人骨髓间质干细胞向成骨细胞诱导分化条件的建立

目的:探讨体外诱导培养人骨髓间质干细胞(BMSCs)向成骨细胞分化的方法和技术,为骨组织工程研究提供理想的种子细胞.方法:抽取无系统疾病自愿捐献骨髓患者的骨髓,体外分离诱导培养BMSCs,按照诱导条件加入时间的先后次序分为早期诱导组(A组)和延迟诱导组(B组),镜下观察2组细胞形态学变化,计算倍增时间,并测定2组骨钙素的含量和Ⅰ型胶原的表达,研究该细胞生物学特性及其体外成骨能力.结果:(1)镜下观察:A组细胞贴壁,呈菱形,5～7 d融合,成纤维细胞集落样生长;B组细胞贴壁,呈梭形,3～5 d融合,呈指纹状生长方式.(2)倍增时间:A组第1、2、3、4代倍增时间分别为18.86、17.45、18.71、20.99 h;B组第1、2、3代倍增时间分别为17.54、19.59、25.46 h,第4代停止生长,2组各代倍增时间差异均有统计学意义(P＜0.05).(3)骨钙素:A组各代均可检测到骨钙素,Ⅰ型胶原自原代就有阳性表达,第3、4代细胞达到最强;B组原代、第1代细胞中未检测到骨钙素,诱导后才分泌骨钙素,Ⅰ型胶原各代均有阳性表达,但不均匀,第4代细胞停止增殖,无阳性表达.结论:应用成骨细胞条件培养液在体外能够促进人BMSCs向成骨细胞分化,验证了BMSCs是一种比较理想的骨组织工程种子细胞.早期诱导是较为完善的体外诱导培养条件和方法.     

人骨髓间质干细胞体外培养及诱导成骨的鉴定

目的 优化人骨髓间质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSCs)体外分离培养方法,对hBMSCs体外培养及诱导成骨能力进行鉴定.方法 密度梯度离心法分离hBMSCs,流式细胞分析法(FACS)对细胞表面抗原、细胞活力、细胞周期进行检测.以含地塞米松(1×10-7 mmol/L)、β-甘油磷酸钠(10 mmol/L)、抗坏血酸(35.22 mg/L)的DMEM培养液对hBMSCs进行诱导分化,相差显微镜和透视电镜观察细胞形态,Gomori钙钴法进行碱性磷酸酶染色(ALP),免疫组化检测Ⅰ型胶原,茜素红法进行钙结节染色.结果 hBMSCs可在体外分离扩增,表达CD44、CD105和CD106,不表达CD34和CD45,细胞活力为92.3%,G0-G1细胞占94.2%.经成骨培养液诱导后细胞形态由长梭形向多边形转变,ALP染色、Ⅰ型胶原染色及钙结节染色均为强阳性.结论 hBMSCs可在体外长期、稳定培养,具有向成骨细胞分化的潜能.     

异体骨结合骨髓间质干细胞移植治疗骨缺损的动物实验

【目的】研究使用异体骨混合骨髓间质干细胞移植治疗骨缺损的可行性及动物实验初步结果。【方法】将15只新西兰白兔双侧桡骨造成1 cm骨缺损模型,随机选择同一只动物的一侧为实验侧,自体配对的另一侧为对照侧。将表面脱钙的同种异体骨和来源于受体的体外培养增殖的骨髓间质干细胞混合植入实验侧骨缺损,对照侧仅植入同样制作的异体骨。12周后,进行X线检查、生物力学检查和组织学检查,将结果进行对比。【结果】动物在术后12周,实验侧X线片光密度测量结果,破坏载荷时扭矩和扭角测量结果均优于对照侧;组织学评分中,实验侧骨痂量评分优于对照侧,骨连接成熟程度和骨髓发育程度两者没有明显差异。【结论】骨髓间质干细胞可以促进异体骨在移植后的成骨作用,在增多成骨量的同时不影响骨组织发育。     

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。     

兔骨髓基质干细胞诱导成骨的实验研究

目的:研究兔骨髓基质干细胞(BMSCs)的生长特点和在诱导条件下的成骨特性。方法:使用密度梯度法分离骨髓基质细胞并进行培养,传2代后运用成骨诱导剂地塞米松、β-甘油磷酸钠(β-Gp)、L-坏血酸(AA)进行诱导,测试骨髓基质细胞的生长变化和成骨分化。结果:形态学表明骨髓基质细胞呈集落生长,有成纤维细胞样外观,诱导后细胞生长较前明显减慢,逐渐变为立方形、锥形或梭形。汇合时细胞呈铺石状重叠生长,进而形成“钙结节”样表现。染色及电镜观察可见细胞诱导前后有明显区别,细胞增殖吸光度(OD值)及细胞碱性磷酸酶测试表明,随着时间的延长,细胞增殖变慢,但分化能力增强(P<0.05)。结论:骨髓基质细胞作为构建组织工程骨的种子细胞在地塞米松、β-甘油磷酸、L-坏血酸诱导下成骨具有可靠的重复性。     

兔骨髓间质干细胞组织工程化肌腱模型的构建

目的通过体外细胞培养和贴壁筛选法将骨髓间质干细胞由骨髓中分离纯化，以工型胶原-聚羟基乙酸（PGA）为支架构建组织工程化肌腱。方法提取骨髓，通过离心和贴壁筛选培养获取骨髓间质干细胞，将骨髓间质干细胞进行分离、扩增，未经体外诱导即接种于胶原-PGA支架中，回植于跟腱缺损部位，借助体内微环境中细胞因子的作用，完成肌腱的重建与再塑形。结果获得重建的组织工程化肌腱组织。结论以骨髓间质干细胞为种子细胞，以工型胶原-聚羟基乙酸为支架构建组织工程化肌腱，为解决肌腱损伤、缺损提供新的思路。     

人骨髓基质干细胞体外三维立体培养的实验研究

目的：探讨人骨髓基质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells, hBMSCs)在部分脱钙骨三维支架上立体培养的可行性。方法：将自人骨髓中分离出的骨髓基质干细胞进行培养、扩增,接种于多孔的部分脱钙骨支架上,通过荧光活性染料DiI标记和扫描电镜观察骨髓基质干细胞在部分脱钙骨上的生长和粘附情况,并测量hBMSCs在部分脱钙骨上的粘附率。结果：hBMSCs在部分脱钙骨上的粘附率为(99.1±1)%;DiI标记的细胞于接种后第2、4、7天激光共聚焦检测,见支架空隙中细胞逐渐增多;电镜观察,接种7天后,电镜下见细胞覆盖了部分脱钙骨表面;自部分脱钙骨中份切开,横断面电镜观察见断面中充满细胞。结论：hBMSCs在部分脱钙骨支架的三维立体环境中生长良好,是一种较好的体外培养方法。     

大鼠骨髓间质干细胞体外分化为成骨细胞的实验研究

目的：建立大鼠骨髓间质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)体外诱导分化为成骨细胞的模型。方法：分离大鼠骨髓间质干细胞进行体外培养，观察其生物学特性。并选用一定的诱导剂诱导成骨细胞，通过形态学变化、碱性磷酸酶染色及钙沉积对成骨细胞进行鉴定。结果：大鼠MSCs细胞形态呈长梭形，成骨细胞诱导后MSC细胞形态由长梭形向多边形转变，ALP染色阳性，Von Kossa染色阳性，呈现典型的成骨细胞形态和生物学特征。结论：大鼠骨髓MSCs体外能被诱导分化为成骨细胞，为骨组织工程研究的优良种子细胞。     

人骨髓间质干细胞诱导成骨分化蛋白质的鉴定及生物信息学分析

目的：通过蛋白质组学和生物信息学技术建立人骨髓间质干细胞（human bone marrow mesenchymal stem cells,hMSCs）诱导成骨分化蛋白表达谱,为进一步阐明 hMSCs 的成骨分化机制提供基础资料。方法：收集 hMSCs 诱导成骨分化的全蛋白,应用双向凝胶电泳（two-dimensional gel electrophoresis,2-DE）技术和图像分析软件进行蛋白质点的识别和检测,选择清晰表达的蛋白质点,应用基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectromety,MALDI-TOF-MS）和生物信息学方法进行蛋白质的鉴定和分析。结果：通过 MALDI-TOF-MS 和生物信息学鉴定了77种蛋白质;建立了hMSCs诱导成骨分化蛋白质表达谱;利用Gene Ontology对这些蛋白按分子功能和生物学途径进行了归类。结论：成功建立了hMSCs诱导成骨分化蛋白质表达谱;为进一步阐明 hMSCs 成骨分化的分子机制提供了基础资料,为进一步构建 hM－SCs 诱导成骨分化蛋白质表达数据库奠定了坚实的基础。     

miR-21诱导犬BMSCs骨向分化的体外实验研究

目的 体外研究检测miR-21诱导拉布拉多犬骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的作用.方法 构建LentimiR-21-Luciferase与Lenti-LacZ-Luciferase慢病毒载体,分别转染犬BMSCs,将研究分为miR-21组与LacZ组.利用体外细胞划痕实验来比较转染后BMSCs的爬行迁移能力.在转染后的第0、1、4、7、14天分别提取miR-21组与LacZ组BM-SCs的mRNAs和蛋白.通过Real time-PCR技术和Westernblot检测成骨分化关键因子骨钙素(OCN)和骨桥蛋白(OPN)的表达.结果 Lenti-miR-21-Luciferase与Lenti-LacZ-Luciferase慢病毒载体成功转入BMSCs后,miR-21组的BMSCs细胞爬行迁移能力显著增强(P＜0.001);Real time-PCR和Western blot结果显示,miR-21可以显著上调BMSCs成骨分化关键因子OCN和OPN的表达(P＜0.05).结论 miR-21可以显著促进BMSCs的成骨分化,为进一步的体内实验奠定基础.     

诱导的人骨髓间充质干细胞在裸鼠体内生成软骨的实验研究

目的探讨利用组织工程方法,将人骨髓间充质干细胞(MSCs)在体外诱导、培养后,再造软骨组织的可能性。方法从胸外科手术所获得的肋骨骨髓腔中分离得到人MSCs,经无血清培养基诱导培养为软骨细胞,接种于支架材料上,埋植于裸鼠体内,6周后取材进行大体及组织学观察。结果大体观察见裸鼠皮下形成包块,触之有韧性;组织学观察可见有大量软骨细胞成堆形成,但尚有部分未降解的支架材料残留。结论人MSCs在体外经定向诱导后成为软骨细胞,与支架材料复合物可在裸鼠体内形成软骨组织;人MSCs可能成为组织工程软骨的“种子细胞”。     

PHBHHx与人脐带间充质干细胞的体内异位成骨研究

目的：探讨以3‐羟基丁酸‐3‐羟基己酸共聚酯（PHBHHx）为支架材料,以人脐带间充质干细胞（hUCMSCs）为种子细胞的复合物体内构建组织工程骨的能力。方法将hUCMSCs接种在PHBHHx上体外成骨诱导培养2周,诱导组为实验组,不滴加hUCMSCs组为对照组,植入裸鼠皮下,并分别于1、3、5个月取材行HE、Ⅰ型胶原免疫组织化学、碱性磷酸酶染色及逆转录聚合酶链反应（RT‐PCR）检测。结果 PHBHHx表现出良好的细胞吸附性。实验组细胞大、小形态基本保持原状,成骨特异性指标检测均为阳性;对照组细胞则不能保持原状,体积逐渐缩小至完全降解,成骨特异性指标均为阴性。结论 PHBHHx复合hUCMSCs经体外成骨诱导后具有在裸鼠体内异位构建组织工程骨的能力。     

诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的实验研究

目的 明确大鼠骨髓间充质干细胞(bone mensenchymal stem cells,BMSCs)在体外全骨髓培养条件下的生物学特性及其向成骨细胞分化的能力,探索更为简便有效的BMSCs体外培养方法.方法 提取大鼠原代BMSCs,用酠EM完全培养基和成骨诱导条件培养基体外培养,倒置相差显微镜和HE染色观察细胞形态;台盼蓝活细胞计数绘制细胞生长曲线;ALP检测试剂盒检测ALP含量变化和von Kossa染色检测细胞矿化结节,以判断细胞是否向成骨细胞分化.结果 全骨髓培养法在体外培养的大鼠原代BMSCs贴壁生长,呈梭形或多角形;使用Dex-SaMEM向成骨诱导后的BMSCs具有与成骨细胞在体外培养时相似的特征,倍增时间延长;合成ALP能力显著增强(P<0.05),von Kossa染色出现阳性的棕褐色或棕黑色团块的钙化结节.结论 全骨髓培养法取材方便,经成骨诱导培养的BMSCs表现出成骨细胞的形态特征和生物学特性,该方法可作为骨组织工程种子细胞培养的常规方法.     

骨髓间充质干细胞诱导为成骨细胞的初步研究

目的观察兔骨髓间充质干细胞的生长特点及诱导条件下的成骨能力。方法抽取兔骨髓组织,梯度离心后,保留贴壁细胞传代,稳定传代后改用含地塞米松、β-甘油磷酸钠和维生素C的诱导培养液,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进行观测。结果原代兔骨髓间充质干细胞7～8d左右即可长满,并可稳定传代,传代细胞5～6d即可传代。诱导培养细胞碱性磷酸酶染色,骨连接素、骨桥素免疫细胞化学染色阳性。结论兔骨髓间充质干细胞经合理的体外诱导培养后,符合成骨细胞的形态特征和生物学特性,可为体外构建组织工程化骨提供自体种子细胞。     

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.     

骨髓间充质干细胞在心脏组织工程中的应用

骨髓间充质干细胞(BMSCs)具有多向分化潜能，体外可诱导分化为心肌细胞，采用组织工程学技术可在体外构建组织工程化心肌组织。文章从心脏组织工程的角度对BMSCs作一概述。     

成骨生长肽促成骨作用的研究进展

成骨生长肽（OGP）具有促成骨作用,具有较大的潜在临床应用价值,是国内外研究的热点。动物体内实验和体外细胞实验表明,OGP能促进骨密度增加,加速骨折愈合,促进体外培养大鼠成骨细胞的成骨功能,增加核心结合因子α1、Ⅰ型胶原mRNA表达水平,促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,上调成骨标志物的表达。文章对OGP促成骨作用的研究进展进行综述。     

成骨生长肽促成骨作用的研究进展

成骨生长肽（OGP）具有促成骨作用,具有较大的潜在临床应用价值,是国内外研究的热点。动物体内实验和体外细胞实验表明,OGP能促进骨密度增加,加速骨折愈合,促进体外培养大鼠成骨细胞的成骨功能,增加核心结合因子α1、Ⅰ型胶原mRNA表达水平,促进骨髓间充质干细胞的增殖和分化,上调成骨标志物的表达。文章对OGP促成骨作用的研究进展进行综述。