大鼠骨髓基质细胞的体外培养

目的：观察大鼠骨髓基质细胞在体外培养的条件,为骨组织工程学研究奠定一定实验基础。方法：取幼年SD大鼠,处死后分离骨髓,原代培养骨髓基质细胞,传代后分别观察其生长特性,绘制生长曲线,测定分裂指数和贴壁率。结果：大鼠骨髓基质细胞在第7代以前生长形状相对稳定,生长曲线相似;第4d分裂指数最高,为16％;传代后12h贴壁率最高,为90％。结论：本实验方法中,骨髓基质细胞在体外培养条件下,早期生长性状稳定,增殖速度快,适应性强,可作为骨组织工程学研究的种子细胞。     

骨髓基质细胞膜片复合聚乳乙醇酸支撑体体外构建管状软骨

目的 研究利用骨髓基质细胞膜片复合聚乳乙醇酸(ploy of lactic-co-glycolic acid,PLGA)支撑体,在生物反应器条件下体外构建管状软骨的可行性.方法 分离兔骨髓基质细胞,高密度连续培养,转化生长因子-1诱导构建成干细胞膜片,制作圆柱状PLGA支撑体,将细胞膜片均匀缠绕在表面.静置孵育14 d,使细胞膜片与PLGA相互贴附后,进入生物反应器动态培养8周后,取出标本.从大体形态、组织学结构、蛋白多糖含量以及生物力学性能等方面评价形成软骨的理化特性.结果 通过此策略构建的软骨外观与天然软骨组织非常相似,保持着良好的管状外形,颜色呈乳白色,有光泽,质地均匀,弹性好,具有中等偏软的硬度.组织学结果显示总体结构呈现软骨样结构,HE染色可见软骨样细胞分布于细胞陷窝之中,周围是均匀的细胞外基质,番红-0染色可见细胞外基质着色为鲜红色,提示蛋白多糖含量丰富,有大量软骨基质物产生.结论 细胞膜片复合支撑体策略能形成管状形态的软骨组织,为气管软骨的再造提供了新的方法,有可能解决气管缺损的临床难题.     

软骨细胞外基质源性取向支架与骨髓基质干细胞体外软骨组织工程的初步研究

目的 制备关节软骨细胞外基质源性取向支架,观察其对体外培养的骨髓基质干细胞分布排列的影响,探索其用于修复关节软骨缺损的可行性.方法 收集天然猪关节软骨,在PBS溶液中超微湿法粉碎关节软骨,利用差速离心收集细胞外基质悬液;低温超速离心收集沉淀,制备成2%～3%悬液;采用定向结晶与冷冻干燥技术制备取向支架,应用紫外交联及碳化二亚胺交联.光学显微镜及扫描电镜观察支架的形态结构,冰冻切片后组织化学染色对支架进行定性分析;生物力学方法检测支架的力学特性.分离培养兔骨髓基质干细胞,PKH26标记,接种到支架上体外软骨诱导培养,倒置荧光显微镜及扫描电镜观察培养3 d内种子细胞在支架内的黏附、分布及排列方式.结果 制备的支架材料具有垂直取向排列的孔道结构,软骨细胞外基质特异性染色阳性,纵向压缩弹性模量为(2.02±0.02)MPa,横向压缩弹性模量为(0.264±0.16)MPa,具有各向异性的力学特点.体外培养显示骨髓基质干细胞广泛均匀地分布在支架内部,并且在支架材料表层呈平行排列,深层呈柱状排列,类似于天然软骨组织中细胞的排列方式.结论 以关节软骨细胞外基质材料制备的取向性组织工程支架,在生化组成和结构上仿生天然关节软骨细胞外基质,是一种较为理想的软骨组织工程支架.     

骨质疏松大鼠骨髓巨噬细胞的体外培养研究

目的体外分离培养骨质疏松大鼠骨髓巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages,BMMs)并探讨其生物学行为。方法采用双侧卵巢切除术建立大鼠绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMO)动物模型并分离培养骨质疏松大鼠BMMs。通过倒置显微镜和瑞氏-姬姆萨染色对细胞进行形态学观察;通过CCK-8法检测骨质疏松大鼠BMMs的增殖能力;运用免疫荧光染色及荧光定量PCR法分析骨质疏松状态下大鼠BMMs的极化及炎症相关因子的表达情况。结果成功建立大鼠PMO模型并分离培养骨质疏松大鼠BMMs。骨质疏松大鼠BMMs主要呈多角形及煎蛋样。与假手术组相比,BMMs的增殖能力较高。免疫荧光染色可见骨质疏松大鼠BMMs高表达CCR7,低表达MRC1。荧光定量PCR检测结果提示,骨质疏松大鼠BMMs促炎因子TNF-α及IL-6的表达较高,而抗炎因子IL-10及TGF-β的表达相对较低。结论去卵巢可影响大鼠BMMs的增殖能力、细胞表面极化标志物以及炎症相关因子的表达水平。     

软骨细胞外基质源性取向支架与骨髓基质干细胞体外软骨组织工程的初步研究

Objective To fabricate cartilage extracellular matrix (ECM) oriented scaffolds and investigate the attachment, proliferation, distribution and orientation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) cultured within the scaffolds in vitro. Methods Cartilage slices were shattered in sterile phosphate-buffered saline (PBS) and the suspension were differentially centrifugated untill the micro- fiber of the cartilage extracellular matrix was disassociated from the residue cartilage fragments. At last the supernatant were centrifugated, the precipitation were collected and were made into 2%-3% suspension. Using unidirectional solidification as a freezing process and freeze-dried method, the cartilage extracellular matrix derived oriented scaffolds was fabricated. The scaffolds were then cross-linked by exposure to ultraviolet radiation and immersion in a carbodiimide solution. By light microscope and scan electron microscope (SEM) observation, histological staining, and biomechanical test, the traits of scaffolds were studied. After being labelled with PKH26 fluorescent dye, rabbit BMSCs were seeded onto the scaffolds. The attachment, proliferation and differentiation of the cells were analyzed using inverted fluorescent microscope. Results The histological staining showed that toluidine blue, safranin O, alcian blue and anti-collagen Ⅱ immunohistochemistry staining of the scaffolds were positive. A perpendicular pore-channel structures which has a diameter of 100 μm were verified by light microscope and SEM analysis. The cell-free scaffolds showed the compression moduli were (2.02±0.02) MPa in the mechanical testing. Inverted fluorescent microscope showed that most of the cells attached to the scaffold. Cells were found to be widely distributed within the scaffold, which acted as a columnar arrangement. The formation of a surface cells layer was found on the surface of the scaffolds which resembled natural cartilage. Coclusion The cartilage extracellular matrix derived oriented scaffolds have promising biological, structural, and mechanical properties.     

大鼠骨髓基质细胞的体外培养和鉴定

目的探讨SD大鼠骨髓基质细胞（MSCs）的体外培养方法,为细胞治疗研究提供大量MSCs。方法取幼年SD大鼠股骨及胫骨骨髓,全骨髓法培养至第4代,观察各代生长情况;同时制备第3代细胞爬片行细胞鉴定。结果第1～3代细胞接种后4h即有细胞贴壁,部分细胞呈梭形改变,24h时可见细胞呈长梭形或多边形;成群生长的细胞呈漩涡状或平行排列,3～4d时即可达85%～90%融合;收获细胞平均密度为（3.4～3.6）×10^4个/cm^2,台盼蓝染色拒染率为95%～97%,1～3代细胞总产量分别为4.08×10^6个、2.44×10^7个及2.85×10^8个。第4代细胞生长较前减慢,需5～6d达85%～90%融合;收获细胞平均密度3.0×10^4个/cm^2,拒染率为95%,细胞总产量为1.42×10^9个,较原代细胞扩增近2000倍。第3代细胞免疫组化鉴定结果：CD105^＋细胞占61.9%,CD44^＋占45.4%,CD29^＋占16.8%,CD45^＋占8.2%,CD31^＋占13.7%,CD34^＋占8.3%,CD11b^＋占1.5%。结论全骨髓培养适合于MSCs体外的大量扩增,可满足细胞治疗研究的需要。     

miR-21对骨质疏松小鼠骨髓基质细胞增殖的影响

目的探讨miR-21对骨质疏松小鼠骨髓基质细胞(BMSCs)增殖的影响。方法采用双侧卵巢切除法构建骨质疏松小鼠模型(VOX),分离、培养、纯化小鼠BMSCs并采用si PORT Neo FX转染pre-miR-21、pre-miR-negative control(pre-miR-NC)、antmiR-21、ant-miR-negative control(ant-miR-NC)并进行RT-PCR验证,MTT法检测小鼠BMSCs增殖情况、茜素红与碱性磷酸酶染色法检测小鼠BMSCs成骨能力、Western-blotting检测细胞增殖、成骨分化相关蛋白水平。结果骨质疏松症小鼠BMSCs中miR-21相对表达水平低于Ctrl组(P0.05),OVX-pre-miR-21组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均高于OVX-pre-miR-NC组(P0.05),OVX-premiR-NC组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均显著低于Ctrl-pre-miR-NC(P0.05); OVX-ant-miR-21组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均显著低于OVX-ant-miR-NC组(P0.05),OVX-ant-miR-NC组BMSCs中miR-21相对表达水平、细胞增殖、PCNA水平、Ki-67水平、ALP染色程度、ALP活性、茜素红染色程度、Runx2水平、Osterix水平均显著低于Ctrl-ant-miR-NC(P0.05)。结论提高miR-21表达水平可促进骨质疏松小鼠BMSCs增殖能力与成骨分化能力。     

软骨细胞与骨髓基质细胞共培养体外构建软骨组织的实验研究

目的 探讨利用软骨细胞提供的软骨微环境诱导骨髓基质细胞(BMSC)在体外构建软骨组织的可行性.方法 将分离出的猪骨髓基质细胞和软骨细胞进行体外培养,收集软骨细胞培养上清液,作为骨髓基质细胞诱导液从第2代开始进行诱导分化.7 d后取出标本,免疫组织化学检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和aggrecan的mRNA表达.体外分离培养的骨髓基质细胞与软骨细胞,扩增后两者以8∶2比例混匀,以5.0×107/ml的终浓度接种于聚羟基乙酸/聚乳酸(PGA/PLA)支架,以相同浓度的单纯软骨细胞和单纯BMSC以及20%上述浓度(1.0×107/ml)的单纯软骨细胞作为对照组.标本于8周后取材,行大体观察、湿重、蛋白多糖(GAGs)含量测定、组织学及免疫组化等相关检测.结果 经诱导后的骨髓基质细胞的Ⅱ型胶原免疫组化检测阳性,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和aggrecan mRNA呈阳性表达.混合细胞组及阳性对照组体外培养8周后形成了单一成熟的软骨组织,并保持了支架材料的大小和形状,两组新生软骨在外观及组织学特征上也基本相同,免疫组化结果 表明两组均大量表达软骨特异性细胞外基质Ⅱ型胶原,共培养组的平均湿重和蛋白多糖(GAGs)含量均达到阳性对照组的70%以上.而单纯骨髓基质细胞组仅在局部形成了极少量幼稚的软骨样组织,且材料支架明显皱缩变形.低软骨细胞浓度组虽新生软骨湿重量能达阳性对照组的30%,但材料支架明显皱缩变形,仅在局部形成了不连续的软骨组织,新生软骨量明显少于共培养各组及阳性对照组.结论 软骨细胞能在一定程度上提供软骨形成的微环境,有效地诱导BMSC向软骨细胞分化,并在体外形成组织工程化的软骨组织.

Abstract：

Objective To investigate the feasibility of chondrogenesis in vitro with bone marrow stromal cells (BMSCs) induced by the co-cultured chondrocytes. Methods The BMSCs and chondrocytes were separated from pig and cultured. The supernatant of chondrocytes was used as the inducing solution for BMSCs from the 2nd generation. 7 days later, samples were taken and underwent immunohistochemistry and RT-PCR for detection of the expression of specific type Ⅱ cartilage collagen,type Ⅱ collagen and aggrecan mRNA. The cultured BMSCs and chondrocytes were mixed at a ratio of 8:2(BMSC: cartilage cell) and were inoculated into a polyglycolic acid/polylactic acid (PGA/PLA) scaffold at the final concentration of 5.0 × 107/ml. The cartilage cells and BMSCs were also inoculated seperately at the same concentration as the positive and negative control. Pure cartilage cells at 20% of the abovementioned concentration (1.0 × 107/ml) were used as the low concentration cartilage cell control group. Samples were collected 8 weeks later. General observations, wet weight, glycosaminoglycans (GAGs) determination and histological and immunohistochemistry examinations were performed. Results The expression of type Ⅱ collagen, type Ⅱ collagen and aggrecan mRNA were positive in induced BMSCs.In the co-cultured group and the positive control group, pure mature cartilage was formed after 8 weeks of culture in vitro, and the size and shape of the scaffold were maintained. The newly formed cartilage in the two groups were almost the same in appearance and histological properties. The immunohistochemistry results indicated that the cartilage cells of the two groups all expressed ample cartilage-specific type Ⅱ collagen. The average wet weight and GAG content in the co-cultured group reached more than 70% of those in positive control group. Only an extremely small amount of immature cartilage tissues was formed in local regions in pure BMSC group, and the scaffold was obviously shrunk and deformed. Although the wet weight of newly generated cartilage tissue in the low concentration cartilage cell group reached 30% of that in positive control group, the scaffold was obviously shrunken and deformed. Only regional and discontinuous cartilage tissues were formed, and the amount of newly formed cartilage was obviously less than that in the co-culture group and the positive control group. Conclusions Chondrocytes can provide a micro-environment for the formation of cartilage, and also effectively induce BMSC to differentiate into chondrocytes and form tissue-engineered cartilage in vitro.     

大鼠组织提取液对体外培养骨髓基质细胞的影响

目的研究大鼠脑组织成份和其它组织提取液对体外培养骨髓基质细胞(bonemarrowstromalcells,BMSC)的影响。方法提取大鼠全脑、灰质、白质、垂体、肌肉、肝脏等组织液,进行原代骨髓基质细胞培养,观察并测定其ALP染色阳性率。以空白培养液作对照,观察大鼠各组织提取液对骨髓基质细胞增殖,分化,矿化的作用。结果(1)各组织提取液对原代骨髓基质细胞培养后,其ALP染色阳性率以灰质和全脑组最高,其次是白质和肌肉组。(2)除肝脏组外其余各组织提取液对BMSC均有不同程度的增殖刺激作用,以灰质最强,其它依次为肌肉、白质、全脑与血清组,肝脏组则显示对BMSC增殖有抑制作用。(3)肝脏组对BMSC具有分化抑制作用,其它各组均显示分化刺激作用,增加程度依次为灰质、全脑、白质、肌肉与血清。(4)灰质组的矿化结节形成率最高,其它依次为全脑、白质、肌肉与血清。结论大鼠脑组织中的灰质提取液能显著刺激原代骨髓基质细胞增殖,且向成骨细胞诱导分化,并且在二代以后的BMSC培养中,表现出最强的刺激增殖、向成骨细胞分化和体外矿化的能力。     

细胞膜片技术及其在骨组织领域的应用进展

目的对细胞膜片技术(cell sheet technology,CST)及其在骨组织领域的应用进展进行综述。方法广泛查阅近年来国内外相关文献,并进行总结。结果 CST主要应用温度反应培养皿收获细胞,避免使用蛋白酶,保留了培养过程中细胞自分泌的细胞外基质及相关蛋白和因子,将细胞以一层完整的膜状结构收集,为体内骨愈合提供了适宜的微环境。以CST为基础,通过同型或异型细胞膜片叠加、细胞膜片结合支架以及细胞膜片折叠等方法构建三维结构组织,在组织工程骨构建方面表现出了巨大潜力。结论 CST与传统组织工程方法结合将促进骨组织工程学的发展。     

体外诱导猕猴骨髓基质干细胞向雪旺细胞分化

目的探讨体外诱导猕猴骨髓基质干细胞向雪旺细胞分化的实验方法。方法采用BME、b-FGF、ATRA、BDNF、heregulin、Forskolin、PDGF依次联合诱导,倒置相差显微镜观察细胞形态学变化,免疫细胞化学鉴定S-100蛋白、GFAP和P75受体的表达率。结果诱导后的猕猴骨髓基质干细胞具有类似雪旺细胞的形态,免疫细胞化学结果显示S-100蛋白、GFAP和P75受体的表达率分别为(66.8±4.6)%、(57.3±5.4)%和(72.4±5.9)%。结论采用BME、ATRA、BDNF、heregulin、Forskolin、b-FGF、PDGF依次联合诱导,可使猕猴骨髓基质干细胞在体外向雪旺样细胞分化。     

大鼠骨髓基质干细胞体外诱导分化为类许旺细胞

目的 研究大鼠骨髓基质干细胞在体外分化为类许旺细胞的方法。方法 采用β—巯基乙醇、全反式视黄酸、Forskolin、碱性成纤维细胞生长因子等依次按顺序诱导。神经胶质纤维酸性蛋白、S—100免疫细胞化学染色鉴定、计数诱导前后不同时间的细胞阳性表达率。结果 诱导后骨髓基质干细胞形态改变，胞体呈椭圆形，有2—3个纤细的细胞突起，成纵形栅栏状排列，免疫细胞化学染色神经胶质纤维酸性蛋白表达率为42．5％-68.7％、S—100表达率为39．6％-60.2％。结论 采用β—巯基乙醇、全反式视黄酸、Forskolin、碱性成纤维细胞生长因子、血小板源生长因子、HRG可以诱导大鼠骨髓基质干细胞在体外分化为类许旺细胞。     

猕猴骨髓基质干细胞体外培养及其生物学特性的研究

目的 通过体外分离、培养猕猴骨髓基质干细胞(BMSCs)，研究其生物学特性、表面标志和遗传学性能，为BMSCs用作组织工程化神经种子细胞提供研究基础。方法 通过密度梯度离心分离猕猴BMSCs，体外培养、扩增，用倒置相差显微镜进行形态学的观察，通过绘制生长曲线、计算克隆形成率来研究细胞的活力和增殖能力，流式细胞仪检测表面标志，核型分析反应遗传学性能。结果 密度梯度离心的方法能获得较纯的猕猴BMSCs，第7代以前的细胞有较强的活力和增殖能力，具有与人的BMSCs相似的形态和表面标志，体外培养第10代细胞仍稳定为二倍体核型。结论 用本实验方法能较容易地获得大量的猕猴BMSCs，具有与人的BMSCs相似的形状和表面标志，第3—6代的细胞可满足以猕猴为动物模型的组织工程化神经种子细胞的研究要求。     

糖皮质激素双向调节骨髓基质干细胞的分化机制

骨质疏松症是以骨量减少、骨显微结构退化为特征,以致骨脆性增高及骨折危险性增加的一种全身性疾病。糖皮质激素（ GC）因其具有非常好的抗炎和免疫调节作用而被临床上广泛使用,而过量的使用糖皮质激素会导致骨质疏松症,称为糖皮质激素性骨质疏松症,属于继发性骨质疏松症。骨髓基质干细胞（ BMSCs）具有多向分化潜能,能够分化为成骨细胞和脂肪细胞,两者相互竞争,此消彼长。糖皮质激素在正常范围内可促进BMSCs向成骨或成脂方向分化,而在这一过程中,多种调控因子可与其联合作用,促进或抑制BMSCs的成骨分化。本文就糖皮质激素对BMSCs的双向调节机制作一综述,阐述各因素与糖皮质激素的联合协同作用,从成骨最大化的角度探讨激素性骨质疏松的防治方法。     

骨髓间充质干细胞向雪旺细胞分化的体内外实验研究

目的研究骨髓间充质干细胞在体内、外条件下向周围神经雪旺细胞分化的可行性。方法利用SD大鼠间充质干细胞(取自股骨和胫骨)贴壁生长的特性，培养纯化，传代扩增。用复合诱导因子(Beta-mercaptoethanol，retinoic acid，forskolin，basic—FGF，PDGF，heregulin-β)在体外诱导间充质干细胞分化。用免疫细胞化学(P75，S-100，GFAP)鉴定体外的诱导结果。将PKH67标记的间充质干细胞移植人损伤的周围神经动物模型内，术后2周行组织切片免疫荧光染色，激光共聚焦定位移植细胞的去向。结果诱导后的间充质干细胞形态类似雪旺细胞，免疫荧光鉴定骨髓间充质干细胞具有雪旺细胞性质，表达雪旺细胞的表面标志(GFAP，S-100和P75)。周围神经组织切片免疫荧光染色后共聚焦定位的间充质干细胞表达雪旺细胞的表面标志(GFAP，S-100和P75)。结论骨髓间充质干细胞在体内、外都可以分化为具有雪旺细胞性质的细胞，表达GFAP，S-100和P75。骨髓间充质干细胞有可能替代雪旺细胞促进周围神经的再生。     

兔骨髓基质细胞的分离培养

目的 为骨组织工程寻找一种理想的种子细胞。方法 采取兔骨髓组织，应用梯度离心获取骨髓基质细胞，体外培养传代，通过光镜、透射电镜及成骨特性的鉴定，观察细胞的形态、生长特点及成骨特性。结果 培养的骨髓基质细胞形态多为三角形或梭形，生长增殖迅速，具有成骨能力，易于定向分化为成骨细胞。结论 自骨髓获得的骨髓基质细胞具有明显的增殖能力和成骨活性，可以做为骨组织工程中比较理想的种子细胞。     

骨髓基质细胞转化为神经细胞的研究

目的 探讨骨髓基质细胞体外转化为神经细胞的可能性。方法 骨髓基质细胞原代培养、传代后使用3种不同方法诱导。行大体观察，免疫组织化学，及细胞电生理检查和长期培养研究。结果 骨髓基质细胞体外可诱导为突触明确的神经细胞。诱导率分别为80％、10％和40％；诱导后细胞表面有神经特异性抗原NSE、GFAP表达；同时具有早期神经细胞电流特性。结论 骨髓基质细胞可横向转化为早期神经细胞。     

雌激素对正常及骨质疏松症大鼠骨髓基质细胞增殖分化的影响

目的研究正常SD大鼠与骨质疏松症SD大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)增殖分化的差异,以及雌激素对正常SD大鼠及骨质疏松症SD大鼠的BMSCs增殖分化的影响。方法以雌性SD大鼠构建骨质疏松症模型,并通过生化和病理分析,确定骨质疏松症模型的建立。取骨质疏松症SD大鼠及正常SD大鼠的BMSCs进行研究,检测两者增殖分化的差异及其对雌激素的反应。结果原代培养时,细胞集落样生长,集落大小不等,细胞形态长梭形。MTT法检测增殖发现第3代假手术组(Sham组)的BMSCs增殖缓慢,其碱性磷酸酶(ALP)合成量显著低于卵巢切除术组(OVX组),对雌激素的反应亦不如OVX组明显。结论两组细胞都具有成骨细胞特性;同是第3代BMSCs,OVX组比Sham组生长活跃,合成ALP的量也远多于Sham组,对雌激素的反应亦更为明显。     

间歇性压力培养环境对兔骨髓基质干细胞增殖的影响

目的:研究间歇性压力培养环境对兔骨髓基质干细胞(MSC)增殖的影响,探讨假体置换术后活动所需的最适宜压力。方法:以新西兰兔的骨髓基质干细胞为实验材料,通过噻唑盐(MTT)比色试验,观察间歇性压力对骨髓基质干细胞增殖的影响。结果:MSC在60、100 kPa间歇性压力培养环境下MTT反应的OD值小于对照组,压力值越大,OD值越小(P<0.05)。而20 kPa间歇性压力情况可显著促进MSC增殖,并随时间增加而增强。在实验第7天时,实验组OD值高于对照组(P<0.05),差异有显著性意义。结论:关节置换术后早期下地活动产生的较大应力,会明显抑制骨髓腔内MSC的增殖,不利于骨的重建愈合,临床应当避免。然而,较小的间歇性压力对MSC增殖有明显的促进作用,提示关节置换患者可在较小压力范围(<20 kPa)内进行早期关节被动活动训练,有利于关节术后骨的重建愈合。