非诱导条件下犬骨髓基质干细胞的生物特性

背景：种子细胞的研究是组织工程众多研究领域中最重要的基础环节，骨髓基质干细胞以其诸多优点。成为理想的骨组织工程的种子细胞。 目的：观察骨髓基质干细胞在体外培养的生长特点和非诱导条件下的成骨特性。 设计：单一样本实验。单位：福建医科大学附属口腔医院种植中心。 材料：实验于2003-05／12在福建医科大学附属口腔医院中心实验室完成。骨髓基质干细胞来自4只1岁龄的杂交犬的原代～第3代传代细胞。 方法：无菌条件下在杂交犬两侧股骨大转子部做骨髓穿刺，抽取5mL肝素抗凝的骨髓，加入到含有50mL含双抗Dulbeeco’s改良的Eagle＇s培养液的离心管中分离单个核细胞，进行首次提纯获取骨髓基质干细胞单细胞，置培养箱中培养传代，培养48h后，吸除培养液，以后每3天换液1次。继续传代。采用倒置相差显微镜及苏木精一伊红染色观察骨髓基质干细胞形态；每天进行细胞计数，测定倍增时间，绘生长曲线；用钙钴法检测碱性磷酸酶；用茜素红法染色观察钙化结节生长情况。 主要观察指标：①犬骨髓基质干细胞光镜结构。②犬骨髓基质干细胞生长曲线。③成骨分化指标碱性磷酸酶及钙化结节的观察。 结果：①形态学观察表明，骨髓基质干细胞贴壁细胞呈集落生长。有成纤维样细胞外观，未加入成骨诱导剂，细胞形态发生变化。②碱性磷酸酶表达原代细胞呈强阳性，第1代细胞呈阳性，第2，3代细胞呈弱阳性。③钙沉积出现，原代细胞染色强于传代细胞。 结论：①骨髓基质干细胞在体外培养能大量扩增，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。②3代内扩增的骨髓基质干细胞有成骨活性，但原代细胞传代活性优于传代后细胞。     

改良法培养骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的实验研究

目的:研究大鼠骨髓基质干细胞的生长特点和在诱导条件下的成骨能力。方法:通过改良的骨髓培养法分离成年大鼠骨髓基质干细胞,应用含地塞米松、β-甘油磷酸钠和维生素C的诱导分化培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化,并检测骨钙素的分泌、碱性磷酸酶的活性和细胞矿化作用。结果:原代培养基质干细胞首先形成细胞集落,12d时集落间接近融合;传代细胞体积变大,约5～7d传代一次。诱导条件下,细胞碱性磷酸酶活性明显增高,并出现了矿化结节。结论:骨髓基质干细胞易于分离培养及体外扩增,成骨能力肯定,可作为骨组织工程的种子细胞     

犬骨髓基质干细胞体外定向分化为软骨细胞

背景:骨髓基质干细胞的多向分化性不利于向软骨细胞单一方向分化,植入体内后成骨系细胞分泌的骨形态发生蛋白作用于非定向分化的前体细胞,使其向成骨细胞分化,而已定向分化的细胞则不受骨形态发生蛋白的影响,形成相应的组织.目的:体外诱导犬骨髓基质干细胞定向分化为软骨细胞,探讨体外诱导成软骨的方法和条件.设计、时间及地点:单一样本观察,于2005-03/2006-01在中山大学组织工程实验室完成.材料:选取4个月龄雄性家犬1只,骨髓基质干细胞取自犬肋骨.方法:自犬肋骨取骨髓2.0～3.0mL行体外原代骨髓基质干细胞分离培养.8～11d细胞接近融合时,加入胰酶消化,用含体积分数10%胎牛血清的L-DMEM合成培养液终止消化,收集细胞悬液,离心后,用培养液悬浮细胞,按1:3接种传代.取第3代细胞培养扩增,换液时加入10μg/L碱性成纤维细胞生长因子2mL,换液2次后,再加入1mg/L转化生长因β1 2mL诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化.主要观察指标:行甲苯胺蓝、阿新蓝染色检测软骨基质的分泌,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达.结果:骨髓基质干细胞体外行原代和传代培养至P4代生长良好,经碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因β1扩增诱导的细胞甲苯氨蓝异染性、阿新蓝染色阳性;Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性,显示被诱导的骨髓基质干细胞具备软骨细胞特性.结论:应用碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因β1体外可以诱导犬骨髓基质干细胞分化为软骨细胞,诱导的软骨细胞可作为软骨组织工程较理想的种子细胞.     

体外培养骨髓基质细胞向成骨细胞的分化

背景:目前如何有效地诱导骨髓基质细胞向成骨细胞转化,建立稳定的体外培养诱导模式,研究诱导条件的作用机制是骨组织工程研究的重点.目的:建立一种兔骨髓基质细胞向成骨细胞分化的体外培养体系,观察其成骨过程.设计:对比观察.材料:4～8周龄新西兰大白兔,雌雄不拘,用于骨髓基质细胞的原代与传代培养.方法:将兔股骨骨髓基质细胞进行原代培养,待细胞铺满瓶底近80%后,加入2.5 g/L胰蛋白酶消化传代培养.取生长良好的对数期第2代细胞,以1×108 L-1的细胞浓度接种于预置盖玻片的6孔培养板内.细胞分为2组,实验组使用条件诱导培养基(RPMI1640标准培养基加入地塞米松10-8 mol/L,β甘汕磷酸钠10 mmol/L,维生素C 50 μg/L),对照组继续使用标准培养基.两组细胞持续培养(常规两三天换液1次)进行细胞成骨分化观察.主要观察指标:倒置相差显微镜观察细胞生长及形态变化:苏木精-伊红染色、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫组织化学染色、钙结节染色及扫描电镜观察骨髓基质细胞形态变化.结果:经诱导培养的细胞,在体外逐渐转化,增殖、分泌细胞外基质、最终形成了矿化基质.苏木精-伊红染色显示实验组传代细胞在接近融合为单层时形态多为梭形,多角形等.胞浆内可见颗粒:碱性磷酸酶染色可见实验组传代细胞染色呈强阳性,阳性率达83.2%,并能大量分泌Ⅰ型胶原:对照组仅有个别细胞染色呈阳性.四环素染色观察实验组骨髓基质细胞形成金黄色钙结节,甚至是骨样组织,与典型成骨细胞的牛物学特性相似.扫描电镜观察实验组培养的传代细胞已接近融合为单层,细胞呈梭形或多角形表现,细胞表面及细胞间可见钙盐结晶沉积.结论:实验所建立的兔骨髓基质细胞体外诱导成骨转化体系,能够培养出生长活跃,增殖迅速,稳定、多量向成骨细胞转化的骨髓基质细胞培养模式,所培养的细胞可作为成骨细胞的一种来源,为构建组织工程化骨提供种子细胞.     

大鼠骨髓基质干细胞的培养鉴定及向成骨细胞诱导分化的实验研究

目的研究体外培养大鼠骨髓基质于细胞的方法及其生长特点和成骨能力。方法通过贴壁培养法和密度梯度离心法分离成年大鼠骨髓基质干细胞，应用含维生素C、地塞米松、β-甘油磷酸钠的诱导分化培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化，检测碱性磷酸酶活性和细胞矿化作用。结果原代培养基质干细胞首先形成细胞集落，14d时集落间接近融合；传代细胞体积变大，约5～7d传代一次。诱导条件下，细胞碱性磷酸酶活性明显增高，并出现了矿化结节。结论骨髓基质干细胞易于体外分离培养及扩增，成骨能力较强，可作为骨组织工程的种子细胞。     

大鼠骨髓基质干细胞在成骨诱导剂条件下的成骨能力

目的:观察在有成骨诱导剂存在的条件下,大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞转化的能力。方法:实验于2005-07/12在锦州医学院中心实验室完成。选取清洁级2月龄SD大鼠6只,无菌条件下取双侧股骨,制备单细胞悬液。采用贴壁培养与传代结合方法分离纯化大鼠骨髓基质干细胞,将2代细胞置于含有1×10-7mol/L地塞米松、10mol/Lβ-甘油磷酸钠、50mg/L抗坏血酸成骨诱导剂的培养基中,培养21～30d。应用倒置显微镜观察骨髓基质干细胞与诱导后细胞形态,描绘生长曲线,流式细胞仪检测细胞周期,并用碱性磷酸酶染色和VON-KOSSA法检测成骨能力。结果:6只大鼠均进入结果分析。①骨髓基质干细胞形态学观察结果:在成骨诱导剂里细胞增殖变缓慢,呈长梭形、成纤维细胞样或不规则形。②细胞生长曲线:1～2d为潜伏期,细胞增殖不明显;3d后细胞增殖明显加快,进入对数生长期;6d后增殖变慢为平台期。经计算细胞群体倍增时间为38h。③细胞增殖周期检测结果:G0/G1期为(82.12±4.60)%,S期为(14.35±2.32)%,G2/M期为(0.87±0.30)%。④成骨能力检测结果:细胞碱性磷酸酶染色阳性率为86%,VON-KOSSA染色提示有钙结节形成。结论:大鼠骨髓基质干细胞在有成骨诱导剂存在的情况下成骨能力较高。     

体外培养兔骨髓基质干细胞复合β-磷酸三钙的肌内成骨能力观察

目的:观察体外成骨诱导培养液条件下骨髓基质干细胞与细胞支架β-磷酸三钙体外复合培养后的成骨活性,以验证兔骨髓基质干细胞在体外向成骨细胞转化的能力,并进行对照比较。方法:实验于2003-10/2004-02在解放军第二军医大学长征医院骨科实验室完成。取健康成年新西兰大白兔7只,将抽取的骨髓置于加入地塞米松、β-甘油磷酸钠及维生素C的DMEM标准培养液中培养。对获得的兔骨髓基质干细胞以倒置显微镜、透射电镜、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色等手段进行生长状态观察及生物学特性鉴定。然后将骨髓基质干细胞与β-磷酸三钙体外复合培养1周后自体回植兔肌肉内,分别在4周和8周后取材,观察其成骨能力以组织学方法检测,并与未复合的β-磷酸三钙的细胞做自身对照比较。结果:实验选取的7只兔全部进入结果分析。①细胞的生长状况及形态特征:细胞全骨髓法培养24～48h,细胞开始贴壁,呈短梭形,贴壁细胞呈成纤维细胞集落方式生长。细胞培养5～7d,细胞集落生长逐渐密集,细胞体积逐渐增大,向长梭形转变,部分细胞呈多角形。②细胞生长曲线:传至第3代细胞,1～3d细胞增殖缓慢,为潜伏期,3～5d后细胞大量扩增,6d后细胞达到顶点进入平台期。第1,2,4代细胞的生长曲线基本与第3代相似。③细胞贴壁率:各代细胞的贴壁率未见明显差异,一般2h开始贴壁,2～8h前贴壁率增加较快,8～14h贴壁率达80%～90%。④细胞分裂指数:细胞早期分裂较慢,培养5～8d分裂指数最高,可达10%～15%。表现为胞核增大,双核增多。1～4代核分裂率基本相似。⑤细胞超微结构观察。结果:培养至第2代,骨髓基质干细胞透射电镜下细胞内开始出现大量胶原。⑥血清碱性磷酸酶检测结果:骨髓基质干细胞染色后,血清碱性磷酸酶显示红棕色沉淀,细胞密集区颜色较深。第3代细胞血清碱性磷酸酶染色阳性率可达85%以上。⑦细胞免疫组化Ⅰ型胶原检测结果:各代细胞I型胶原免疫组化染色均为阳性,胞浆呈红棕色。⑧肌内成骨活性观察:骨髓基质干细胞/β-磷酸三钙复合物植入体内4周,可见新生骨样基质。8周后新生骨量明显增多,可见典型的骨组织结构。而未复合细胞的人工骨孔隙内仅见大量纤维结缔组织,体内培养4周及10周时均未见骨组织形成。结论:体外培养条件下,骨髓基质干细胞在条件培养液中具有与成骨细胞相似的形态特征、生长特点和功能性表现,短期内可以获得大量具有成骨能力的细胞。复合β-磷酸三钙载体后,出现异位成骨现象,为临床骨组织工程技术的研究提供了理论依据和参数。     

纳米晶羟基磷灰石/胶原骨与骨髓间充质干细胞的相容性

背景：组织工程支架材料表面的微观和亚微观结构对细胞的黏附与生长有很重要的影响。利用纳米技术和三维造孔技术制备的纳米晶羟基磷灰石，胶原骨模仿了天然骨的成分与微结构特征。目的：观察体外培养的人骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石，胶原骨的细胞相容性。设计、时间及地点：单一样本观察，于2005-09／2006—12在江苏大学医学技术学院完成。材料；纳米晶羟基磷灰石，胶原骨由清华大学材料科学与工程系研制。人骨髓间充质干细胞由健康成年志愿者自愿捐献，受试者对实验内容知情同意。方法：全骨髓法体外培养骨髓间充质干细胞，应用成骨诱导剂（地塞米松、维生素C、β-磷酸甘油、碱性成纤维细胞生长因子）诱导向成骨细胞表型转化。将第3代骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石，胶原骨复合培养14d。主要观察指标：通过碱性磷酸酶组织化学染色、Von Kossa染色鉴定诱导培养的成骨细胞的细胞学特性。通过倒置显微镜、扫描电镜观察细胞生长及其在纳米晶羟基磷灰石，胶原骨上的生长情况。结果：原代培养的骨髓细胞增殖迅速，10～12d左右即可稳定传代，传代细胞7-9d即可传代。经诱导培养的细胞碱性磷酸酶组织化学染色阳性，Von Kossa染色阳性，可见钙化的基质沉积，呈现典型的成骨细胞形态和生物学特征。构建的骨髓间充质干细胞与纳米晶羟基磷灰石／胶原骨共培养模型中，细胞可在纳米晶羟基磷灰石，胶原骨表面良好贴壁。复合培养8d，分布于支架材料上的细胞大量增殖、分泌细胞外基质。复合培养14d，大量细胞在材料表面和孔隙中生长，细胞之间广泛存在突起连接。结论：纳米晶羟基磷灰石肢原骨适合种子细胞的贴附、生长和增殖，细胞相容性良好。     

体外培养兔骨髓基质干细胞复合β-磷酸三钙的肌内成骨能力观察

目的：观察体外成骨诱导培养液条件下骨髓基质干细胞与细胞支架β-磷酸三钙体外复合培养后的成骨活性，以验证兔骨髓基质干细胞在体外向成骨细胞转化的能力，并进行对照比较。方法：实验于2003-10／2004-02在解放军第二军医大学长征医院骨科实验室完成。取健康成年新西兰大白兔7只，将抽取的骨髓置于加入地塞米松、β-甘油磷酸钠及维生素C的DMEM标准培养液中培养。对获得的兔骨髓基质干细胞以倒置显微镜、透射电镜、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色等手段进行生长状态观察及生物学特性鉴定。然后将骨髓基质干细胞与β-磷酸三钙体外复合培养1周后自体回植兔肌肉内，分别在4周和8周后取材，观察其成骨能力以组织学方法检测，并与未复合的β-磷酸三钙的细胞做自身对照比较。结果：实验选取的7只兔全部进入结果分析。①细胞的生长状况及形态特征：细胞全骨髓法培养24～48h，细胞开始贴壁，呈短梭形，贴壁细胞呈成纤维细胞集落方式生长。细胞培养5～7d，细胞集落生长逐渐密集，细胞体积逐渐增大，向长梭形转变，部分细胞呈多角形。②细胞生长曲线：传至第3代细胞，1～3d细胞增殖缓慢，为潜伏期，3～5d后细胞大量扩增，6d后细胞达到顶点进入平台期。第1，2，4代细胞的生长曲线基本与第3代相似。③细胞贴壁率：各代细胞的贴壁率未见明显差异，一般2h开始贴壁，2～8h前贴壁率增加较快，8～14h贴壁率达80％～90％。④细胞分裂指数：细胞早期分裂较慢，培养5～8d分裂指数最高，可达10％～15％。表现为胞核增大，双核增多。1～4代核分裂率基本相似。⑤细胞超微结构观察。结果：培养至第2代．骨髓基质干细胞透射电镜下细胞内开始出现大量胶原。⑥血清碱性磷酸酶检测结果：骨髓基质干细胞染色后，血清碱性磷酸酶显示红棕色沉淀，细胞密集区颜色较深。第3代细胞血清碱性磷酸酶染色阳性率可达85％以上。⑦细胞免疫组化Ⅰ型胶原检测结果：各代细胞Ⅰ型胶原免疫组化染色均为阳性．胞浆呈红棕色。⑧肌内成骨活性观察：骨髓基质干细胞／β-磷酸三钙复合物植入体内4周，可见新生骨样基质。8周后新生骨量明显增多，可见典型的骨组织结构。而未复合细胞的人工骨孔隙内仅见大量纤维结缔组织，体内培养4周及10周时均未见骨组织形成。结论：体外培养条件下，骨髓基质干细胞在条件培养液中具有与成骨细胞相似的形态特征、生长特点和功能性表现，短期内可以获得大量具有成骨能力的细胞。复合β-磷酸三钙载体后，出现异位成骨现象，为临床骨组织工程技术的研究提供了理论依据和参数。     

不同传代倍数胎儿间充质干细胞的成骨分化能力观察

目的:观察不同传代倍数胎儿骨髓间充质干细胞定向诱导分化为成骨细胞的能力,为骨髓间充质干细胞在骨组织工程中的应用提供部分实验参数。方法:实验于2004-03/10在安阳市人民医院检验科和安阳肿瘤医院临床实验室完成。采用全髓直接接种法分离培养13～18周胎龄水囊引产新鲜胎儿股骨骨髓(获提供者知情同意标本用于此实验)。贴壁细胞达90%以上融合时消化传代。传代细胞部分以1×109L-1的细胞密度接种于含体积分数为0.1的胎牛血清的L-DMEM的培养基中继续培养,传代;部分在培养基中添加成骨诱导剂地塞米松,β-甘油磷酸钠及抗坏血酸向成骨细胞诱导分化。如此连续传10代。倒置显微镜下观察细胞形态、细胞化学染色检测成熟成骨细胞的标志酶碱性磷酸酶的表达、全自动生化分析仪测定碱性磷酸酶活性,鉴定不同代次培养细胞成骨分化能力。结果:①碱性磷酸酶染色阳性百分率:传代7代以内胎儿骨髓间充质干细胞成骨分化能力无显著差异,均在87.5%以上(P>0.05);以第3代最强达93.4%。第8代后逐渐减弱,为72.7%～51.3%。②碱性磷酸酶活性:传代7代以内无差异(P>0.05),以第3代最高,为(2307.1±15.0)nkat/L,第8代后逐渐降低,至第10代仅为(905.2±10.0)nkat/L。结论:不同代次的骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞的能力不同,8代以后明显减弱。提示脱离了体内环境后,骨髓间充质干细胞逐渐老化。做为组织工程的种子细胞,骨髓间充质干细胞体外培养不宜超过7代。     

富血小板血浆诱导犬骨髓间充质干细胞的体外成骨

背景:富血小板血浆中含有大量骨再生所需的生长因子,且各生长因子的比例是机体自身形成的,具有良好的协同作用.目的:探讨富血小板血浆体外诱导犬骨髓间充质干细胞成骨的效果.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2007-06/2008-02在中南大学湘雅医院中心实验室完成.材料:健康12月龄雄性比格犬,由中南大学湘雅医学院实验动物部提供.方法:收集第3代犬骨髓间充质干细胞,分为4组:对照组加入标准培养基;成骨诱导培养基组向培养板孔内加入含胎牛血清、地塞米松、β-甘油磷酸钠、维生素C的高糖DMEM培养基;富血小板血浆组根据预实验结果,向培养板内加入含体积分数为6.25%富血小板血浆的低糖DMEM培养基;联合组向培养板内加入含地塞米松、β-甘油磷酸钠、维生素C、体积分数为6.25%富血小板血浆的高糖DMEM培养基.主要观察指标:细胞内碱性磷酸酶活性,免疫细胞化学染色检测I型胶原的表达,改进Yon Kossa染色标记钙结节形成情况,RT-PCR检测诱导后骨钙素mRNA的表达.结果:各组碱性磷酸酶活性均随诱导时间的延长而逐渐增高,联合组升高幅度最为明显(P<0.05).诱导7,14 d后,成骨诱导培养基组、联合组I型胶原均呈阳性表达,富血小板血浆组、对照组I型胶原始终呈阴性表达.诱导14 d后,成骨诱导培养基组、联合组可见卵圆形钙结节.诱导7,14 d后,对照组与富血小板血浆组之间骨钙素mRNA表达水平无明显差异(P>0.05),此2组骨钙素mRNA表达水平均明显低于成骨诱导培养基组、联合组(P<0.05);成骨诱导培养基组骨钙素mRNA表达水平明显低于联合组(P<0.05).结论:经成骨条件培养基诱导培养的骨髓基质干细胞,富血小板血浆能在体外显著诱导其成骨指标的表达.     

全骨髓贴壁培养大鼠骨髓间充质干细胞体外成骨的定向诱导及鉴定

背景:许多分离纯化骨髓间充质干细胞操作繁琐、费用昂贵,且对细胞的活性影响较大,许多研究都致力于寻找有效且价格低廉的培养鉴定方法。目的:采用全骨髓贴壁培养法对大鼠骨髓间充质干细胞经体外进行成骨诱导和分化,并进行细胞鉴定。设计:观察对比实验。单位:青岛大学医学院。材料:实验于2005-11/2007-03在青岛大学医学院口腔研究室及分子生物学实验室完成,选用20只生后三四周Wistar大鼠,SPF级,雌雄不拘,体质量120～150g,由青岛市实验动物中心提供。实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。胎牛血清购自杭州四季清生物技术有限公司,碱性磷酸酶检测试剂盒由南京建成生物工程研究所提供,逆转录试剂盒为PROMEGA产品,引物由上海生工公司合成。方法:采用全骨髓培养法分离培养成年大鼠骨髓间充质干细胞,用2.5 g/L的胰蛋白酶消化后分瓶,以5×10~7L~(-1)的密度接种于6孔培养板,诱导分化组加入诱导分化培养液,对照组加入等量基础培养液培养。①倒置相差显微镜观察细胞诱导分化结果及钙结节形成情况。②采用钙结节Von Kossa染色、钙结节茜素红染色进行诱导后细胞的生物学特性检测。③采用重氮盐法染色观察碱性磷酸酶活性。④RT-PCR检测细胞内成骨细胞转录因子、骨钙素、成骨细胞特异性基因mRNA的表达。主要观察指标:①细胞诱导分化结果。②大鼠骨髓间充质干细胞诱导后细胞的生物学特性。③碱性磷酸酶活性。④成骨细胞转录因子、骨钙素、成骨细胞特异性基因mRNA的表达。结果:①诱导分化组加入诱导分化培养液后,9d后开始密集重叠生长,21～28d出现较多散在的致密圆形矿化结节。对照组细胞虽密集重叠生长,但不形成矿化结节。②诱导分化组成骨诱导21～28d形成明显的圆形或卵圆形肉眼可见的钙化结节。Von Kossa染色为黑色沉淀,茜素红染色为橙红色结节状,对照组未见钙结节形成。③诱导分化组诱导2周细胞碱性磷酸酶活性明显增高,对照组活性较弱。④诱导分化组经诱导后成骨细胞转录因子、骨钙素、成骨细胞特异性基因mRNA的表达均较强。结论:大鼠的骨髓间充质干细胞经全骨髓培养法体外诱导和分化,表现出与典型的成骨细胞相似的形态特征和生物学特性。     

The posibility study of human mesenchymal stem cells harvested and cultivated in vitro as seeds cells for reconstruction of throat and trachea cartilage tissue engineering

Recentlysomedatashowedthathumanmarrowtissuenotonlycontainshematopoieticstemcells,butalsocontainsabundantmes－enchymalstemcells（MSCs）．MSCshavetheabilitytodifferintoothercells．Theycanbecultured,proliferated,inducedandtransformedintoboneorcartilagetissue,sothiscanbeusedtorepairdamageofboneorcartilagetissue犤１－３犦．Butcomparedwithhematopaieticstemcellstherearen＇tabundantMSCsinbonemarrow．InthisexperimentMSCswereseparatedfrombonemarrowandpurified,andtheirproliferationandgrowthchar…     

人骨髓间充质干细胞的获取与体外培养的研究 : 作为喉、气管软骨组织工程重建种子细胞的可能性

Objective To observe the feasibility of using bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) as seed cells for tissue-engineering in Otolaryngology. Method MSCs were isolated from bone marrow of human rib and purified by centrifuge and cultured in vitro. The proliferation and growth characteristics of MSCs were observed in primary and passage culture. Result Human bone marrow-derived MSCs showed active proliferation capacity in vitro in primary and passage cultures. Conclusion Human bone marrow-derived MSCs have relatively young biologic age and they can be used as the seed cells for tissue engineering.     

体外分离骨髓间充质干细胞在诱导条件下的成骨能力特征

背景:利用骨髓间充质干细胞的多方向分化潜能,选择合适的生物材料和适当的生长因子联合应用,可达到修复组织缺损的目的。目的:观察兔骨髓间充质干细胞的生长特点及其在诱导条件下的成骨能力。设计:单一样本实验。单位:右江民族医学院组织胚胎学教研室、右江民族医学院附属医院。材料:实验于2004-06在右江民族医学院组织胚胎学教研室完成。新西兰大白兔,雄性,体质量2.0～2.5kg。方法:抽取兔骨髓组织,梯度离心后,保留贴壁细胞传代,稳定传代后改用诱导成骨培养液(50mL/L胎牛血清的Dulbecco改良培养基含10mmol/Lβ-甘油磷酸钠,10nmol/L地塞米松,50mg/L维生素C)进行培养,隔日换培养液1次。通过倒置显微镜观察、碱性磷酸酶染色、骨连接素、骨桥素免疫细胞化学染色等方法观测骨髓间充质干细胞的成骨特性。主要观察指标:①骨髓间充质干细胞的形态学观察。②骨髓间充质干细胞的成骨特性。结果:①骨髓间充质干细胞的形态学观察:原代兔骨髓间充质干细胞七八天即可长满,并可稳定传代,传代细胞五六天即可传代。②骨髓间充质干细胞的成骨特性:碱性磷酸酶免疫组化染色可见胞浆中出现大量棕褐色颗粒,对照染色细胞胞浆未见着色;骨连接素、骨桥素免疫组织化学检测可见胞核染成淡蓝色,胞浆内出现大量的棕黄色颗粒,呈明显强阳性,对照染色中胞浆内没有出现黄色颗粒。结论:兔骨髓间充质干细胞用地塞米松、维生素C和β-甘油磷酸钠培养液联合诱导培养后,符合成骨细胞的形态特征和生物学特性,具有成骨活性,可在短期内为体外构建组织工程化骨提供自体种子细胞。     

骨髓间充质干细胞向成骨细胞诱导分化的实验研究

目的:采用地塞米松、β-磷酸甘油和维生素C3种物质作为诱导骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal stem cells,BMSCs)向成骨细胞分化的基本辅剂,定向诱导犬第2代BMSCs,探讨BMSCs向成骨细胞分化的潜能和成骨细胞的特征性鉴定方法.方法:无菌条件下行犬髂骨穿刺,采集骨髓15～ 20 mL,全骨髓10％ FBS DMEM培养液进行原代培养.将第2代纯化的BMSCs细胞悬液(调整细胞密度为1×105/mL)接种于含地塞米松、β-磷酸甘油和维生素C的DMEM/FI2培养液的培养瓶(皿)中,体外扩增培养、传代.对细胞形态特征进行观察;行碱性磷酸酶(ALP)染色,骨桥素以及Ⅰ型胶原相关蛋白免疫荧光化学检测鉴定细胞性质.结果:原代培养的BMSCs形态呈长梭形或不规则形,呈均匀分布生长.诱导分化后的细胞形态呈长梭形或不规则形,呈均匀分布生长,传代后细胞体积略变大;BMSCs成骨诱导增殖后电镜下细胞呈多边形,可见ALP染色阳性;经成骨细胞诱导培养14 d后,细胞骨桥素以及Ⅰ型胶原相关蛋白表达阳性.结论:BMSCs易于体外分离培养及扩增,地塞米松、β-磷酸甘油和维生素C体外定向诱导能够在短时间内获得大量成骨细胞,且所培养的细胞具有典型的成骨细胞形态和功能.     

骨髓贴壁细胞向破骨细胞的分化

背景：一般认为采用贴壁分离法得到的小鼠骨髓中能够贴壁的细胞为间充质干细胞,并能分化成为成骨、成脂肪及成软骨细胞,其中贴壁的细胞是否有分化为破骨细胞的潜能尚不明确。 目的：检测贴壁分离法得到的小鼠骨髓中能贴壁的细胞是否能够分化为破骨细胞。 方法：采用贴壁法得到小鼠原代间充质干细胞,以及通过贴壁1-5d后得到不同时间贴壁的骨髓细胞。原代间充质干细胞及不同时间贴壁的骨髓细胞分别用普通培养基,及含m-csf和RANKL培养基,培养9 d后进行碱性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶染色。原代间充质干细胞传代后,第2代间充质干细胞分为4组,分别用普通培养基、含m-csf培养基、含RANKL培养基及含m-csf和RANKL的培养基培养,9 d后进行碱性磷酸酶及抗酒石酸酸性磷酸酶染色。 结果与结论：贴壁法得到较均一的间充质干细胞,原代及传代贴壁细胞的联合诱导组抗酒石酸酸性磷酸酶染色均为阳性,说明原代和传代的贴壁骨髓细胞中均有可以分化为破骨细胞的细胞。不同时间贴壁的细胞诱导后碱性磷酸酶及抗酒石酸酸性磷酸酶染色有差异,说明不同时间贴壁的细胞存在分化差异。     

人骨形态发生蛋白7基因转染对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化性能的影响

背景骨组织工程中一个重要的研究内容就是如何保持并提高成骨细胞的体内外成骨能力,采用基因转移技术有可能为此问题的解决提供一种新的有效方法.目的探讨逆转录病毒介导的人骨形态发生蛋白7基因转染对兔骨髓间充质干细胞增殖和向成骨细胞分化的影响.设计以细胞为研究对象,分组对照,重复观察测量.对象实验2001-07/2003-07在南方医科大学附属南方医院创伤骨科实验室完成.新西兰大白兔4只由第一军医大学动物实验中心提供,雌雄不拘,体质量1.0～1.5 kg.方法构建人骨形态发生蛋白7逆转录病毒载体,使用含目的基因的病毒液感染骨髓间充质干细胞,免疫组织化学方法检测人骨形态发生蛋白7蛋白的表达.四甲基偶氮唑盐法检测细胞增殖能力,使用流式细胞仪检测细胞周期,NPP法检测碱性磷酸酶合成情况.主要观察指标主要结局①细胞增殖检测结果.②碱性磷酸酶检测结果.次要结局①转染骨髓间充质干细胞中人骨形态发生蛋白7蛋白的表达.②细胞周期检测结果.结果经骨形态发生蛋白7基因转染的兔骨髓间充质干细胞免疫组织化学检测显示有人骨形态发生蛋白7的阳性表达.经人骨形态发生蛋白7基因转染的兔骨髓间充质干细胞增殖能力无明显改变(P＞0.05).经转染的骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶合成(294.592±86.567)nkat/L与转染空载体(155.231±86.567)nkat/L、未转染的骨髓间充质干细胞(160.866±91.585)nkat/L相比较差异有显著性意义(F=5.660,P＜0.05).结论经骨形态发生蛋白7基因转染的骨髓间充质干细胞能够合成表达外源骨形态发生蛋白7,人骨形态发生蛋白7基因转染能够促进体外培养的骨髓间充质干细胞向成骨细胞转化,可用于以骨髓间充质干细胞为种子细胞的组织工程化骨组织的构建和进一步应用.     

骨髓间充质干细胞定向诱导移植修复关节软骨

背景:骨髓间充质干细胞在不同诱导条件下具有向中胚层组织细胞如成骨细胞、成软骨细胞、肌细胞、脂肪细胞等分化的能力.目的:验证用组织工程方法诱导分化骨髓间充质干细胞修复兔关节软骨损伤的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-05-03/2007-12-30在沈阳医学院临床中心实验室完成.材料:20只两三月龄的健康新西兰白兔,雌雄不限.方法:①诱导分化体外培养的兔骨髓间充质干细胞.实验组加入地塞米松、碱性成纤维细胞生长因子、维生素C培养1周,再将转化生长因子β替换碱性成纤维细胞生长因子培养3周;以不加诱导剂细胞做对照.②取20只兔.建立膝关节软骨缺损模型,随机分为3组.实验组10只膝关节内植入经诱导的骨髓间充质干细胞;对照组植入未经诱导的骨髓间充质干细胞:空白对照组植入生理盐水.分别于术后2,4,6,8周时处死实验组处死2只,对照组和空白对照组各处死1只进行各项指标检测.主要观察指标:①细胞形态学.②碱性磷酸酶活性的测定.③大体标本观察.④X射线观察.⑤组织切片观察.结果:①经诱导的骨髓间充质干细胞,细胞形态发生明显变化,逐渐由长梭形变为多角形,类似于软骨细胞样形态.②骨髓间充质干细胞经诱导4周后,其碱性磷酸酶活性明显增强(P＜0.05).③术后8周,实验组标本修复组织表面光滑,与周围软骨间界限模糊不清:X射线表现为关节间隙变宽,软骨下骨质囊变得到改善:组织切片观察显示与正常软骨细胞基本上一致.结论:自体间充质干细胞移植可修复关节软骨损伤.     

低强度脉冲式超声对兔脱细胞脱钙骨基质负载关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞复合体的影响

背景:有关低强度脉冲式超声波促进关节软骨损伤修复的研究较多,可供选择的细胞支架亦较多,但是有关低强度脉冲式超声波的应用条件及构建出理想的组织工程软骨细胞支架尚未达到共识.目的:构建新西兰兔同种异体脱细胞脱钙骨基质负载关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞的复合体.给予一定条件的低强度脉冲式超声波刺激,以探讨脱细胞脱钙骨基质作为组织工程软骨支架的可行性和低强度脉冲式超声波刺激对关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞的促进作用.设计、时间及地点:多个样本观察,实验于2009-05/08在解放军第二军医大学生物医学工程研究所完成.材料:应用新型改良Urist法制备兔脱细胞脱钙骨基质.采用机械粉碎结合酶消化法获取兔关节软骨细胞;采用全骨髓漂洗法分离出骨髓间充质干细胞并加以纯化,进行体外单层培养扩增.方法:按与脱细胞脱钙骨基质复合的细胞成分不同及是否应用低强度脉冲式超声波刺激不同分为4组:软骨细胞组、骨髓间充质干细胞组、复合细胞组:脱细胞脱钙骨基质分别与软骨细胞、骨髓间充质干细胞、软骨细胞/骨髓间充质干细胞复合,未进行低强度脉冲式超声波刺激.超声组:将脱细胞脱钙骨基质与软骨细胞/骨髓间充质干细胞复合,第2天进行低强度脉冲式超声波刺激,刺激频率1.0 MHz、瞬时空间强度10 mW/cm~2,20 min/d.主要观察指标:①平面培养第2代关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞行免疫组织化学检测.②新型改良Urlet法制备的脱细胞脱钙骨基质行苏木精一伊红染色.③于细胞-支架复合第21天行Ⅱ型胶原的免疫组织化学检测.结果:①平面培养第2代关节软骨细胞行Ⅱ型胶原免疫组织化学染色,可见细胞形态为多角形、星形、圆形,有伪足伸出,胞质内容丰富,胞浆明显呈棕黄色,胞核为圆形.②平面培养第2代骨髓间充质干细胞的CD34免疫组织化学染色呈阴性,CD44及CD105免疫组织化学染色呈阳性.③新型改良Urist法制备的兔脱细胞脱钙骨基质内未见明显的细胞样结构,空隙大小均匀.④复合第21天后,骨髓间充质干细胞组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阴性,软骨细胞组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色弱阳性,复合细胞组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性,超声组的Ⅱ型胶原免疫组织化学染色呈强阳性.结论:①第1-3代关节软骨细胞及骨髓间充质干细胞与原代细胞的生物学性能相似.②在脱细胞脱钙骨基质内,软骨细胞和骨髓间充质干细胞可以保持较高的增殖能力.③10 mW/cm~2的低强度脉冲式超声波不影响骨髓间充质干细胞活性,并且能够加速其向关节软骨细胞分化,但未发现有明显促进细胞增殖的作用.