核心结合因子a1基因转染的骨髓基质干细胞复合生物衍生骨支架诱导异位成骨的研究

目的 观察核心结合因子a1（Cbfal）基因转染的人骨髓基质干细胞（hBMSCs）复合生物衍生骨支架异位成骨的效果。方法 雌性BALB／C裸鼠18只，随机分为3组：转染Cbfal基因的hBMSCs复合支架（A）、未转染细胞复合支架（B）和单纯支架组（C），每组6只。分别将各组人工骨植入裸鼠背部皮下，于术后4、8周行组织学、免疫组织化学和荧光原位杂交等检测。结果 Cbfal基因转染后，可诱导BMSCs骨钙素、Ⅰ型胶原呈阳性表达。体内植入后，A组成骨速度及成骨质量均明显优于其他组；植入细胞及宿主间质细胞呈骨钙素、骨形态发生蛋白2阳性表达；4周时，Y染色体阳性细胞数明显高于B组。结论 Cbfal基因转染BMSCs，能够诱导其向成骨细胞分化、上调骨形态发生蛋白2基因表达并提高移植细胞的生存率，明显促进异位成骨能力。     

兔骨髓基质干细胞促进珊瑚骨成骨的实验研究

目的探讨运用组织工程技术合成自体骨移植的替代物的可行性。方法从兔骨髓中分离基质干细胞进行体外培养扩增后，载人明胶海绵或珊瑚骨制成复合物。取24只6～9个月龄雌性新西兰白兔，随机分成四组，每组6只。第1组桡骨干中段15mm的骨缺损内植入明胶海绵，第2组植入明胶海绵＋骨髓基质干细胞（BMSCs），第3组植入珊瑚骨，第4期植入珊瑚骨＋BMSCs，对各组动物进行影像学、p,CT和组织学比较。结果仅植入明胶海绵的骨缺损全部形成典型的骨折不愈合表现；植入明胶海绵＋BMSCs后，骨缺损内的新骨形成明显增多，但仅有1只动物完全愈合；植入珊瑚骨后，骨缺损内有部分新骨形成，但术后16周无一例完全愈合；植入珊瑚骨＋BMSCs后，骨缺损内的载体支架被逐渐吸收的同时有大量的新骨形成，其中4只动物完全愈合。结论由体外分离和培养的BMSCs与珊瑚骨合成的组织工程骨具有可吸收性强、成骨能力好等特点，是一种具有发展前景的自体骨移植材料替代物。     

转染人骨形态发生蛋白-2基因的羊骨髓间充质干细胞的异位成骨研究

目的评价腺病毒介导的人骨形态发生蛋白-2(hBMP-2)基因转染羊骨髓间充质干细胞(MSCs)后的成骨活性。方法实验分为3组:(1)hBMP-2转染细胞组,(2)半乳糖苷酶基因(βgal)转染细胞组,(3)未转染细胞组。从羊骨髓中分离培养MSCs,基因转染后利用免疫沉淀和Westernblot方法检测BMP-2的表达,并在体外进行碱性磷酸酶(ALP)和VonKossa染色、ALP定量测定、透射电镜观察。分别将细胞悬液注入裸鼠股后部肌内,分期进行X线和组织学检查。结果Westernblot检测发现只有hBMP-2转染细胞组的MSCs表达并分泌hBMP-2。该组于转染后第12d,ALP活性达高峰,与其它两组比较,差异有显著性意义;于16d后出现钙结节,而其它两组未见。透射电镜观察见hBMP-2转染细胞组的细胞内粗面内质网、线粒体和溶酶体增多。裸鼠肌内注射细胞悬液后3周,hBMP-2转染细胞组即有异位成骨,6周时明显增多,其它两组仅见纤维组织形成或微量成骨。结论hBMP-2基因转染能诱导羊MSCs分化为成骨细胞,并在裸鼠体内诱导成骨。     

骨形成蛋白-2基因转染人骨髓间质干细胞诱导异位成骨的实验研究

目的 评价腺病毒介导的人骨形成蛋白—2基因(Adv—hBMP—2)转染人骨髓间质干细胞(MSCs)的诱导成骨能力。方法 从人骨髓中分离培养获取MSCs，分为三组：①Adv—hBMP—2转染细胞组；②Adv—βgal转染细胞组；③未转染细胞组。分别于体外行western immunoblot试验、碱性磷酸酶(ALP)和Von Kossa染色、ALP定量测定，以及裸鼠肌内诱导成骨试验。共9只裸鼠，双例股后肌群内注射，每组6例。结果 Adv—hBMP—2组MSCs可分泌BMP—2蛋白；转染后第9天ALP染色多数细胞为阳性，其它两组ALP染色阳性细胞少见；ALP活性第3天开始升高，12天达高峰为14．76单位，与其它两组比较有统计学意义(P＜0．05)；于第21天后出现钙结节，而其它两组未见。裸鼠肌内注射后4周Adv—hBMP—2组X线片均有异位成骨，Adv—βgal转染细胞组未见明显成骨，未转染细胞组仅有少量骨形成。组织学检查发现：Adv—hBMP—2组也可见典型的板层骨和骨髓腔形成，Adv—βgal组主要为纤维组织，未转染组也可见散在骨小粱形成。结论 Adv—hBMP—2基因转染可诱导人骨髓问质干细胞成骨。     

骨形态发生蛋白-2基因转染兔骨髓基质干细胞及复合纳米羟基磷灰石体外构建组织工程骨的研究

目的 探讨腺病毒介导的人骨形态发生蛋白-2表达载体(Ad-BMP-2)转染兔骨髓基质干细胞(rBMSCs)后复合到纳米羟基磷灰石(Nano-HA)体外构建仿生人工骨的可行性. 方法 采用GatewayTM技术构建腺病毒载体,溶胶-絮凝法制备Nano-HA,用Ad-BMP-2转染体外培养的rBMSCs,免疫组化、RT-PCR和蛋白印迹方法检测转染后细胞的BMP-2表达.将转染48 h的细胞均匀接种到Nano-HA支架上,第3、5天取细胞载体复合物扫描电镜观察细胞贴附、生长状况,消化收集贴附支架的细胞,蛋白印迹检测贴附支架细胞BMP-2的表达.结果 转染后BMP-2基金在mRNA水平和蛋白水平均有高表达;扫描电镜见转染细胞在支架材料分布均匀,黏附良好,转染后及复合后Western Blot检测BMP-2表达较高.结论 利用转基因技术,用含目的基因的腺病毒载体转染靶细胞复合到Nano-HA,细胞载体复合物稳定长效地分泌生长因子,体外成功地构建了仿生人工骨.     

融合基因骨形态发生蛋白-4/7重组腺相关病毒载体转染对骨髓基质干细胞成骨活性的作用

目的 应用高效细菌内同源重组系统pAd-Easy制备融合基因骨形态发生蛋白-4/7(BMP-4/7)基因的重组腺相关病毒(AAV),转染兔骨髓幕质干细胞(BMSCs),检测BMP-4/7的成骨活性.方法 采用RT-PCR一步法和基因重组法,从胎盘组织中克隆BMP-4和BMP-7成熟肽cDNA,获取BMP-4/7融合基因,克隆到pGEM质粒中;从pGEM-BMP-4/7质粒中切取BMP-4/7融合基因克隆到穿梭载体,在大肠杆菌内重组,在293细胞中构建AAV-BMP-4/7重组腺相关病毒载体;采用SDS-PAGE电泳榆测BMP-4/7融合基因蛋白在大肠杆菌的表达;采用ELISA法检测融合基因BMP-4/7在BMSCB中的表达.AAV-BMP4/7转染兔BMSCs细胞7、14 d后,行碱性磷酸酶及骨钙素含量测定,观察成骨活性,以非转染组作为对照. 结果成功构建高滴度的携带BMP-4/7融合基因的重组腺相关病毒AAV.BMP-4/7.AAV-BMPd/7重组质粒载体转化大肠杆菌进行诱导表达,SDS-PAGE电泳可见29～830 KD蛋白带,大多数蛋白存在于包涵体内.ELISA检测显示经AAV转染的BMSCs中BMP-4/7蛋白有表达,随着转染MOI值的增加,BMP-4/7蛋白的表达增高(P<0.01).AAV-BMP4/7转染细胞后,碱性磷酸酶及骨钙素含量均明显增高,并与转染后诱导培养的时间呈正相关,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01). 结论融合基因BMP-4/7可提高BMPs表达水平,有成骨活性,通过AAV可稳定表达.     

成骨细胞特异性钙黏蛋白基因转染对人骨髓基质干细胞成骨分化影响的研究

目的 观测成骨细胞特异性钙黏蛋白(Cad-Ⅱ)基因转染对人骨髓基质干细胞(hBMSCs)成骨分化的影响. 方法把脂质体介导的Cad-Ⅱ cDNA转染体外分离培养的hBMSCs,检测Cad-Ⅱ蛋白表达变化,并对比观测转染组和单纯成骨诱导组在培养3,7、14、21 d时,hBMSCs碱性磷酸酶(ALP)和骨钙索的表达变化. 结果 转染组和成骨诱导组3 d后开始有ALP的阳性染色,呈棕黑色,7 d开始有骨钙索的阳性染色并随培养时间延长逐渐增多,但各时间点转染组ALP浓度(P=0.008)和骨钙素染色阳性数(P=0.023)均显著高于单纯成骨诱导组.转染组和成骨诱导组从14 d后开始有红色的刚件染色矿化结节出现,结节数目随时间推移而增多. 结论 Cad-Ⅱ基因转染可促进hBMSCs向成骨细胞的分化.     

生长分化因子5基因转染诱导骨髓基质干细胞分化的研究

目的 探讨人生长分化因子5(GDF5)基因转染对骨髓基质干细胞(BMSCs)生长及分化的影响.方法 采用脂质体介导法将GDF5基因导人人BMSCs,通过MTT法和流式细胞仪分别检测细胞增殖能力和细胞周期,在光镜和电镜水平观察细胞形态,用逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)和免疫细胞化学方法榆测GDF5和Ⅱ型胶原mRNA和蛋白质的表达.柠檬酸铅法检测细胞碱性磷酸酶活性,RT-PCR法检测骨钙素mRNA表达.结果 GDF5在转染细胞内得到稳定表达,转染细胞的增殖能力和细胞周期与未转染细胞基本一致.光镜下转染细胞中多角形细胞相对增多,排列方式不规则.电镜下转染细胞核呈不规则形,细胞器丰富.转染细胞Ⅱ型胶原mRNA和蛋白表达阳性,骨钙素mRNA表达阴性.结论 GDF5基因脂质体法转染BMSCs成功,转染细胞仍保持正常生长增殖特性.GDF5可诱导BMSCs向软骨表型分化,GDF5基因修饰的BMSCs可作为软骨组织上程的候选种子细胞.     

联合转染人VEGF165和ANG-1双基因对大鼠骨髓基质干细胞成骨分化的影响

[目的]研究联合转染入血管内皮细胞生长因子165(VEGF165)和血管紧张素-1(ANG-1)双基因对大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs)成骨分化潜能的影响.[方法]将本室构建的编码人VEGF165和ANG-1双基因腺病毒质粒pAd-VIA在QBI-293A细胞内进行包装和扩增,获得腺病毒载体pAd-VIA,将其体外转染大鼠BMSCs,应用诱导培养液定向诱导向成骨细胞分化.实验分为4组:A.腺病毒载体pAd-VIA转染BMSCs并诱导组;B.BMSCs诱导组;C.腺病毒载体pAd-VIA转染BMSCs组;D.单纯BMSCs组.通过碱性磷酸酶(ALP)染色和活性的测定、Ⅰ型胶原免疫荧光染色、茜素红染色来评价联合转染双基因对BMSCs成骨分化潜能的影响.[结果]重组腺病毒质粒pAdVIA在QBI-293A细胞内成功包装和扩增,有大量的绿色荧光蛋白表达,体外转染大鼠BMSCs后,A、B组的ALP染色、Ⅰ型胶原免疫荧光染色、茜素红染色为阳性,而C组和D组为阴性.ALP活性表达具有时间相关性,3 d开始表达,7 d到达高峰,在7、14 d,A、B组与C、D组之间ALP表达均具有统计学差异(P＜0.01),A组和B组之间,在各个时间点均无统计学差异(P＞0.05).[结论]腺病毒载体pAd-VIA转染大鼠BMSCs后,未明显影响其体外成骨分化潜能.     

转染人骨形成蛋白-7基因的骨髓基质细胞异位成骨实验研究

目的 观察转染人骨形成蛋白-7（Bone morphogenetic protein-7,BMP-7）基因的骨髓基质细胞（Bone marrow stromal cells,BMSCs）与胶原膜（BME-10X）复合培养后的异位成骨能力。方法将hBMP-7基因转染Beagle犬BMSC,与胶原膜复合培养后,植入裸鼠皮下,8周后取材,HE、Mallory染色及Ⅰ型胶原免疫组化染色,观察其异位成骨能力。结果各组均有不同程度Ⅰ型胶原的表达,转染组和未转染组显著高于单纯膜组,转染组又显著高于未转染组（P〈0．05）。结论转染了hBMP-7基因的BMSCs具有更强的异位成骨能力,有望成为牙周组织工程理想的种子细胞,     

Heterotopic osteogenesis in porous ceramics induced by marrow cells

When untreated porous calcium phosphate ceramics were transplanted into subcutaneous (s.c.) or intramuscular (i.m.) sites, fibrovascular tissue grew in the pore region without evidence of bone formation. However, when these same ceramics were combined with syngeneic marrow cells, osteogenesis was observed inside the pore region of the implanted ceramic. The osteogenesis began on the surface of the pore region at approximately 3 weeks postimplantation by a process of intramembranous bone formation, with the de novo bone tissue observed directly interfacing with the ceramic surface. Infrequently, small isolated areas showed cartilage formation with no noticeable endochondral ossification. At 4 weeks postimplantation of the ceramic with marrow cells, the osteogenesis in the ceramic accompanied an observed increase in compressive strength, rigidity, and energy absorption of the ceramic. These results suggest that a combination of porous ceramics and marrow cells may be useful for clinical problems requiring osseous reconstruction.     

人肝细胞生长因子基因修饰大鼠骨髓间充质干细胞系的构建

目的 构建人肝细胞生长因子(hHGF)基因修饰大鼠骨髓间充质干细胞系(MSCs).方法 采用脂质体法将hHGF基因慢病毒载体质粒(lenti-hHGF)转染至293FT细胞,收集病毒上清液感染大鼠MSCs细胞,经过G418筛选得到稳定分泌hHGF的MSCs细胞株(hHGF-MSCs细胞).以转染空载体细胞(eGFP-MSCs)、未转染慢病毒载体的MSCs细胞作为对照.采用免疫印迹法检测hHGF的表达.hHGF-MSCs细胞分别加入成骨诱导剂或成脂诱导剂培养,分别采用茜素红染色和油红O染色鉴定成骨细胞和脂肪细胞表型.结果 与未转染慢病毒载体的MSCs细胞和eGFP-MSCs细胞比较,hHGF-MSCs细胞hHGF表达上调(P＜0.01).hHGF-MSCs细胞体外诱导培养后具有明显的成骨和成脂表型,可向成骨细胞和脂肪细胞分化.结论 成功构建hHGF基因修饰大鼠MSCs.     

人脂肪组织与骨髓来源间充质干细胞生物学特性的比较

目的 比较脂肪来源间充质干细胞(ADAS)和骨髓来源间充质干细胞(BMSC)的生物学特性.方法 分离ADAS和BMSC,比较它们的表型、细胞倍增时间及分泌的相关因子,分别检测它们对T淋巴细胞的活化、细胞周期、增殖及凋亡的作用.结果 BMSC和ADAS在细胞表型上类似,只有CD106的表达有差异;在增殖速率上,ADAS群体倍增时间为28 h,显著高于BMSC的39 h(P＜0.05);ADAS和BMSC同样具有抑制T淋巴细胞增殖的能力,在有丝分裂原刺激和混合淋巴细胞反应的T淋巴细胞增殖中,这种抑制作用都具有剂量依赖性,在1:2时抑制作用极强,但是在1:100时这种抑制作用基本消失;在共培养时,ADAS和BMSC都可以使绝大多数的T淋巴细胞被抑制在G0/G1期,同时也可以抑制T淋巴细胞的早期活化,但是ADAS的上述作用均比BMSC弱;ADAS并不具有抑制T淋巴细胞凋亡的作用,而在TH0细胞向TH 1细胞或TH2细胞分化中所起的作用基本相似,主要抑制TH0细胞向TH1细胞(表达IL-2和IFN-γ的T淋巴细胞)的分化,而对向TH2细胞(表达IL4和IL-10的T淋巴细胞)分化没有明显的影响.结论 ADAS与BMSC具有类似的免疫调节作用,在相同体积的脂肪组织中能够得到的干细胞前体细胞的数量是骨髓组织的10倍以上,因此ADAS较难以获得的BMSC更有广泛的应用前景.     

腺病毒介导入BMP-2对骨髓间质干细胞成骨能力的影响

目的　探讨腺病毒介导的人骨形态发生蛋白 (BMP 2 )转染对体外培养骨髓间质干细胞(MSCs)成骨能力的影响。　方法　取日本大耳白兔 2 0只自双侧股骨大转子取材培养MSCs ,左侧来源细胞为实验组 ,右侧为对照组。以复制缺陷重组腺病毒介导人BMP 2基因转染MSCs后 ,用ALP检测两组细胞的ALP活性 ;骨钙素RT PCR检测两组细胞Ⅰ型胶原的表达 ;BGP放免分析检测两组细胞的骨钙素含量。　结果　转基因组和对照组ALP分泌量 (U/L)分别为 7 0 1± 0 5 9、5 2 3± 0 5 5 ;RT PCRⅠ型胶原的表达为 1 3 5± 0 12、3 65± 0 3 7;骨钙素 (ng/ml)为 2 4 5 0± 0 93和 15 45± 1 81。两组间差异均有显著性 (P <0 0 5 )。　结论　用腺病毒介导人BMP 2蛋白作用后的MSCs具有成骨细胞的生物学特性。腺病毒介导人BMP 2转基因可以提高MSCs的体外成骨能力。     

成人间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞的研究

目的 研究成人骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)体外培养定向诱导分化为成骨细胞,探讨其作为骨组织工程种子细胞的可行性和应用价值.方法 抽取健康成年骨髓,Ficoll密度梯度离心结合贴壁培养法经连续传代后改用含10 nmol/L地塞米松、10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠、50 μmol/L维生素C的条件培养基培养,在相差显微镜下观察细胞形态变化,流式细胞仪细胞表面分子标志鉴定,免疫组化和RT-PCR检测Ⅰ型胶原蛋门的表达,同时测定细胞内碱件磷酸酶的含量.结果 BMSCs原代和传代培养的细胞具有活跃的增殖能力,诱导培养后细胞形态向成骨细胞转化,经RT-PCR、流式细胞仪、细胞碱性磷酸酶活性、糖原染色鉴定为成骨细胞.结论 BMSCs经合理的体外诱导培养后符合成骨细胞的形态特征和生物学特性,有望成为理想的骨组织工程种子细胞来源.     

低氧环境和生长分化因子-5联合诱导促进人骨髓基质干细胞分化成软骨细胞的研究

目的 探讨低氧环境下生长分化因子-5 (GDF-5)诱导人骨髓基质干细胞(hBMSCs)“自组装”形成工程化软骨的可行性和有效性。方法 分离培养hBMSCs,流式细胞学方法鉴定。将hBMSCs用含100 ng/mL GDF-5软骨诱导液(CM)分别在低氧（A组）和正常氧（B组）环境下诱导培养3周,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和Aggrecan表达情况。将A、B两组hBMSCs消化后,按一定密度接种于2％琼脂糖包被的24孔板,在不同氧浓度下CM继续诱导3周,免疫组化法检测组织Ⅰ、Ⅱ型胶原表达,甲苯胺蓝染色检测葡萄糖胺聚糖(GAG)表达。结果 hBMSCs呈梭形漩涡状生长,高表达CD44、CD29,不表达CD45分子。诱导5d后A组细胞较B组明显增殖,诱导10dA组细胞体积较B组小。含GDF-5的CM诱导hBMSCs 3周后,Ⅱ型胶原和Aggrecan mRNA表达阳性,A组Ⅱ型胶原和Aggrecan表达量较B组均明显增加,差异有统计学意义(P＜0.05)。GDF-5诱导hBMSCs可“自组装”形成一定形状大小类软骨样组织,A组Ⅱ型胶原表达较B组增加,A组Ⅰ型胶原表达量下降,B组表达阳性;A组甲苯胺蓝染色异染加深。结论 低氧促进GDF-5诱导hBMSCs向软骨分化,低氧环境下GDF-5诱导软骨分化的hBMSCs“自组装”形成的工程化软骨更具有软骨表型。