不同移植部位对可注射组织工程化脂肪生存率的影响

目的：研究裸鼠腹股沟及背部两个不同部位注射移植组织工程化脂肪的存活率。方法：体外分离培养的兔脂肪来源的脂肪基质干细胞（ADSCs）和富含血小板血浆（PRP）与自体兔脂肪颗粒混合注射于裸鼠皮下,按照移植部位分为背部组和腹股沟组,分别于移植后1周、2周、4周、6周,通过B超检测方法评价移植物体积变化情况。结果：脂肪移植后第1、2、4、6周,背部组脂肪移植物存活率为（84.39±7.41）%、（70.89±4.57）%、（52.49±4.42）%、（42.44±5.42）%;腹股沟组存活率为（82.00±6.93）%、（73.81±5.59）%、（61.82±5.94）%、（51.23±4.37）%;两组存活率随时间的推移逐渐降低,通过重复测量的统计分析显示两组存活率差异具有统计学意义（P<0.05）,腹股沟组脂肪移植物存活率高于背部组。结论：裸鼠腹股沟的组织工程化脂肪移植存活率更高。     

人脐带间充质干细胞与蚕丝蛋白支架构建组织工程脂肪的研究

目的：将体外以人脐带间充质干细胞（hUCMSCs）与蚕丝蛋白支架初步构建的组织工程脂肪移植到大鼠体内,观察其演变过程。方法：hUCMSCs与蚕丝蛋白支架复合培养10天后,进行成脂诱导;6周后将其移植到Wi st ar大鼠后肢肌肉内,同时,以同体积支架材料作为对照;分别于移植后4周和8周取材,行油红O染色、HE染色以及扫描电镜观察。结果：hUCMSCs与蚕丝蛋白支架复合培养及成脂诱导6周后,见大量成脂样细胞生成,并与支架牢固粘附。移植4周,移植物体积略小,质稍硬,表面有透明薄膜形成,膜中分布新生血管网;油红O染色见支架内新生脂肪组织及细胞呈橙红色;HE染色显示支架网眼内有新生脂肪组织,并可见少量炎性细胞浸润;扫描电镜见支架网眼内有球形、表面光滑的脂肪细胞。移植8周,移植物体积进一步缩小,质变软,表面薄膜内血管网丰富;油红O染色见支架中着橙红色组织较前明显增多,部分呈片状融合;HE染色显示新生脂肪明显增多,仍有少量炎性细胞浸润;扫描电镜显示脂肪细胞较前增生明显。对照组同样可见炎性细胞浸润,未见新生脂肪组织生成,支架材料8周时较4周时降解更加明显。结论：随着时间推移,蚕丝蛋白支架网眼内脂肪细胞逐渐增多,支架材料在体内呈现逐步降解趋势,说明体内环境有利于组织工程化脂肪的进一步形成。同时,也提示支架材料在组织相容性方面尚存不足。     

SVF细胞影响移植脂肪LPL表达的实验研究

目的 探讨脂肪移植后脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein lipase,LPL)在SVF(Stromal vascular fraction)辅助移植脂肪组织中的表达模式。方法 本实验以新鲜分离的自体SVF细胞辅助移植的脂肪组织为实验组,以脂肪组织与等量生理盐水的混合物为对照组,随机在裸鼠背部两侧注射建立动物模型,对两组移植物进行脂周蛋白免疫组化染色分析、LPL免疫组化染色分析和LPL蛋白含量测定。结果 TPL蛋白含量测定及LPL免疫组化染色分析显示,随着移植时间的延长,实验组和对照组LPL表达逐渐下降,在第2周、第3周、第4周时,实验组LPL表达明显高于对照组。脂周蛋白免疫组化染色分析显示,两组脂肪移植后的存活细胞均逐渐减少,但第2周、第3周、第4周实验组存活细胞数高于对照组。结论 SVF促进脂肪组织表达LPL,表达差异在移植后的第2周开始出现,这可能与SVF提高脂肪组织存活率和ASCs(Adipose-derived stromal cells)成脂分化有关。     

胰岛素基因转染的人脐带间充质干细胞与丝素蛋白支架构建组织工程脂肪的研究

目的 探讨携带重组人胰岛素基因慢病毒载体转染的人脐带间充质干细细( human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs)与丝素蛋白支架在体外构建组织工程化脂肪(tissue engineering adipose)的可行性.方法 以最适感染复数(MOI)为10重组慢病毒pLenti6.3-insulin-IRES-EGFP转染hUCMSCs组为实验组(A组),EGFP基因转染组为对照组(B组);将两组细胞接种于丝素蛋白支架,观察细胞在支架上的生长及黏附情况;尔后行细胞-支架复合物成脂诱导.四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测重组慢病毒转染对hUCMSCs生长增殖的影响以及基因转染后的hUCMSCs在丝素蛋白支架上的活性.结果 细胞-支架复合物成脂诱导5～7 d后,见A组支架内脂肪样细胞数量明显多于B组,差异有显著统计学意义(P=0.007,P＜0.01);逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)检测显示,A组hUCMSCs表达的成脂特异性基因PPARγ-2明显高于B组.MTT法检测结果显示,转染重组慢病毒的hUCMSCs与未转染组各时间点吸光度A值比较,差异均无统计学意义(P=0.056,P＞0.05).细胞组与细胞支架组A值比较,差异无统计学意义(P=0.066,P＞0.05).结论 转染胰岛素基因的hUCMSCs成脂分化能力明显提高,且能有效地与丝素蛋白支架在体外构建组织工程化脂肪.     

不同组织来源间充质干细胞体外成骨分化能力的比较研究

目的比较成人脂肪间充质干细胞(ASCs)、脐带间充质干细胞(UC-MSCs)和成人骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨能力,选择优势干细胞种类作为应用于骨组织工程治疗骨缺损的种子细胞。方法采用含10%胎牛血清的DMEM/Ham’s F-12培养液培养3种MSCs。取3种MSCs的P3代,通过CCK8方法检测其增殖能力;通过流式细胞仪进行鉴定;通过碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色检测骨分化蛋白ALP的分泌和矿化钙结节的沉积,并对钙结节进行定量分析;通过实时荧光定量PCR(RT-q PCR)方法检测骨再生相关基因的表达。结果 3种P3代MSCs在3~5d之间增殖均处于对数生长期;流式鉴定3种细胞的表面标志物阳性率:CD44、CD90和CD105均高于97%,阴性率:CD14、CD34和CD45均低于1%;ALP染色结果显示3种MSCs成骨诱导9d时,细胞内均表达ALP,茜素红染色结果显示成骨诱导18d时,均呈现较好的矿化能力,BMSCs和UC-MSCs成骨诱导后形成的钙结节无显著性差异;RT-q PCR结果显示3种MSCs成骨诱导组相比较于对照组,成骨再生相关基因Osterix、ALP、I型胶原(COL1)和骨钙素(OCN)均显著性高表达;3种MSCs成骨诱导9d时,UC-MSCs实验组的COLI基因表达显著性高于BMSCs,成骨诱导18d时,ASCs实验组的Osterix基因表达显著性高于BMSCs。结论 ASCs和UC-MSCs具有一定的成骨矿化能力,有望成为骨组织工程治疗骨缺损的种子细胞。     

低氧对人脐带间充质干细胞成脂肪分化的影响

目的：研究低氧（2%O2）对人脐带间充质干细胞（human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs）成脂肪分化的影响,为脂肪组织工程种子细胞的筛选提供实验依据。方法：培养条件有低氧（2%O2）、常氧（20%O2）、10%FBS完全培养基（GM）、10%FBS成脂培养基（DM）;将第3代hUCMSCs根据培养条件分为3组,对照组（常氧＋GM5天,常氧＋DM2周）、实验组1（低氧＋GM5天,低氧＋DM2周）、实验组2（低氧＋GM5天,常氧＋DM2周）;在诱导后2周分别进行油红O染色并观察其成脂效率。结果：与对照组相比,实验组1脂肪样细胞数量明显减少,实验组2脂肪样细胞数量明显增加。结论：将hUCMSCs预先进行低氧处理再转换为常氧培养可显著提高其成脂分化能力。     

脂肪间充质干细胞在脂肪组织工程中的研究现状

脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)是由 PA Zuk 等在2002年首先从脂肪组织中分离出的一种成纤维细胞样细胞,形态与骨髓间充质干细胞相似,可以向软骨细胞、成骨细胞、肌细胞、神经细胞和脂肪细胞等不同胚层来源的细胞分化,具有自我更新能力和多向分化潜能[1]。因其具有来源充足、取材方便、无伦理争议的优势,近年来,作为脂肪组织工程的种子细胞受到研究者的广泛关注。笔者以 ADSCs 为种子细胞构建组织工程脂肪的研究进展作一综述。     

脂肪间充质干细胞与胰岛联合移植对术后免疫状态及移植效果的影响

目的研究同系脂肪间充质干细胞(AMSC)与同种异体胰岛联合移植对胰岛移植术后免疫状态及移植效果的影响。 方法选择Lewis大鼠建立链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型作为胰岛移植受体,AMSC＋胰岛移植组经左肾包膜下联合移植Lewis大鼠AMSC及Wistar大鼠胰岛,单纯胰岛移植组经左肾包膜下单独移植Wistar大鼠胰岛,单纯AMSC移植组经左肾包膜下单独移植Lewis大鼠AMSC,阳性对照组为未进行移植的Lewis糖尿病大鼠,阴性对照组为正常Lewis大鼠。ELISA法检测血清细胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-10浓度,流式细胞技术检测外周血CD4^＋、CD8^＋ T细胞比例,HE染色观察移植胰岛淋巴细胞浸润情况,观察血糖、胰岛素水平及胰岛移植物存活时间。采用单因素方差分析比较5组大鼠外周血淋巴细胞亚群比例和血清细胞因子水平,采用LSD法进行组间两两比较;血糖及血清胰岛素变化采用重复测量资料方差分析;采用独立样本t检验比较AMSC＋胰岛移植组与单纯胰岛移植组胰岛移植物淋巴细胞计数。采用Kaplan-Meier法绘制AMSC＋胰岛移植组与单纯胰岛移植组胰岛移植物生存曲线,并采用log-rank检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。 结果AMSC＋胰岛移植组胰岛移植物平均生存时间为(26.8±3.0) d,长于单纯胰岛移植组的(19.0±1.3) d,两组大鼠胰岛移植物生存曲线差异有统计学意义(χ²＝4.494,P<0.05)。胰岛移植后各时间点,AMSC＋胰岛移植组大鼠移植后血糖和胰岛素水平均优于单纯胰岛移植组(P均<0.05)。胰岛移植前,5组大鼠外周血CD4^＋、CD8^＋ T细胞比例以及细胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-10差异均无统计学意义(F＝0.425、0.476、0.256、0.418、0.281和0.313,P均>0.05)。胰岛移植后第7、14、28天,AMSC＋胰岛移植组大鼠外周血CD4^＋、CD8^＋T细胞比例均低于单纯胰岛移植组(P均<0.05),血清IFN-γ和IL-2浓度均低于单纯胰岛移植组(P均<0.05),IL-4和IL-10浓度均高于单纯胰岛移植组(P均<0.05)。胰岛移植第7天,AMSC＋胰岛移植组胰岛移植物平均淋巴细胞计数为(142±21)个/mm²,低于单纯胰岛移植组的(311±36)个/mm²(t＝8.245,P<0.05)。 结论与胰岛联合移植的AMSC能够提高胰岛移植的效果,可调节糖尿病大鼠体内IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-10表达及抑制同种异体胰岛刺激的T细胞增殖,减轻胰岛移植物的免疫损伤。     

不同浓度人脐带间充质干细胞移植修复大鼠脊髓损伤的实验研究

[目的]比较不同浓度人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)移植修复大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的疗效.[方法]利用NYU Impactor model-Ⅱ打击器制作大鼠T10 SCI模型,分组为:80只W istar大鼠随机分为DMEM实验对照组(A组)、1×1004 HUCM5C、移植组(B组)、1×105HUCMSC、移植组(C组)和1×106 HUCMSC,移植组(ll组),每组20只.对各组实验动物SCI后肢体功能恢复情况进行行为学评分(BBB评分),并以HF染色和免疫组化染色及生物素葡聚糖胺(BDA)顺行示踪皮质脊髓束( corticospinal tract,CST)染色观察SCI处轴突再生情况.[结果]与实验对照组相比,HUCMSCs移植能促进SCI后轴突再生,改善大鼠后肢功能恢复.D组优于其他组,各组问BBB评分差异有统计学意义(P<0.05); NF-200免疫荧光染色累积光密度各组间差异均有统计学意义(P<0.05).[结论]HUCMSC、在体内可向神经元及神经胶质细胞分化,促进SCI后轴突再生和肢体功能恢复.     

富含血小板血浆对组织工程脂肪移植效果的影响

目的:在移植的组织工程脂肪组织中加入含激活剂的富含血小板血浆(PRP)或不含激活剂的富含血小板血浆,通过观察脂肪组织各个时间段的成活率来证明PRP的作用。方法:根据Landesberg二次制备法制备PRP。按1000U凝血酶溶于1ml质量百分比为10%的CaCl2配制激活剂。从兔背部取脂肪组织制备好,按实验分组分别加入不同的成分移植到兔子耳部。分别在术后1月、3月、6月测量体积变化。结果:含激活剂的PRP加入组织工程脂肪移植后3个时间段的体积成活率均高于对照组。结论:加入激活剂的PRP释放生长因子增多,释放速度增加,间接促进了脂肪干细胞分裂、分化、成活,促进了移植脂肪组织的更新,使脂肪移植成活率增加。     

组织工程室内带血管蒂的脂肪瓣自发生长的研究

目的：初步探索组织工程室在兔体内脂肪组织工程中的应用;建立研究兔体内脂肪组织自发生长的动物模型。方法：制作中空的表面带孔的硅胶组织工程室;将兔体内以腹壁下浅动脉为蒂的脂肪瓣转移至中空的硅胶组织工程室后6周取材。结果：硅胶组织工程室能很好的支持室内脂肪瓣的生长;所有组织工程室内内容物体积增大,脂肪瓣外面形成一层结缔组织构成的包膜,包膜穿过组织工程室表面的孔与室外包膜交通。室内内容物体积从（0.5225±0.031）ml增加到（3.7625±0.106）ml,包膜体积大小为（0.7525±0.04）ml,脂肪瓣的体积从（0.5225±0.031）ml增加到（3.01±0.135）ml,增加了476%。结论：硅胶制作的组织工程室能应用到体内脂肪组织工程,且为室内组织提供空间生长;成功构建了兔体内组织工程室内脂肪组织自发生长的模型,带蒂的脂肪组织可以在不添加任何细胞,生长因子的情况下自发生长。     

Donor variation and loss of multipotency during in vitro expansion of human mesenchymal stem cells for bone tissue engineering.

The use of multipotent human mesenchymal stem cells (hMSCs) for tissue engineering has been a subject of extensive research. The donor variation in growth, differentiation and in vivo bone forming ability of hMSCs is a bottleneck for standardization of therapeutic protocols. In this study, we isolated and characterized hMSCs from 19 independent donors, aged between 27 and 85 years, and investigated the extent of heterogeneity of the cells and the extent to which hMSCs can be expanded without loosing multipotency. Dexamethasone-induced ALP expression varied between 1.2- and 3.7-fold, but no correlation was found with age, gender, or source of isolation. The cells from donors with a higher percentage of ALP-positive cells in control and dexamethasone-induced groups showed more calcium deposition than cells with lower percentage of ALP positive cells. Despite the variability in osteogenic gene expression among the donors tested, ALP, Collagen type 1, osteocalcin, and S100A4 showed similar trends during the course of osteogenic differentiation. In vitro expansion studies showed that hMSCs can be effectively expanded up to four passages (approximately 10-12 population doublings from a P0 culture) while retaining their multipotency. Our in vivo studies suggest a correlation between in vitro ALP expression and in vivo bone formation. In conclusion, irrespective of age, gender, and source of isolation, cells from all donors showed osteogenic potential. The variability in ALP expression appears to be a result of sampling method and cellular heterogeneity among the donor population.     

间充质干细胞在软骨组织工程中的应用

间充质干细胞具有高度自我更新能力,能够分化为各种类型的细胞.近20年间充质细胞在软骨组织工程中得到应用,动物实验显示了良好的软骨修复潜能,成为软骨组织工程的理想的细胞来源.组织工程和干细胞技术已经确定为对软骨缺损有效的治疗方法,间充质干细胞有望在软骨组织工程中得到更广泛的应用.本文对间充质干细胞的特性和在组织工程中的应用进行了综述.     

人脂肪源细胞外囊泡联合脱细胞脂肪组织支架构建组织工程脂肪

目的探讨人脂肪源细胞外囊泡(human adipose tissue derived extracellular vesicle,hAT-EV)联合脱细胞脂肪组织支架(decellularized adipose tissues,DAT)构建组织工程脂肪的可能性,为临床上软组织缺损修复提供新方案。方法将吸脂手术患者自愿捐赠的脂肪组织分为2份,1份脂肪组织进行脱细胞处理,并采用组织学(HE、Masson染色)、扫描电镜观察,Ⅰ、Ⅳ型胶原及层粘连蛋白免疫组织化学染色和Western blot检测进行表征。另1份脂肪组织使用去外泌体的完全培养基孵化48 h,离心收集培养基上清并使用超高速离心法获取hATEV。使用透射电镜观察其形态,纳米颗粒跟踪分析仪NanoSight分析hAT-EV粒径分布范围,Western blot检测分析hAT-EV膜表面蛋白。将PKH26荧光标记的hAT-EV与脂肪干细胞(adipose derived stem cells,ADSCs)共培养后,共聚焦荧光显微镜观察hAT-EV能否进入ADSCs;将hAT-EV与ADSCs共培养15 d,油红O染色评估其成脂效果。将DAT组织剪碎并注射至8只6周龄雌性C57小鼠背部两侧,左侧每周注射0.2 mL hAT-EV作为实验组,右侧每周注射0.2 mL PBS作为对照组。12周后处死小鼠,取两侧DAT新生物进行湿重称量,并通过HE染色和围脂滴蛋白免疫荧光染色评估hAT-EV在体内诱导脂肪新生的能力。结果脂肪组织经脱细胞后,HE、Masson染色示DAT主要由排列松散的胶原构成,未见细胞核;扫描电镜示DAT中未发现细胞和细胞碎片,同时可见到粗大的胶原纤维束;免疫组织化学染色及Western blot检测示,DAT中保留了Ⅰ、Ⅳ型胶原和层粘连蛋白。经鉴定,hAT-EV呈双层包膜的球形,高表达CD63、凋亡诱导因子6相互作用蛋白抗体、肿瘤易感基因101,97.9%粒径分布范围为32.67~220.20 nm,峰值为91.28 nm。共聚焦荧光显微镜和油红O染色示,hAT-EV被ADSCs摄取并诱导其成脂分化。大鼠体内实验显示,实验组新生脂肪组织湿重显著高于对照组(t=2.278,P=0.048);HE染色示,实验组脂滴结构较对照组多,对照组胶原含量高于实验组;围脂滴蛋白免疫荧光染色示,实验组DAT新生物中脂肪组织比例高于对照组(t=4.648,P=0.017)。结论DAT搭载hAT-EV可作为一种诱导脂肪组织新生的新方法,在软组织缺损修复中具有潜在应用前景。     

Rapid attachment of adipose stromal cells on resorbable polymeric scaffolds facilitates the one‐step surgical procedure for cartilage and bone tissue engineering purposes

The stromal vascular fraction (SVF) of adipose tissue provides an abundant source of mesenchymal stem cells. For clinical application, it would be beneficial to establish treatments in which SVF is obtained, seeded onto a scaffold, and returned into the patient within a single surgical procedure. In this study, we evaluated the suitability of both a macroporous poly(L ‐lactide‐co‐caprolactone) and a porous collagen type I/III scaffold for this purpose. Surprisingly, cell attachment was rapid (～10 min) and sequestered the majority of adipose stem cells, as deduced from colony‐forming unit assays. Proliferation occurred in both polymeric scaffolds. Upon chondrogenic induction, up‐regulation of chondrogenic genes, production of glycosaminoglycans, and accumulation of collagen type II was observed, indicating differentiation of scaffold‐attached SVF cells along the chondrogenic lineage. Osteogenic differentiation was achieved in both scaffold types, as visualized by up‐regulation of osteogenic genes, increase of alkaline phosphatase production over time, and accumulation of bone sialoprotein and osteonectin. In conclusion, this study identifies both poly(L ‐lactide‐co‐caprolactone) and collagen type I/III as promising scaffold materials for rapid attachment of adipose stem cell‐like (stromal) cells, enhancing the development of one‐step surgical concepts for cartilage and bone tissue engineering. © 2011 Orthopaedic Research Society Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 29:853–860     

人脂肪间充质干细胞向表皮细胞表型转化的研究

目的:探索人脂肪间充质干细胞(adipose derived mesenchymal stem cells,ADSCs)向表皮细胞表型转化的方法。方法:以手术中剩余的人皮下脂肪组织为材料来源,利用胶原酶消化法分离ADSCs,流式细胞仪检测细胞表面标记CD29、CD90、CD105的表达,成脂诱导后油红O染色鉴定。实验组利用第四军医大学西京医院烧伤与皮肤外科实验室已成功构建的pc DNA3.1(+)/SP+EGF质粒经脂质体介导转染的Ha Cat细胞,与ADSCs在Transwell小室中共培养,对照组为ADSCs加入10%FBS培养基,14天后Realtime-PCR检测两组ADSCs中CK19、integrin-β的m RNA表达量。结果:实验组ADSCs中CK19、integrin-β的m RNA表达量较对照组明显升高,且差别有统计学意义。结论:转染EGF的Ha Cat细胞可诱导ADSCs向表皮细胞表型分化,从而为其成为组织工程理想的种子细胞提供了进一步的支持。