色观察蛋白聚糖(ACAN)、Ⅱ型胶原(COL2)的表达。干...     

慢病毒载体介导绿色荧光蛋白基因在椎间盘髓核细胞中的表达

目的本研究构建含绿色荧光蛋白基因的重组慢病毒,并观察其在人椎间盘髓核细胞中的表达情况。方法应用分子克隆技术将绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）基因导人慢病毒载体质粒pLenti6／V5 TOPO,应用磷酸钙沉淀法将慢病毒载体三质粒系统（包括包装质粒、包膜蛋白质粒等）共转染入293细胞进行包装,48h后在荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白表达情况,72h收集病毒上清并感染髓核细胞,在荧光显微镜下感染情况。结果重组慢病毒滴度测定约为10^7U／mL。感染人椎间盘髓核细胞后,荧光显微镜下观察到GFP的表达。结论成功构建了含GFP的慢病毒载体,且能成功将目的基因转入椎间盘髓核细胞并表达。