低氧抑制人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化

目的 探讨低氧对人间充质干细胞(hMSCs)分化为成骨细胞的影响,为骨组织工程学提供实验依据.方法 根据培养氧浓度及培养液类型随机分为4组:正常氧组(n)(20%O2 DMEM-LG),低氧组(h)(1%O2WDMEM-LG),正常氧成骨诱导组(nos)(20%O2 条件培养液)及低氧成骨诱导(hos)(1%O2 条件培养液).观察细胞形态变化,检测碱性磷酸酶(ALP)活性,定量分析ALP、I型胶原蛋白(COLIA2)、骨钙素(OC)及骨粘连蛋白(BSP)mRNA表达情况,钙结节使用茜素红染色.结果 与nos组相比,n、h及hos组hMSCs生长形态改变不明显,并且不受条件培养液的影响.hos组hMSCs的ALP活性逐渐增高,但明显低于nos组,两者差异有统计学意义(P<0.01);培养4周后,与其它组相比,nos组的hMSCs可见到明显的染成红色的钙结节及钙盐沉积.定量RT-PCR检测,nos组hMSCs的ALP、OC、COLIA2及BSP mRNA表达量从7 d时开始明显增加,ALP 14 d后达到峰值,随后活性开始降低,OC、COL1A2及BSPmRNA继续增高,hos组ALP及BSP mRNA 14 d后开始增加,但明显低于nos组(均P<0.05).结论 低氧环境在体外抑制hMSCs成骨细胞分化,延迟hMSCs成骨.     

富血小板血浆对体外培养骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响

目的 探讨不同浓度的富血小板血浆(PRP)对体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖及成骨能力的影响.方法 取大鼠骨髓组织,密度梯度离心法体外分离培养BMSCs.取第3代细胞接种,分别加入含0.5％、1％、2％、5％、10％ PRP的成骨诱导液或DMEM培养基进行培养,并以加入不含PRP的成骨诱导液或DMEM培养基培养(0 PRP)的BMSCs作对照.采用XTr比色法测定BMSCs的增殖情况.分别于培养3、7、11d时用ELISA法测定细胞碱性磷酸酶(ALP)活性,培养7、14、21 d时用放射免疫法检测骨钙素(OCN)表达量,培养21 d时用茜素红染色观察钙化结节形成能力.结果 成骨诱导培养的前7d,PRP可促进BMSCs增殖,成骨诱导培养7d以后,PRP也可促进BMSCs的成骨分化,且随着PRP浓度的增加,促细胞增殖、分化和成骨能力逐渐增强.PRP促进BMSCs内ALP活性和OCN表达的作用也呈剂量依赖性.成骨诱导培养21 d后,5％、10％的PRP诱导钙化结节形成能力优于0.5％、1％和2％的RPR,0 PRP培养的BMSC仅见少量钙化结节形成.结论 在体外成骨诱导培养条件下,RPR能有效促进BMSCs的生长增殖和成骨分化,以浓度10％为最佳.     

脉冲电磁场对脱钙骨基质诱导人骨髓干细胞成骨分化的影响

目的观察脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMF)对脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)诱导人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)成骨分化的影响,探讨可能的发生机制。方法提取1例健康14周岁男性骨髓间充质干细胞,培养至第3代,以1×104/孔接种至8块24孔板,以1×105/孔接种至2块6孔板,各分成4组:细胞对照组(C组)、细胞+材料组(CD组)、细胞+脉冲电磁场组(CP组)和细胞+材料+脉冲电磁场组(CDP组)。CD组和CDP组加入一块5mm×5mm×3mm大小的DBM,CP组和CDP组给予PEMF(频率15Hz,场强5Gs)照射;各组分别于种植后第1、7、14、21天进行碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙素(OC)浓度等指标检测,在第21天进行钙结节茜素红染色,光镜观察。结果CD组、CP组和CDP组ALP活性及OC浓度在种植7d后均明显升高(P0.01);在14d时CD组和CDP组ALP活性达到最高值,第7、14天时CDP组ALP活性较CD组、CP组均显著升高(P0.01),仅在第14天时CD组ALP活性较CP组显著升高(P0.01);CDP组OC值在7、14、21d时均较CD组、CP组显著升高(P0.01),仅在第21天时CD组OC浓度较CP组显著升高(P0.01);21d时形态学观察显示钙结节数量CDP组明显多于CD组和CP组(P0.01),CD组明显多于CP组(P0.01)。结论PEMF与DBM联合对hMSCs的成骨诱导要强于PEMF或DBM的单独作用,且随着磁场应用时间的延长更加明显。另外PEMF对DBM诱导hMSCs成骨分化具有明显的协同效应,可能是通过PEMF增强hMSCs对BMPs等成骨活性因子的反应性来实现的。     

人骨髓间质干细胞诱导成骨分化过程中差异表达蛋白的质谱鉴定及生物信息学分析

目的 比较入骨髓间质干细胞(hMSCs)诱导成骨分化过程中的蛋白质组差异,寻找hMSCs成骨分化相关蛋白质.方法 体外培养hMSCs并诱导成骨分化,收集hMSCs和成骨诱导分化3d的细胞的全蛋白,应用双向凝胶电泳(2-DE)分离和图像分析软件进行蛋白质点的识别和检测,通过比较蛋白质组学技术找出凝胶上差异2.0倍以上的蛋白质点,应用基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和生物信息学方法对差异蛋白点进行蛋白质的鉴定和分析.结果 hMSCs在体外成功诱导成骨分化,通过2-DE分离、MALDI-TOF-MS分析和生物信息学方法鉴定出了38种差异蛋白,其中22种蛋白质在成骨诱导3d后表达明显上调,16种蛋白质在成骨诱导3d后表达明显下调.利用Gene Ontology对所鉴定的蛋白质按分子功能和生物学途径进行分析显示,参与体内代谢、发育过程、催化反应和酶调节活性的蛋白质分别占29％、32％、44％、16％.结论 蛋白质组学较好地显示了hMSCs诱导成骨分化过程中的蛋白质表达差异,这为进一步阐明hMSCs成骨分化的分子机制提供了新的思路.     

大鼠脂肪干细胞冷冻复苏后的生物学特性及成骨细胞分化潜能的研究

目的 研究冻存复苏后大鼠脂肪干细胞（ADSCs）的生物学特性及其体外诱导成骨细胞分化的潜能。方法 冷冻保存6 个月的大鼠ADSCs 复苏后传代培养,显微镜下观察细胞形态;CCK8 检测细胞增殖,流式细胞仪检测CD44,CD105。第3 代细胞诱导成骨培养2 ～ 3 周后碱性磷酸酶（ALP）和茜素红染色,观察成骨情况。结果 复苏后ADSCs 形态类似成纤维细胞,增殖迅速。成骨诱导培养后表现出成骨细胞特性,ALP 染色活性增加,茜素红染色出现矿化结节。结论 冷冻保存复苏后的ADSCs 细胞生物性能稳定,定向诱导后可分化为 成骨细胞,可作为骨组织工程的种子细胞。     

体外成骨诱导增加人骨髓间充质干细胞刺激PBMCs增殖

目的初步观察人骨髓间充质干细胞(human bonemarrow derivedmesenchymal stem cell,hMSCs)及其成骨分化后代的免疫原性,为异基因hMSCs作为骨组织工程种子细胞研究提供理论基础.方法应用Percoll密度梯度离心法从人骨髓中分离、培养细胞hMSCs;将第3代hMSCs及其体外诱导成骨3周的分化后代分别与人外周血单个核细胞(human peripheral blood mononuclear cell,PBMC)混合培养,观察上述细胞对PBMC的刺激指数.结果Percoll(1.073g/ml)分离培养的原代hMSCs为均匀一致的梭形,呈漩涡样排列.其在体外成骨诱导3周时Von-Kossa染色见细胞间质有大量的钙盐沉积,免疫细胞化学检测见到大多数细胞骨钙素表达阳性.混合细胞培养结果显示:不同细胞数量的hMSCs对PBMCs的刺激指数(stimulation index,SI)均小于2;而1×104、5×103、103的hMSCs-Osteo对PBMCs的刺激指数大于2.结论hMSCs的免疫原性较低,在体外不能刺激PBMCs增殖.但hMSCs的成骨分化后代的免疫原性增加,一定数量细胞在体外能够刺激PBMCs增殖,其在异基因宿主体内可能引起免疫排斥反应.本实验结果提示:异基因骨髓间充质干细胞要作为骨组织工程种子细胞,必须克服免疫方面的障碍.     

微载体cytodex 3大量扩增成人骨髓间充质干细胞的初步研究

目的建立一种体外分离、大量扩增培养成人骨髓间充质干细胞(hMSCs)的方法.方法用Percoll梯度离心结合贴壁法分离hMSCs,用微载体cytodex 3培养hMSCs,以普通单层聚苯乙烯(TCPS)培养作对照,用流式细胞仪(FCM)和MTT法对其细胞表型和增殖活性检测.结果①梯度离心结合早期换液是分离hMSCs的较好方法,FCM检测表明hMSCs表面表达CD29、CD44和CD105,而不表达CD14、CD34、CD45、VLA-1和HLA-DR.hMSCs细胞周期分布显示:G 0/G 1期(86.4±3.8)%,S+G 2+M期(13.6±4.2)%;②hMSCs与cytodex 3有良好的相容性, MTT法表明hMSCs在cytodex 3表面悬浮生长时具有比普通单层TCPS培养时更高的数量和增殖活性,FCM分析表明两者的细胞表型和细胞周期分布相同,无显著性差异(P>0.05).结论微载体cytodex 3培养方法是扩增组织工程种子细胞hMSCs的有效方法.     

生物珊瑚人工骨支架材料生物相容性检测

目的评价生物珊瑚人工骨(BCAB)材料作为骨组织工程支架材料与小鼠胚胎干细胞(MESCs)构建组织工程骨的有效性及材料生物相容性。方法设MESCs与BCAB支架材料混合黏附培养为实验组,单纯MESCs培养为对照组,分别于第2、4、6、8天进行MTT法检测细胞增殖活性,特异性胚胎抗原-1检测细胞对材料的黏附性。于第8日对接种细胞材料片行成骨诱导,诱导培养10 d后行茜素红染色及电镜扫描检测成骨诱导及体外组织工程骨构建情况。取12只大鼠,脊柱左侧皮下植入空白BCAB支架片状材料,右侧植入黏附细胞BCAB片状材料,随机分4、8、12周3组行影像学检查,并取双侧标本行病理切片观察局部炎症反应,四环素标记下荧光显微镜观察成骨情况。第12周组取心、肝、肾病理切片及评估心、肝、肾毒性反应。结果 MTT法检测细胞增殖活性结果显示,在培养2 d和4 d时实验组与对照组间MTT值差异无统计学意义(P>0.05),在6 d及8 d时实验组MTT值明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。特异性胚胎抗原-1检测证实MESCs对BCAB支架材料具有良好的黏附性,在其三维微孔隙内能较快增殖。茜素红染色及电镜扫描检测证实黏附细胞材料成骨诱导有效,体外组织工程骨构建成功。材料植入局部组织炎症反应轻,空白支架材料于第8周开始降解,12周达初步降解,无异位成骨;黏附细胞支架材料则有明显异位成骨现象,且较对侧空白支架材料降解时效延长。第12周组实验动物心、肝、肾标本病理切片未见异常损害。结论 BCAB支架材料具有良好的生物相容性,其降解周期与新骨重建周期大致相当,是一种良好的骨组织工程支架材料。     

骨碎补有效成分柚皮甙对人骨髓间充质干细胞的影响

目的探讨骨碎补的有效成分柚皮甙对人骨髓间充质干细胞(hMSCs)增殖、分化的影响。方法将骨碎补的有效成分柚皮甙以及成骨诱导液(地塞米松、维生素C、β-甘油磷酸钠)与hMSCs共同体外培养,用倒置显微镜观察细胞生长情况、CCK-8法检测细胞的毒性和增殖作用、碱性磷酸酶(ALP)活性测定、von kossa钙结节染色。结果50μg/L柚皮甙对细胞无毒性、能促进hMSCs增殖,碱性磷酸酶(ALP)活性、von kossa钙结节染色与空白对照组比较有明显差异(P<0.05)。结论柚皮甙对hMSCs有保护作用并能促进其增殖、分化。     

模拟微重力环境促进人间充质干细胞体外高效增殖

目的观察人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)在模拟微重力环境中的体外增殖情况.方法在旋转细胞培养系统(rotary cell culture system,RCCS)模拟的微重力环境中,用Cytodex-3微载体技术培养hMSCs,通过相差显微镜、细胞计数、MTT法、CCK-8(cell counting Kit-8)观察检测hMSCs的增殖状况.结果试验组hMSCs较平皿培养组延长指数生长期提高2倍,细胞增殖速度提高近2倍,培养密度增加15.8倍.结论模拟微重力环境能促进hMSCs的体外增殖速度,利于体外规模化扩增组织工程的种子细胞.     

儿童骨髓基质细胞体外培养

目的 探讨儿童骨髓基质细胞体外培养条件,为儿童骨组织工程研究选择种子细胞。方法 将儿童髂骨内骨髓分别采用密度梯度离心法和全骨髓法培养,待细胞长满培养瓶后传代,选取正常生长骨髓基质细胞第3代绘制生长曲线并测定细胞内骨钙素(OCN)及培养液中碱性磷酸酶(ALP)含量。培养期间用倒置相差显微镜观察细胞形态。结果 原代儿童骨髓基质细胞呈长梭形、三角形或多角形,存在有集落样生长特性,传代后细胞形态无明显变化,且生长、增殖稳定,细胞内OCN及培养液中ALP含量在1周左右达到高峰。结论 采用密度梯度离心法和全骨髓法获得儿童骨髓基质细胞,经培养、传代后,可以得到大量稳定增殖的骨组织工程种子细胞。     

均一的成人骨髓源性神经干细胞的简捷获取

目的 探讨建立具均一性的、未分化且具有神经分化能力的成人骨髓源性神经干细胞（human adult bone marrow-derived neural stem cells,Md-NSCs）的有效获取方案。方法 抽取成人志愿者全骨髓,梯度离心分离成人骨髓基质细胞（human adult bone marrow stromal cells, hMSCs）,贴壁培养法纯化及扩增hMSCs;以神经干细胞培养基体外诱导培养hMSCs成为Md-NSCs,以诱导培养基于体外诱导培养Md-NSCs向神经系细胞分化;相差显微镜下观察 hMSCs及Md-NSCs的形态学特征;免疫组化法检测Md-NSCs中Nestin的表达,以及由 Md-NSCs诱导分化后得到的神经系细胞中GFAP、NG2及MAP2ab的表达。结果 传代纯化后的hMSCs呈梭形,贴壁生长,增殖旺盛。经10~15d诱导培养,hMSCs可分化为Md-NSCs,其形态为均一性的、呈球形的细胞克隆,不贴壁生长,增殖旺盛,并聚集成神经球结构,Md-NSCs克隆高度表达神经干细胞标志蛋白Nestin。经7~10天诱导培养,Md-NSCs于体外可分化成神经系细胞,分化细胞可表达星形胶质细胞标志蛋白GFAP、少突胶质细胞标志蛋白NG2及神经元细胞标志蛋白MAP2ab。 结论 通过本方案可简捷有效地获得均一的成人骨髓源性神经干细胞,可为体内移植治疗人类神经系统疾病提供丰富而理想的神经干细胞来源。     

全骨髓贴壁法分离培养rBMSCs及成骨诱导探讨

[摘要]　目的 通过研究在体外培养大鼠骨髓基质干细胞(rBMSCs)及其成骨生物学特性,探讨构建骨组织工程种子细胞的方法。方法 通过全骨髓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、β2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钙结节茜素红染色反应,进行成骨细胞鉴定。结果 全骨髓贴壁培养下,骨髓基质干细胞增殖能力强,生长迅速,呈成纤维细胞样生长。诱导条件下细胞的碱性磷酸酶活性明显增高,并且钙结节茜素红染色反应阳性。结论 采用全骨髓贴壁培养法,骨髓基质干细胞分离培养及体外扩增更为简便迅速,诱导条件下成骨能力肯定,可为骨组织工程构建提供大量种子细胞。     

非诱导条件下犬骨髓基质细胞的生物学特性

目的 研究体外培养骨髓基质细胞(BMSC)的生长特点和非诱导条件下的成骨特性。方法 采用犬来源BMSC体外扩增培养，观察非诱导条件下BMSC生长变化和成骨分化。结果 形态学观察表明，BMSC贴壁细胞呈集落生长，有成纤维细胞样外观，未加入成骨诱导剂，细胞形态发生变化，钙沉积出现，碱性磷酸酶(ALP)表达。3代内扩增的BMSC有成骨活性，但原代细胞成骨活性优于传代后细胞。结论 体外培养BMSC能大量扩增，具有自然向成骨细胞分化的能力，是骨组织工程理想的种子细胞。本实验所培养的BMSC具有骨祖细胞特性。     

兔骨髓基质细胞的体外培养

目的 :比较用全骨髓法和离心法培养兔原代骨髓基质细胞 (BMSC)的差异 ,同时观察BMSC在体外培养时的生长特征及体外诱导为成骨细胞的可能性。方法 :抽取新西兰大白兔骨髓 ,分别用全骨髓法和密度梯度离心法进行原代培养 ,比较第 12d收获细胞的数量。传代后观察 1～ 6代细胞的生长特征 ,绘制生长曲线 ,测定分裂指数和贴壁率 ;同时将部分第 3代细胞进行诱导培养 ,第 16d计算碱性磷酸酶 (ALP)阳性细胞率。结果 :全骨髓法较离心法收获细胞数量少 (P <0 .0 5 ) ,1～ 6代细胞的生长特征相似 ,增殖能力强。第 3代细胞被成功地诱导为成骨细胞 ,第 16dALP阳性细胞率为 80 %。结论 :离心法较全骨髓法培养BMSC可得到较多的细胞 ,两种方法得到的细胞前 6代细胞均有较强的增殖能力 ,并可以诱导为成骨细胞 ,可作为骨组织工程用的种子细胞     

人骨髓间充质干细胞体外增殖及成骨分化的增龄变化

目的观测年龄对人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)体外增殖、成骨分化的影响.方法使用密度梯度离心法分离不同年龄人骨髓MSCs进行培养,保留贴壁细胞传代,观察细胞生长情况,检测其增殖活性、细胞周期、碱性磷酸酶活性.结果低龄hMSCs较高龄hMSCs体外生长快、增殖期比例大、MTT及碱性磷酸酶活性高.结论hMSCs的增殖和成骨分化的能力和活性随着年龄的增加而降低,建立其参数可满足组织工程种子细胞在临床应用中不同患者的要求.     

去抗原异种松质骨的生物相容性研究

目的：了解去抗原异种松质骨（antigen—extracted xenogeneic cancellousbone,AEXCB）对骨髓基质细胞增殖的影响,为细胞移植载体的选择提供依据。方法：取新生小牛股骨下端松质骨,经物理化学处理,制成去抗原异种松质骨载体,与兔骨髓基质细胞bone marrow stromalcells,BMSC）体外复合培养,通过扫描电镜、MTF测试法、考马斯亮蓝和碱性磷酸酶（ALP）活性检测法,观察去抗原异种松质骨材料对细胞生长、增殖及功能表达的影响。结果：骨髓基质细胞能在AEXCB材料上粘附、增殖,细胞形态良好。去抗原异种松质骨与BMSC作用后ALP活性的吸光度（OD）值,与对照组比较无显著差异。结论：去抗原异种松质骨材料无细胞毒性作用,具有良好的细胞相容性,可用作骨组织工程的支架材料。     

人成骨肉瘤MG-63细胞分化特性及分化过程中的基因表达

观察人成骨肉瘤MG 6 3细胞分化特性及分化过程中的基因表达。在细胞培养的不同时间 ,用α 磷酸奈酚法测定碱性磷酸酶 (ALP)活性 ;放射免疫法测定骨钙素 (BGP)含量 ;半定量逆转录聚合酶链反应测I型胶原、基质金属蛋白酶 (MMP) 1和基质金属蛋白酶抑制因子 (TIMP) 1基因mRNA表达 ;VanGieSon氏苦味酸酸性复红染色法染色细胞I型胶原。结果表明MG 6 3细胞接种培养第 7d后I型胶原基因表达较高。MMP 1表达量随时间推移逐渐增加 ,至第 2 4d达到高峰。第 1～ 9dTIMP 1表达量逐渐增加 ,其后基本恒定。ALP活性第 0～ 12d逐渐增高 ,至第 12d达最高 ,其后逐渐下降。第 18d后 ,细胞有许多大小不等的结节形成 ,I型胶原结节染色较无结节处深。MG 6 3细胞具有成骨细胞表型特征。MG 6 3细胞生长分为细胞增殖、骨基质成熟、骨基质矿化阶段 ,且I型胶原 ,MMP 1,TIMP 1基因表达及ALP活性呈时间特异性。     

人成骨肉瘤MG—63细胞分化特性及分化过程中的基因表达

观察人成骨肉瘤MG-63细胞分化特性及分化过程中的基因表达。在细胞培养的不同时间,用α-磷酸奈酚法测定碱性磷酸酶（ALP）活性;放射免疫法测定骨钙素（BGP）含量;半定量逆转录聚合酶链反应测I型胶原、基质金属蛋白酶（MMP）-1和基质金属蛋白酶抑制因子（TIMP）-1基因mRNA表达;Van GieSon氏苦味酸酸性复红染色法染色细胞I型胶原。结果表明MG-63细胞接种培养第7d后I型胶原基因表达较高。MMP-1表达量随时间推移逐渐增加,至第24d达到高峰。第1-9d TIMP-1表达量逐渐增加,其后基本恒定。ALP活性第0-12d逐渐增高,至第12d达最高,其后逐渐下降。第18d后,细胞有许多大小不等的结节形成,I型胶原结节染色较无结节处深。MG-63细胞具有成骨细胞表型特征。MG-63细胞生长分为细胞增殖、骨基质成熟、骨基质矿化阶段,具I型胶原,MMP-1,TIMP-1基因表达及ALP活性呈时间特异性。