大鼠膝关节软骨不同染色方法的差异

背景:国内外学者对关节软骨对软骨进行了大量研究,需要用不同的染色方法对研究结果进行分析,但将多种染色方法同时应用于软骨研究及探讨染色机制的较少.目的:探讨不同染色方法对大鼠膝关节软骨染色的优缺点.方法:取正常大鼠膝关节软骨,行苏木精-伊红、番红O、阿尔辛蓝、甲苯胺蓝、番红-阿尔辛蓝、番红-固绿染色,观察软骨结构. 结果与结论:苏木精-伊红、番红O、甲苯胺蓝染色均可观察到潮线,分别为蓝色、红色和蓝色,番红O和甲苯胺蓝染色强度朝潮线方向增强,番红O染色对潮线的观察优于其他染色方法.苏木精-伊红染色关节软骨4层结构清晰,软骨细胞呈柱状排列,基质呈均匀呈嗜碱性染色.番红O染色显示4层结构层次清楚,基质深层染色最红.阿尔辛蓝染色显示,pH 1.0时软骨细胞周边部分被阿尔辛蓝强烈染色,pH 2.5时阿尔辛蓝染色较深.甲苯胺蓝染色显示组织结构层欠清,胞核染色清晰,胞浆几乎不着色,基质呈淡蓝紫色.番红-阿尔辛蓝染色显示软骨表面及基质呈不均一的红色,深层颜色较深,软骨细胞周围蓝染;番红-固绿染色显示软骨基质呈均匀的红色,软骨下骨呈绿色,软骨组织与骨组织分对比鲜明.提示上述各种方法均可观察到软骨的四层结构,但以番红O染色显示软骨各层和潮线结构最佳;苏木精-伊红染色观察软骨细胞形态变化较其他方法清楚.     

冷冻保存人鼻中隔软骨

目的:探讨不同冷藏温度下保存成人鼻中隔软骨块活性的可行性。方法:实验于2005-03/09在解放军第四军医大学基础部病理与病理生理博士后流动站完成。取临床常规手术切除的成人鼻中隔软骨15块,切成大小约15mm×10mm,随机分成3组,每组5块。分别置入4℃,-20℃和-80℃冷冻保存,在保存24h,7d,14d,20d和30d时取材,进行软骨活性比较。①软骨样品于质量浓度为40g/L甲醛固定后制备石蜡切片,组织切片经苏木精-伊红染色和阿尔辛蓝染色后于光学显微镜下观察软骨细胞及软骨基质。②锥虫蓝排斥试验检测软骨细胞活性,根据下式求细胞活力:活细胞率(%)=活细胞总数/(活细胞总数+死细胞总数)×100%。结果:①软骨石蜡切片经苏木精-伊红染色和阿尔辛蓝染色后于光学显微镜下观察可见:冷冻保存24h时,各组软骨中大部分为活的软骨细胞充填软骨陷窝,软骨基质无明显变化,鼻中隔软骨活性程度较好。-80℃冷冻保存7d,-20℃保存14d及各组保存30d后,软骨细胞基本变性坏死,胞核消失,基质成份断裂、强度降低。4℃保存20d软骨中部有较多变性细胞,但软骨基质中酸性黏多糖及胶原成分无明显断裂现象。②-80℃冷冻保存软骨在保存24h时,软骨细胞活性为80%;保存7d时软骨基本失去活性,软骨细胞及基质变性坏死。-20℃保存软骨在保存24h时,软骨细胞活性为85%;14d后软骨基本失去活性。4℃保存软骨在保存24h至20d时仍保持较好活性,软骨细胞活性保持在60%以上,软骨细胞及基质成分无明显变化;保存30d时软骨活性降为20%左右。结论:4℃和-20℃在2周内保存是较好的鼻中隔软骨保存方法,而4℃保存法更具优越性,有望为临床提供一种较好的活性软骨保存方法。     

冷冻保存人鼻中隔软骨

目的：探讨不同冷藏温度下保存成人鼻中隔软骨块活性的可行性。 方法：实验于2005-03／09在解放军第四军医大学基础部病理与病理生理博士后流动站完成。取临床常规手术切除的成人鼻中隔软骨15块，切成大小约15mm&;#215;10mm，随机分成3组，每组5块。分别置人4℃．-20℃和-80℃冷冻保存，在保存24h，7d，14d，20d和30d时取材，进行软骨活性比较。①软骨样品于质量浓度为40g／L甲醛固定后制备石蜡切片，组织切片经苏木精-伊红染色和阿尔辛蓝染色后于光学显微镜下观察软骨细胞及软骨基质。②锥虫蓝排斥试验检测软骨细胞活性．根据下式求细胞活力：活细胞率（％）：活细胞总数／（活细胞总数＋死细胞总数）&;#215;％。 结果：①软骨石蜡切片经苏木精-伊红染色和阿尔辛蓝染色后于光学显微镜下观察可见：冷冻保存24h时，各组软骨中大部分为活的软骨细胞充填软骨陷窝，软骨基质无明显变化，鼻中隔软骨活性程度较好。-80℃冷冻保存7d，-20℃保存14d及各组保存30d后，软骨细胞基本变性坏死，胞核消失，基质成份断裂、强度降低。4℃保存20d软骨中部有较多变性细胞，但软骨基质中酸性黏多糖及胶原成分无明显断裂现象。②-80℃冷冻保存软骨在保存24h时，软骨细胞活性为80％；保存7d时软骨基本失去活性，软骨细胞及基质变性坏死。-20℃保存软骨在保存24h时，软骨细胞活性为85％；14d后软骨基本失去活性。4℃保存软骨在保存24h至20d时仍保持较好活性，软骨细胞活性保持在60％以上，软骨细胞及基质成分无明显变化；保存30d时软骨活性降为20％左右。 结论：4℃和-20℃在2周内保存是较好的鼻中隔软骨保存方法，而4℃保存法更具优越性，有望为临床提供一种较好的活性软骨保存方法。     

TSC1转基因敲除小鼠动物模型的构建及敲除效果的初步研究

目的为探讨mTOR信号通路在骨骼发育过程中的机制作用,建立骨骼发育相关的TSC1转基因小鼠,提供稳定的动物模型。方法取8周龄健康清洁级TSC1flox/flox小鼠分别与肢芽干细胞特异性重组酶(Prx-1-Cre)小鼠、软骨细胞特异性重组酶(Col2al-Cre)小鼠及成骨细胞特异性重组酶(Osx-Cre)小鼠进行杂交。将繁殖出的小鼠继续与TSC1flox/flox小鼠回交,并对其子代小鼠的基因型进行鉴定及mTOR活性检测。结果杂交后分别获得肢芽干细胞特异性TSC1敲除小鼠、软骨细胞特异性TSC1敲除小鼠和成骨细胞特异性TSC1敲除小鼠各8只。与正常组比较,上述3种转基因小鼠p-S6均比正常组升高(P0.05)。结论本实验成功应用Cre/loxP系统构建肢芽干细胞特异性TSC1敲除小鼠、软骨细胞特异性TSC1敲除小鼠、成骨细胞特异性TSC1敲除小鼠,均提示mTOR活性增高,有明显TSC1敲除效果,为mTOR信号通路研究骨与软骨发育的机制作用提供实验基础。     

豪猪蛋白在成年小鼠胫骨骨折愈合中对骨形成的作用

目的:观察骨痂组织中豪猪蛋白IndianHedgehog,Ihh)基因的时空表达(模式,分析豪猪蛋白在骨折愈合过程中可能的作用,探索骨组织石蜡切片的原位杂交技术。方法:实验动物模型选用标准的小鼠非稳定性胫骨骨折模型,采用常规石蜡切片原位杂交技术,观察豪猪蛋白mRNA在骨折愈合过程中不同时期的基因表达情况。结果:骨折第5天起,软骨细胞中出现豪猪蛋白mRNA的低水平表达。骨折后第7天,豪猪蛋白mRNA在骨痂肥大前软骨细胞中明显表达。到骨折后第14天,软骨痂中的肥大软骨细胞豪猪蛋白mRNA表达逐渐消失。骨折后第28天,软骨完全被骨取代,此时骨痂中没有豪猪蛋白mRNA表达。结论:豪猪蛋白在小鼠胫骨骨折愈合中的肥大前软骨细胞中表达,提示调节胚胎骨骼发育过程中软骨细胞分化的豪猪蛋白基因,可能在成年小鼠骨折愈合过程中也参与调节骨形成而影响骨折愈合。     

成纤维细胞生长因子Ⅱ型受体基因突变对小鼠骨髓基质细胞发育的影响

目的:观察对比野生型小鼠和成纤维细胞生长因子Ⅱ型受体突变型小鼠骨髓基质细胞体外培养的生长情况以及成骨潜能,探讨成纤维细胞生长因子Ⅱ型受体功能持续增强对小鼠骨髓基质细胞发育的影响。方法:实验于2005-09/2006-02在解放军第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所创伤中心实验室,创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室完成。①实验动物:将雄性成纤维细胞生长因子Ⅱ型受体S252W突变小鼠(由陈林教授在美国国立卫生研究院建立后引入本实验室)和雌性C57BL/6J小鼠(由解放军第三军医大学大坪医院实验动物中心提供)交配,经过基因型鉴定的雄性F1代8周龄小鼠按照基因型分为野生型组和突变型组,12只/组。②实验方法:将两组小鼠脱臼处死后分离胫、股骨,用DMEM培养液冲出骨髓,离心后弃上清,加入DMEM低糖培养液制成细胞悬液,贴壁法分离培养骨髓基质细胞,以1×108 L-1密度传代。③实验评估:倒置相差显微镜下观察细胞形态及贴壁生长情况。采用MTT法检测两组骨髓基质细胞的增殖情况。检测体外成骨诱导条件下两组骨髓基质细胞的碱性磷酸酶活性。采用Vankossa染色检测体外成骨诱导条件下两组骨髓基质细胞的钙结节形成能力。结果:①形态学观察:倒置相差显微镜下两组骨髓基质细胞形态变化相似。第3代骨髓基质细胞在体外诱导成骨条件下增殖速度明显减慢,多数细胞由梭形变成长方形,并逐渐成为立方形,细胞体积增大。②生长曲线:野生型组骨髓基质细胞的吸光度值在接种后2d内变化不大,细胞处于潜伏期,第4天显著增加,第6天达高峰,进入平台期。与野生型组比较,突变型组骨髓基质细胞生长曲线出现右移和平台期滞后。③碱性磷酸酶活性:在体外诱导成骨条件下,野生型组骨髓基质细胞随培养时间延长碱性磷酸酶活性逐渐上升,第9～15天达高峰,然后随细胞老化而下降。与野生型组相比较,突变型组骨髓基质细胞碱性磷酸酶活性增高出现滞后现象,并且其高峰数值显著低于野生型组(P<0.05)。④钙结节形成:经过21d的成骨诱导培养,野生型组骨髓基质细胞可见较多的钙结节形成,突变型组有分散的钙结节形成,但较细小。结论:成纤维细胞生长因子及其受体信号对细胞发育的调控效应是复杂多面的,持续的成纤维细胞生长因子Ⅱ型受体功能增强可能引起体外培养的小鼠骨髓基质细胞增生减缓,并可能阻抑其向成骨细胞的分化。     

胰蛋白酶及Ⅱ型胶原酶消化获取关节软骨细胞

背景:近年来,众多研究欲采用体外分离培养的关节软骨细胞作为修复缺损的关节软骨的种子细胞,然而,获得纯化的具有生物活性的关节软骨细胞较为困难.目的:拟运用胰蛋白酶与Ⅱ型胶原酶联合消化获取关节软骨细胞.方法:从SD大鼠的正常股骨及胫骨关节表面获取关节软骨,先后运用0.25%的胰蛋白酶和0.2%Ⅱ型胶原酶消化,显微镜下见大量细胞游离后,弃去大块的未消化的关节软骨碎片,离心,去上清,PBS洗涤2次后,加入软骨细胞原代培养液进行培养、增殖.应用甲苯胺蓝及苏木精-伊红染色方法检验所得细胞是否为关节软骨细胞.结果与结论:在严格掌握酶的浓度及消化时间的前提下,通过0.25%胰蛋白酶和0.2%Ⅱ型胶原酶联合酶解关节软骨的方法,成功从大鼠股骨及胫骨关节软骨内分离培养出细胞,并经过甲苯胺蓝染色及苏木精-伊红染色证实,所得的细胞为具有生物活性的关节软骨细胞.     

不同强度跑台运动对大鼠膝关节软骨Ⅱ型胶原纤维的影响

目的探讨不同强度跑台训练对大鼠膝关节软骨胶原纤维形态学及基因表达的影响。 方法采用随机数字表法将48只雄性SD成年大鼠分为对照组、低强度运动组、中强度运动组及高强度运动组。3个运动组大鼠分别进行低、中、高强度跑台运动。于实验进行8周后处死所有实验动物,取膝关节软骨标本行天狼星红-饱和苦味酸染色观察胶原纤维排列情况,采用免疫组化技术检测Ⅱ型胶原（Col2）含量;另外本研究同时采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应检测软骨biglycan（BGN）、fibromodulin（FMOD）及Ⅱ型胶原（Col2）mRNA表达。 结果对照组膝关节软骨胶原纤维排列规则;低、中强度运动组与对照组间无明显差异;而高强度运动组胶原排列不规则、细纤维数量增多;高强度运动组Ⅱ型胶原含量显著低于对照组。与对照组比较,低强度运动组软骨细胞Col2 mRNA表达明显增高,高强度运动组BGN mRNA表达明显增高。 结论低、中强度运动有助于维持关节软骨正常结构及功能;高强度运动能促使关节软骨Ⅱ型胶原纤维减少、排列紊乱,但软骨自我修复可能同时存在。     

组织工程化软骨修复界面整合的体外模型

背景：随着组织工程学的发展,自体软骨细胞移植技术经常被用来修复软骨缺损,整合不良是导致修复失败的原因之一。许多体外模型被用来进行这方面的研究。 目的：建立一种组织工程化软骨修复界面整合的体外实验模型并评价其效果。 方法：制备猪体外软骨整合模型,获得21个软骨环,18只琼脂糖凝胶覆盖的软骨环设为琼脂糖凝胶组,剩余3个做无琼脂糖对照组,分别植入分离的软骨细胞,观察近期软骨环边界细胞漏出情况,分别在1,2,4周做切片、染色并行组织学观察,测量新生软骨平均面积并进行比较。 结果与结论：无琼脂糖对照组由于软骨细胞早期从软骨环底部漏出,未能在软骨环中形成软骨细胞聚集,所以未做后期处理,而琼脂糖凝胶组则未发生。琼脂糖凝胶组1,2,4周做切片并行固定后组织切片分别用苏木精-伊红染色、阿利新蓝、番红O、Ⅱ型胶原免疫组化染色,移植的软骨细胞在软骨环内不断增殖,并且产生细胞外基质。在第1,2周的孵育中,新生软骨的面积明显增大,到第4周时,面积也有进一步增加,但是第2-4周的面积增加,差异无显著性意义（P〉0.05）。模型成功模拟了自体软骨细胞移植修复关节软骨缺损的体外整合过程,未来可应用于软骨整合及软骨组织工程的机制研究。     

豪猪蛋白在成年小鼠胫骨骨折愈合中对骨形成的作用

目的：观察骨痂组织中豪猪蛋白(Indian Hedgehog，IHh)基因的时空表达模式，分析豪猪蛋白在骨折愈合过程中可能的作用，探索骨组织石蜡切片的原位杂交技术。方法：实验动物模型选用标准的小鼠非稳定性胫骨骨折模型，采用常规石蜡切片原位杂交技术，观察豪猪蛋白mRNA在骨折愈合过程中不同时期的基因表达情况。结果：骨折第5天起，软骨细胞中出现豪猪蛋白mRNA的低水平表达。骨折后第7天，豪猪蛋白mRNA在骨痂肥大前软骨细胞中明显表达。到骨折后第14天，软骨痂中的肥大软骨细胞豪猪蛋白mRNA表达逐渐消失。骨折后第28天，软骨完全被骨取代，此时骨痂中没有豪猪蛋白mRNA表达。结论：豪猪蛋白在小鼠胫骨骨折愈合中的肥大前软骨细胞中表达，提示调节胚胎骨骼发育过程中软骨细胞分化的豪猪蛋白基因，可能在成年小鼠骨折愈合过程中也参与调节骨形成而影响骨折愈合。