人骨髓间充质干细胞结合多孔β-TCP构建生物相容性人工骨

研究人骨髓间充质干细胞(HBMSCs)结合多孔β磷酸三钙(β-TCP)的生物相容性与体内成骨作用. 密度梯度离心结合差异贴壁法分离HBMSCs,常规扩增传代,相差显微镜形态学观察和流式细胞仪检测细胞表面标记CD13、CD29、HLA-2、CD34、CD45和HLA-DR;分别在成骨、成软骨和成脂肪细胞培养基中定向诱导分化,验证其多向分化能力.将HBMSCs在低压下载入多孔β-TCP立方块,形成MSCs/β-TCP复合物,电镜观察材料内部与细胞结合情况.继续成骨诱导培养2周后植入裸鼠背部皮下,于植入4周和8周后取出复合物做组织学检查.设非成骨诱导培养复合物为对照. 原代和传代细胞呈梭形外观,生长增殖能力良好;流式细胞仪检测间充质细胞来源表面标记物CD13、CD29,HLA-2阳性,造血细胞来源表面标记物CD34、CD45 和HLA-DR阴性;能成功高效定向分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞;细胞在β-TCP材料表面贴附、增殖良好;MSCs/β-TCP复合物植入皮下4周后即有少量新骨生成,至8周时更明显;对照组新骨生成量较少.本方法快速、高效分离扩增HBMSCs;HRMSCs与多孔可降解β-TCP材料生物相容性良好;二者结合能显著提高体内新骨生成,提示其可用于临床作为骨移植替代物,可提高骨移植修复骨缺损的疗效.     

人脐血源性MSCs成骨诱导分化后对DCs的免疫抑制研究

目的探讨人脐血源性间充质干细胞(mesenchymal stem cells derived from umbilical cord blood,UCB-MSCs)经成骨诱导分化后,对树突状细胞(dendritic cells,DCs)的分化、成熟及免疫功能的影响。方法对UCB-MSCs通过细胞形态、表面标记及成骨诱导分化能力进行鉴定;在外周血单核细胞培养体系中加入GM-CSF+IL-4+TNF-α,刺激DCs诱导分化及成熟;收集与成骨诱导分化前后UCB-MSCs共培养的DCs,流式细胞仪检测DCs免疫表型的表达情况;将成熟DCs作为刺激因素,外周血淋巴细胞作为反应细胞,3H-TdR标记β液体闪烁计数仪检测与成骨诱导分化前后UCB-MSCs共培养后,DCs刺激淋巴细胞增殖能力的变化。结果人UCB-MSCs成骨诱导分化后能抑制DCs表面CD40、CD80、CD83、CD86和MHC-II的表达,上调CD14的表达;DCs具有明显刺激淋巴细胞增殖的功能,而UCB-MSCs成骨诱导分化后能显著抑制DCs刺激的淋巴细胞增殖。结论成骨诱导分化的UCB-MSCs在体外可抑制同种异体DCs的分化、成熟及免疫功能,为UCB-MSCs作为同种异体源性种子细胞在骨组织工程中的应用提供了依据。     

脐带血间充质干细胞的成骨诱导及结果检测

组织工程方法构建的人工植骨材料为临床上修复各种原因所致的骨缺损提供了一种新方法[1-2].种子细胞是研究人工植骨材料的基础.间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs) 在一定条件下可以转化为骨系细胞,是一种较理想的种子细胞[3-4].骨髓中含有丰富的MSCs,但由于年龄,易受病毒感染等原因影响了其应用[5].脐血中也含有一定量的间充质干细胞(umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells, UCB-MSCs).与骨髓相比,脐血来源更丰富,取材更方便,人脐血具有肿瘤和微生物污染机会少等优点,蕴藏着临床应用价值[6-7].本研究将探讨从人UCB-MSCs的生长曲线、增殖周期和细胞表面标志等方面,观察UCB-MSCs生物学特性.经条件培养基成骨诱导后,检测诱导后的UCB-MSCs是否具有成骨细胞特性,研究UCB-MSCs作为骨组织工程种子细胞的可行性.     

脐血间充质干细胞的分离鉴定及其向脂肪和成骨的分化

目的分离鉴定脐血(UCB)中的间充质样干细胞(MLSC),探索其向脂肪和成骨分化的可行性。方法用羟乙基淀粉沉淀法分离脐血有核细胞,利用细胞贴壁生长特性分离纯化脐血间充质样干细胞;流式细胞仪检测其表面标志;多种成分联合诱导其向脂肪、成骨方向分化,细胞化学染色检测诱导后的细胞变化。结果培养得到一组间充质样干细胞,不表达造血细胞的标志(CD34/CD45/CD14)及内皮细胞的标志CD106,强表达间充质细胞的标志CD29、CD44和CD13,在适当的诱导条件下可向脂肪及成骨方向分化。结论脐血中含有间充质样干细胞,表达间充质干细胞的表面标记,并可以向脂肪、成骨方向分化,因此可以作为组织工程的种子细胞。     

脐血间充质干细胞生物学特性及其成骨成脂分化潜能

背景:对于脐血来源间充质干细胞的研究是干细胞研究领域的重点和热点,但目前国内外研究对其报道尚较少,许多方面存在争议。目的:观察人脐血间充质干细胞的生物学特性,并探讨其向成骨、成脂肪细胞诱导分化的能力。方法:从不同胎龄脐血中分离培养间充质干细胞;通过倒置相差显微镜及透射电镜观察细胞的形态、生长增殖情况及其超微结构;并描绘细胞生长曲线;用流式细胞仪对细胞表面标志物进行检测。分别用成骨及成脂诱导液对脐血间充质干细胞进行诱导,通过茜素红染色检测脐血间充质干细胞向成骨细胞诱导分化的能力;通过油红O染色检测其向脂肪细胞诱导分化的能力。结果与结论:倒置相差显微镜下观察脐血间充质干细胞贴壁生长,呈成纤维细胞样外观,细胞呈螺旋状排列;透射电镜观察脐血间充质干细胞细胞核大,胞核比例大,细胞器少,为低分化细胞;原代及传代培养的脐血间充质干细胞生长曲线均呈S型,第3,5代细胞增殖能力最强。流式细胞仪检测结果显示,脐血间充质干细胞均稳定表达与间充质干细胞相关的表面抗原标志物CD29,CD44和CD90等,不表达造血标志CD34和CD45。脐血间充质干细胞成骨诱导后3周时茜素红染色可检测到大量钙化基质的形成;成脂诱导3周时油红O染色可检测到胞质中脂滴的形成。提示脐血间充质干细胞的形态特征、生长增殖特点及细胞表面标志物等生物学特性与骨髓间充质干细胞相似,具有强大的生长增殖与自我更新能力。脐血间充质干细胞在体外诱导条件下可以向成骨细胞及脂肪细胞等间质组织细胞定向分化。     

人脐血间充质干细胞的生物学特性及其成骨成脂肪分化*

背景：目前有关脐血间充质干细胞的生物学特性及分化能力的研究较少。 目的：观察人脐血间充质干细胞的生物学特性,及其向成骨、成脂肪细胞分化的能力。 方法：从不同胎龄脐血中分离间充质干细胞,对其进行原代和传代培养,并诱导其向成骨及成脂肪细胞分化。 结果与结论：倒置相差显微镜下见分离培养的脐血间充质干细胞贴壁生长,呈成纤维细胞样外观,细胞呈螺旋状排列;透射电镜下可见脐血间充质干细胞胞核比例大,细胞器少,为低分化细胞;原代及传代培养的脐血间充质干细胞生长曲线均呈S型,第3,5代细胞增殖能力最强,低胎龄的脐血间充质干细胞集落形成能力最强。流式细胞仪检测结果显示,脐血间充质干细胞稳定表达间充质干细胞相关抗原CD29,CD44 和CD90,不表达造血细胞标志CD34和CD45。成骨诱导后3 周,碱性磷酸酶染色为强阳性,茜素红染色可见大量钙化基质的形成;成脂诱导3周,油红O染色可检测到胞质中脂滴的形成。提示脐血间充质干细胞具有间充质干细胞的形态特征、生长增殖特点及细胞表面标志物等生物学特性,可向成骨细胞及脂肪细胞分化。     

人脐血间充质干细胞的体外成骨

背景：用免疫细胞阴性筛选法可以排除造血干细胞对于间充质干细胞生长的影响,较快的获得具有表达间充质干细胞的细胞群。 目的：探讨人脐静脉血间充质干细胞向成骨样细胞分化的能力。 方法：用免疫磁珠阳性筛选法分离脐血间充质干细胞后进行培养。取P2代细胞行成骨诱导分化。 结果与结论：人脐血间充质干细胞贴壁生长,长梭形,3周长满瓶底,传代后细胞增殖迅速。细胞表型为高表达CD44⁺,CD29⁺和CD166⁺。在成骨诱导后碱性磷酸酶染色阳性,Von-Kossa染色提示钙化结节形成。提示脐血间充质干细胞能够在体外分化为成骨样细胞。     

骨髓间充质干细胞复合可注射型geneX及转化生长因子β2的成骨诱导效应

背景:单一支架材料在不同程度不同范围内存在一些缺点,因此近年来研究者选择复合支架材料,将两种或多种具有一定互补特性的生物材料按一定方式与比例复合,构造出新型复合材料。目的:探讨可注射型gene X人工骨复合骨髓间充质干细胞/转化生长因子β2的组织相容性及体外成骨诱导分化效果。方法:将可注射型gene X人工骨与兔骨髓间充质干细胞复合培养5 d,电镜观察人工骨的组织相容性。取第3代成骨诱导培养的兔骨髓间充质干细胞分3组培养,单纯细胞组仅加入成骨诱导分化培养基,细胞支架组加入gene X人工骨与成骨诱导分化培养基,联合组加入geneX人工骨、转化生长因子β2与成骨诱导分化培养基,培养7,14,21 d进行细胞形态学观察、碱性磷酸酶活性检测、MTT检测、甲基百里香酚蓝检测及茜素红染色观察。结果与结论:骨髓间充质干细胞在可注射型gene X人工骨表面贴壁生长,呈成纤维细胞形态,细胞基质分泌旺盛。联合组细胞增殖、成骨诱导活性强于单纯细胞组、细胞支架组(P0.05),细胞碱性磷酸酶活性高于单纯细胞组、细胞支架组。表明可注射型geneX人工骨复合骨髓间充质干细胞/转化生长因子β2具有良好组织相容性及促成骨分化能力。     

不同比例的β-TCP/PLLA复合材料的体外生物相容性研究

为了挑选最适比例的β-TCP/PLLA多孔支架材料,我们选用生物相容性好、降解性能优异的β-磷酸三钙(β-TCP)与聚乳酸(PLLA)复合,制备成不同比例的β-TCP/PLLA(β-TCP/PLLA=11,1 2,21)多孔支架材料,将其与体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞复合,通过扫描电镜、荧光显微镜以及MTT等方法初步比较了三种不同比例的β-TCP/PLLA多孔支架材料的生物相容性,结果表明三种材料均具有一定的生物相容性,细胞生长良好.但以β-TCP/PLLA=21的材料最好,对细胞生长影响最小.     

脐带间充质干细胞在不同培养体系条件下的生物学特性

背景：体外培养的脐带间充质干细胞在不同培养体系下生长状态差异显著,因此选取一种更适合的培养基相当必要。 目的：对比观察人脐带间充质干细胞在3种培养基中的生长增殖情况,并检测细胞免疫表型以及间充质干细胞的诱导分化能力。 方法：在无菌条件下用贴块法收获人脐带间充质干细胞,用T75培养瓶培养传代后,取第3代脐带间充质干细胞分别种入到含体积分数为5%胎牛血清的DMEM/F12培养基、含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基和Mesen PRO RSTM培养基中,培养第1,3,5,7天进行细胞计数,绘制细胞生长曲线。采用流式细胞仪分析第3代脐带间充质干细胞免疫表型,并检测其成骨及成脂肪诱导分化能力。 结果与结论：培养出的第3代人脐带间充质干细胞高表达CD44、CD73、CD90、CD105,不表达CD29、CD31、CD34、HLA-DR。经成脂诱导后,油红O染色可见胞浆中有大量红色小脂滴;成骨诱导后,茜素红染色后镜下可见成骨样细胞团,说明脐带间充质干细胞在体外具有多向分化的潜能。在倒置显微镜下观察可见含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基中的细胞集落密集,形态均匀,而其他2种培养基中的细胞集落密集程度和形态都不如前者好。在培养传代细胞时,可优先选择含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基。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;组织工程全文链接：     

人脐血间充质干细胞的培养条件比较

目的摸索人脐血间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）的培养条件。方法根据不同采血量、首次换液时间、胎龄、不同培养基对样本分组，比较不同培养条件对脐血中的间充质干细胞原代生长的影响，以流式细胞仪对培养出的间充质干细胞进行细胞表面标志检测。结果在相同条件下，取10ml的脐血能较大程度培养出间充质干细胞；观察首次换液时间在培养后96h较为合适，延长换液时间有利于数量不占优势的单核细胞充分贴壁：早产胎儿的脐血培养出的间充质干细胞成功率较高；胎牛血清的质和量决定了培养成功与否。培养出的间充质干细胞不表达造血细胞系的标志（CD34、CD45、CD14）及内皮细胞的标志（CD106），强表达CD29、CD44、CD13。结论样本量、首次换液时间、胎龄、培养基的质和量对MSCs的成活、生长有关键作用。     

人脐血间充质干细胞体外诱导分化为类雪旺细胞的初步研究

目的:体外定向诱导人脐血间充质干细胞(HUCBMSCs),分化为类雪旺细胞(SC-like).方法:(1)采用Ficoll密度梯度离心法分离健康产妇脐带血中单个核细胞进行体外培养,用流式细胞术检测细胞表达的表面抗原CD90,SH2,CD34和CD45.(2)第3次传代所得的HUCBMSCs,加入加有β-巯基乙醇(β-ME)、全反式黄酸(RA)、Forskolin、b-FGF、PDGF、HRG的含10%胎牛血清(FBS)的低糖DMEM培养基(L-DMEM)诱导,7 d后免疫组织化学染色法检测.结果:(1)HUCBMSCs在体外培养以梭形细胞为主;流式细胞仪检测显示,细胞高表达表面抗原CD90和SH2,低表达表面抗原CD34和CD45.(2)诱导7 d后,细胞免疫组化显示,GFAP阳性率为81.88%±2.43%.结论:在一定条件下,HUCBMSCs可以在体诱导分化为SC-like,组成人工神经,移植修复周围神经缺损.     

3种组织来源的间充质干细胞体外成骨能力的比较

目的比较成人骨髓间充质干细胞(BMSCs)、人脐带间充质干细胞(UC-MSCs)和人胎盘间充质干细胞(P-MSCs)的成骨能力。方法用含10%胎牛血清的DMEM/Ham's F-12培养液培养3种MSCs,CCK8法检测增殖能力,流式细胞仪鉴定3种细胞。碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色观察细胞经成骨诱导后成骨分化蛋白-ALP的分泌和矿化钙结节的沉积。实时荧光定量PCR(RT-q PCR)法检测MSCs骨再生相关基因的表达。Western blot方法检测MSCs成骨再生相关基因的蛋白表达。结果 MSCs在第3天进入对数增殖期。3种细胞的表面标志物阳性率:CD44、CD90和CD105均高于98%。3种MSCs成骨诱导9 d时,3种MSCs的实验组均表达大量成骨分化蛋白-ALP,成骨诱导18 d时3种MSCs均呈现较好的矿化能力;3种MSCs成骨诱导9 d时,实验组RUNX2和ALP基因显著性高表达(P0.05),成骨诱导18 d时,实验组RUNX2和骨钙素(OCN)亦显著性高表达(P0.05);3种MSCs成骨诱导9 d时,实验组均检测到RUNX2和ALP的蛋白表达;成骨诱导18 d时,实验组细胞亦检测到RUNX2和OCN的蛋白表达。结论 UC-MSCs和P-MSCs具有良好的成骨分化能力,有望作为骨组织工程的种子细胞用于治疗骨缺损。     

人脐血源性MSCs的免疫调节作用

目的 从人脐血中分离、培养间充质干细胞(MSCs)并探讨其对淋巴细胞的免疫调节作用.方法 淋巴细胞分离液分离人脐血单个核细胞,利用贴壁筛选法通过多次传代得到MSCs,流式细胞仪测定细胞表型;将获得的MSCs分别以不同数量加入到外周血混合淋巴细胞培养体系和植物血凝素(PHA)刺激的外周血淋巴细胞转化体系中,用H3-TdR标记β液体闪烁计数仪检测细胞增殖,观察脐血来源的MSCs对混合淋巴细胞反应和淋巴细胞转化的影响.结果 从人脐血中分离获得的贴壁细胞,呈成纤维样的细胞形态,CD29、CD105和CD166表达阳性,CD14、CD34和CD45表达阴性;人脐血源性MSCs在体外对混合淋巴细胞反应和PHA诱导的淋巴细胞转化均具有明显的抑制作用,抑制作用与细胞数量呈正相关.结论 从人脐血中可以成功地分离出MSCs,其对同种异体淋巴细胞具有免疫调节作用,为其作为骨组织工程异基因种子细胞来源打下基础.     

人脐静脉来源的间质干细胞体外分离扩增及多向分化的研究

目的： 探讨人脐静脉来源的间质干细胞(MSCs) 的体外分离、纯化、扩增和多向分化条件。 方法： 无菌条件下取正常人脐静脉,1%胶原酶Ⅱ消化脐静脉细胞，以IMDM作为培养基进行培养和纯化细胞，瑞氏染色和电镜观察形态；FACS检测其免疫表型和细胞周期；体外诱导成骨细胞、脂肪细胞分化，von Kossa染色、油红O染色和RT-PCR检测骨钙蛋白、脂蛋白脂酶mRNA的表达以检测细胞向成骨、成脂肪细胞分化情况。 结果： 脐静脉来源的细胞呈纤维样贴壁生长，瑞氏染色和电镜观察具有MSCs特征；FACS检测结果显示, 表达MSCs相关的抗原CD29、CD44、CD105，而CD31、CD13、CD34、CD45、HLA-DR为阴性；体外诱导成骨细胞、脂肪细胞分化成功。 结论： 人脐静脉来源的MSCs的细胞形态、生长特性、免疫表型、多向分化能力与骨髓来源的MSCs相似，可作为满足实验和临床需要的MSCs来源。     

经表面修饰的-TCP对BMSCs细胞增殖及分化作用的研究

目的研究三种材料,材料一：β-磷酸三钙支架（β—TCP）;材料二：明胶／1氐结晶度羟基磷灰石涂层-磷酸三钙支架（gel／lc—HA．β-TCP）;材料三：明胶／高结晶度羟基磷灰石涂层-β-磷酸三钙（gel／he-HA-β-TCP）。三种材料的细胞毒性及兔骨髓基质细胞（BMSCs）与材料共培养增殖的情况。方法取兔股骨骨髓腔细胞,进行贴壁培养BMSCs。在成骨诱导液中诱导BMSCs。将诱导后的BMSCs与三种支架材料在培养板内共培养1、3、5、7、9d。采用形态学观察、MTT法及ALP检测试剂盒等方法检测材料的BMSCs细胞毒性及BMSCs细胞在材料表面的增殖和分化能力。结果光镜及电镜下观察各组无显著差异。细胞毒性在0-1级。与细胞共培养,β-TCP组在第7．9天与阴性对照组差异有统计学意义。ALP检测,β-TCP组在第7、9天与阴性对照组差异有统计学意义（P〈0．05）,gel／lc—HA-β-TCP在第9天与阴性对照组差异有统计学意义（p〈0．05）。结论新型明胶／高结晶度羟基磷灰石涂层-β-磷酸三钙支架和明胶／低结晶度羟基磷灰石涂层-β-磷酸三钙支架与BMSCs生物相容性好,适合作为支架材料负载BMSCs构建组织工程骨。     

Differentiation of PDX1 gene-modified human umbilical cord mesenchymal stem cells into insulin-producing cells in vitro

Mesenchymal stem cells (MSCs) have significant advantages over other stem cell types, and greater potential for immediate clinical application. MSCs would be an interesting cellular source for treatment of type 1 diabetes. In this study, MSCs from human umbilical cord were differentiated into functional insulin-producing cells in vitro by introduction of the pancreatic and duodenal homeobox factor 1 (PDX1) and in the presence of induction factors. The expressions of cell surface antigens were detected by flow cytometry. After induction in an adipogenic medium or an osteogenic medium, the cells were observed by Oil Red O staining and alkaline phosphatase staining. Recombinant adenovirus carrying the PDX1 gene was constructed and MSCs were infected by the recombinant adenovirus, then treated with several inducing factors for differentiation into islet β-like cells. The expression of the genes and protein related to islet β-cells was detected by immunocytochemistry, RT-PCR and Western blot analysis. Insulin and C-peptide secretion were assayed. Our results show that the morphology and immunophenotype of MSCs from human umbilical cord were similar to those present in human bone marrow. The MSCs could be induced to differentiate into osteocytes and adipocytes. After induction by recombined adenovirus vector with induction factors, MSCs were aggregated and presented islet-like bodies. Dithizone staining of these cells was positive. The genes' expression related to islet β-cells was found. After induction, insulin and C-peptide secretion in the supernatant were significantly increased. In conclusion, our results demonstrated that PDX1 gene-modified human umbilical cord mesenchymal stem cells could be differentiated into insulin-producing cells in vitro.     

失代偿期乙肝肝硬化患者的骨髓间充质干细胞的免疫调节作用

目的 观察失代偿期乙型肝炎肝硬化患者的骨髓间充质干细胞（BMSCs）对自体外周血淋巴细胞增殖及调节性T细胞（Tregs）亚群的影响.方法 从8例失代偿性肝硬化患者骨髓中分离培养MSCs,采用流式细胞仪分析鉴定MSCs的纯度,分离患者外周血淋巴细胞行羧基荧光素乙酰乙酸琥珀酰亚胺酯（CFDA SE）荧光染色,在植物血凝素（PHA）刺激下,培养基为自体血清,自体外周血淋巴细胞与BMSCs共培养,流式细胞术检测各组淋巴细胞增殖情况及CD4＋ CD25＋ CD127-Tregs频数.结果 流式细胞术显示：接触培养组及非接触培养组的细胞增殖较阳性对照组明显减低（P均＜0.01）,但亦显著高于阴性对照组（P均＜0.01）,其CD4＋ CD25＋ CD127-Tregs频率显著高于阳性及阴性对照组（P均＜0.01）;接触培养组与非接触培养组比较,淋巴细胞增殖及CD4＋ CD25＋ CD127-Tregs频数差异均无统计学意义（P均＞0.05）.结论 肝硬化患者BMSCs可抑制自体外周血淋巴细胞增殖、上调CD4＋ CD25＋ CD127-Tregs表达.