改性丝素蛋白支架与生长因子基因修饰脂肪间充质干细胞构建组织工程脂肪

背景：构建工程化的脂肪组织,适宜的种子细胞和性能优良的支架材料缺一不可。目的：探讨携带重组人血管内皮细胞生长因子165基因的慢病毒载体感染人脂肪间充质干细胞后,与壳聚糖修饰的丝素蛋白支架材料体外构建组织工程脂肪的可行性。方法：选取生长良好的第3代人脂肪间充质干细胞,用携带重组人血管内皮细胞生长因子165基因的慢病毒进行感染。将慢病毒感染与未感染的第3代人脂肪间充质干细胞成脂诱导14 d,油红O染色观察细胞的成脂能力;将慢病毒感染和未感染的第3代人脂肪间充质干细胞分别接种于壳聚糖修饰丝素蛋白支架材料上,MTT法检测细胞增殖能力;成脂诱导14 d后进行油红O染色,RT-PCR检测成脂特异性基因过氧化物酶增殖物活化受体γ2的表达。结果与结论：成脂诱导14 d后,慢病毒感染与未感染的第3代人脂肪间充质干细胞均可见成熟脂肪细胞,组间差异不明显。慢病毒感染和未感染的第3代人脂肪间充质干细胞在改性丝素蛋白支架的生长曲线相近;成脂诱导后,油红O染色及RT-PCR均显示生成大量成熟脂肪细胞。表明携带重组人血管内皮细胞生长因子基因的慢病毒感染人脂肪间充质干细胞后,不影响其生长及成脂能力,与壳聚糖修饰的丝素蛋白支架材料可成功构建组织工程化脂肪。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性

背景：大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性。目的：探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性。方法：将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性。结果与结论：经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义（P〈0.05）。扫描电镜观察发现细胞接种48h后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃。说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性。     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性

背景:大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性.目的:探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性.方法:将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性.结果与结论:经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义(P<0.05).扫描电镜观察发现细胞接种48 h 后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃.说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性.     

京尼平交联Ⅰ型胶原蛋白材料与人脂肪间充质干细胞的生物相容性

背景：京尼平的低毒性具有一定的种属和细胞特异性,人脂肪间充质干细胞与京尼平交联的Ⅰ型胶原蛋白支架材料的生物相容性对于应用两者构建组织工程脂肪至关重要。目的：评估人脂肪间充质干细胞与京尼平交联的Ⅰ型胶原蛋白支架材料的生物相容性。方法：分离培养人脂肪间充质干细胞,传代培养至第3代,接种于京尼平交联的Ⅰ型胶原蛋白支架材料上。MTT法评估人脂肪间充质干细胞在支架材料上的黏附和增殖情况,支架材料对细胞的毒性作用;光镜和电镜分别观察人脂肪间充质干细胞在支架材料上的黏附和生长过程,以及细胞形态学变化。结果与结论：人脂肪间充质干细胞接种于支架材料后,能够迅速在材料上黏附、增殖,其黏附率平均为86.5%;光镜和扫描电镜显示人脂肪间充质干细胞在支架材料上黏附性良好,随着时间的推移,细胞逐渐增多,可以迁移进入支架内部并均匀分布。结果表明京尼平对细胞的毒性低,交联后的支架材料与人脂肪间充质干细胞具有良好的体外生物相容性。     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架与骨髓间充质干细胞的体外培养

背景:前期实验发现丝素蛋白、壳聚糖以适当的比例混合,可以互相弥补各自的不足,表现出良好的理化性质和生物学特性。目的:观察骨髓间充质干细胞在丝素蛋白/壳聚糖混合三维支架材料上的生长情况。方法:将诱导后的兔骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/壳聚糖支架材料上,检测细胞黏附率,倒置显微镜及扫描电镜观察细胞生长情况。结果与结论:细胞黏附率随时间的延长而增加。倒置显微镜观察显示,丝素蛋白/壳聚糖支架上的细胞看不清,随着时间的延长,支架周围细胞增多,且有细胞伸入支架内;扫面电镜观察显示,细胞生长活跃、增殖分裂正常,细胞周围见颗粒状、丝状基质物质,细胞的微丝与支架材料黏附紧密;细胞不仅可以在材料表面贴附生长,并伸入材料之中。说明丝素蛋白/壳聚糖混合支架材料具有良好的细胞生物相容性。     

多孔型丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔股骨骨缺损

背景:从蚕丝中提取的丝素蛋白具有良好的细胞相容性,且可生物降解,用于修饰生物材料能提高细胞在材料表面的黏附和生长能力.目的:探讨丝素蛋白,羟基磷灰石材料复合脂肪间充质干细胞修复包含性骨缺损的作用.方法:取2月龄新西兰大白兔附睾处脂肪组织,经胰酶消化传代培养脂肪间充质干细胞,取第3代兔脂肪问充质干细胞以1 ×10~(10)L~(-1)浓度接种于丝素蛋白/羟基磷灰支架材料上,培养3h后加入含有1 μmol/L地塞米松、50 pmol/L维生素C、10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠的DMEM培养液进行成骨诱导.新西兰大白兔36只,在兔股骨远端制备直径4.5 mm、深10mm的松质骨缺损.细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白,羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白,羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入.结果与结论:12周时大体观察细胞复合材料组骨缺损区完全被骨组织修复,单纯材料组骨缺损区缩小、部分修复,空白对照组骨缺损无修复.12周时X射线、组织学检查显示细胞复合材料组完全修复了骨缺损区,材料组部分修复了骨缺损区,细胞复合材料组的新生骨小梁多于单纯材料组(P<0.05),空白对照组未见骨修复.结果说明复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白,羟基磷灰石修复兔股骨包含性骨缺损能力优于单纯丝素蛋白,羟基磷灰石材料.     

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景：丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性。脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复。目的：观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果。方法：取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石。其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入。从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况。结果与结论：12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复。空白对照组缺损无明显修复。提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料。丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架。     

膨体聚四氟乙烯与人脂肪干细胞的体外生物相容性

背景：膨体聚四氟乙烯多孔高分子聚合材料是临床常用的植入假体,具有良好的生物相容性,不易变形、变质,不产生炎症吸收反应,可允许细胞游走和组织向内生长。目的：观察人脂肪干细胞与膨体聚四氟乙烯材料的生物相容性。方法：将第4代人脂肪干细胞与膨体聚四氟乙烯体外复合培养,采用倒置相差显微镜观察细胞在支架上黏附、生长及增殖情况,计算细胞黏附率,MTT比色法检测细胞增殖率。结果与结论：刚接种的细胞呈圆形透亮,在支架材料表面分布均匀,细胞活性佳,3 h后大量细胞贴壁,24 h后可见少量呈短梭形的脂肪干细胞贴壁,3d首次换液,细胞清晰可见,低密度生长时呈短梭形或多角形,分布均匀,种植7 d后细胞数量明显增加,极少细胞从支架上掉落,细胞黏附率平均达95.7%,并且细胞仍保持正常的分裂增殖速度。说明膨体聚四氟乙烯材料具有良好的细胞相容性,可作为脂肪组织工程的种子。     

丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架材料的表征及细胞相容性

背景:丝素蛋白和透明质酸具备细胞外基质两种主要成分特征,并且有良好的生物相容性。目的:采用冷冻干燥法制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,并观察其表征与细胞生物相容性。方法:将丝素蛋白与透明质酸按10:1混合通过冷冻干燥法构建丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架并观察其表征。将1×108L-1的第3~5代大鼠骨髓间充质干细胞接种在丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架上观察其细胞生物相容性。结果与结论:采用冷冻干燥法可以成功制备丝素蛋白/透明质酸复合多孔支架,与纯丝素蛋白支架相比,复合支架具有更好的多孔三维结构。此外,支架制备过程中不含有毒溶剂,支持骨髓间充质干细胞的黏附铺展与增殖。说明实验制备的丝素蛋白/透明质酸复合支架的成孔性好,具有良好的细胞生物相容性。     

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景:丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性.脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复.目的:观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果.方法:取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109 L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石.其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入.从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况.结果与结论:12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留.单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复.空白对照组缺损无明显修复.提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料.丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架.     

丝蛋白应用于牙周组织工程的可行性

背景：丝蛋白是有利于表皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞、血管内皮细胞、胶质细胞黏附和生长的一种新型生物材料。目的：评估丝蛋白作为支架材料应用于牙周组织工程的可行性。方法：采用组织块法培养人牙周膜细胞,将第5代细胞悬液以2×107L-1的浓度接种到丝蛋白支架材料上复合培养,并以1%,10%,50%,100%的丝蛋白支架浸提液培养,观察人牙周膜细胞在丝蛋白上及在丝蛋白浸提液中生长状况,用MTT法测定浸提液培养人牙周膜细胞的活力。结果与结论：扫描电镜可见人牙周膜细胞在丝蛋白支架上伸展充分,生长旺盛,不同浓度丝蛋白支架浸提液培养对人牙周膜细胞的增殖与碱性磷酸酶活性均无影响。说明丝蛋白材料具有良好的生物相容性、独特的力学性能,可作为人牙周膜细胞黏附生长的理想支架材料较好地应用于牙周组织工程中。     

Construction of engineering adipose‐like tissue in vivo utilizing human insulin gene‐modified umbilical cord mesenchymal stromal cells with silk fibroin 3D scaffolds

We evaluated the use of a combination of human insulin gene‐modified umbilical cord mesenchymal stromal cells (hUMSCs) with silk fibroin 3D scaffolds for adipose tissue engineering. In this study hUMSCs were isolated and cultured. HUMSCs infected with Ade–insulin–EGFP were seeded in fibroin 3D scaffolds with uniform 50–60 µm pore size. Silk fibroin scaffolds with untransfected hUMSCs were used as control. They were cultured for 4 days in adipogenic medium and transplanted under the dorsal skins of female Wistar rats after the hUMSCs had been labelled with chloromethylbenzamido‐1,1′‐dioctadecyl‐3,3,3′,3′‐tetramethylindocarbocyanine perchlorate (CM‐Dil). Macroscopical impression, fluorescence observation, histology and SEM were used for assessment after transplantation at 8 and 12 weeks. Macroscopically, newly formed adipose tissue was observed in the experimental group and control group after 8 and 12 weeks. Fluorescence observation supported that the formed adipose tissue originated from seeded hUMSCs rather than from possible infiltrating perivascular tissue. Oil red O staining of newly formed tissue showed that there was substantially more tissue regeneration in the experimental group than in the control group. SEM showed that experimental group cells had more fat‐like cells, whose volume was larger than that of the control group, and degradation of the silk fibroin scaffold was greater under SEM observation. This study provides significant evidence that hUMSCs transfected by adenovirus vector have good compatibility with silk fibroin scaffold, and adenoviral transfection of the human insulin gene can be used for the construction of tissue‐engineered adipose. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

猪脂肪干细胞与脱细胞真皮基质的生物相容性

背景：脱细胞真皮基质已广泛应用于器官或组织缺损的修补。目的：观察猪脂肪源性干细胞与脱细胞真皮基质的相容性。方法：酶消化法原代培养猪脂肪源性干细胞,利用流式细胞仪和多向诱导分化方法鉴定脂肪干细胞,将其与脱细胞真皮基质共培养。结果与结论：实验成功培养出猪脂肪源性干细胞,流式细胞仪检测结果显示阳性表达CD44和CD105,不表达CD34和CD45;在诱导培养基条件下,可向脂肪细胞、成骨细胞分化。苏木精-伊红染色及扫描电镜发现干细胞能在脱细胞真皮基质表面黏附生长。脂肪源性干细胞与脱细胞真皮基质具有良好的相容性,将两者体外复合培养后,有望将复合物植入体内进行缺损组织、器官的修复。     

丝素蛋白材料在组织工程中的新进展

背景：丝素蛋白支架已被建议运用在组织工稚骨和软骨重建、肌腱重建、血管重建,神经重建以及膀胱币建等备方面。目的：总结丝索蛋白作为支架在生物材料和组织工程领域的应川与发展。方法：由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊数据库2000年1月至2011年11月仃关丝素蛋白支架制备工艺,丝素蛋白支架修饰方法及丝素蛋白在组织工程中的应用等方面的文献。结果与结论：丝索蛋白具有机械强度高、生物降解性慢、生物相容性良好、制备工艺多样等特点,支持多种细胞黏附、分化和生长,可应用于人工韧带、血管、骨、神经组织等方面。近期以丝素蛋白支架作为载体,通过多种方式添加各种生物制剂,比如各种生长因子和细胞因子,进一步扩大丝素蛋白在组织工程中的应用范围。     

丝蛋白应用于牙周组织工程的可行性

背景:丝蛋白是有利于表皮细胞、成纤维细胞、成骨细胞、血管内皮细胞、胶质细胞黏附和生长的一种新型生物材料。目的:评估丝蛋白作为支架材料应用于牙周组织工程的可行性。方法:采用组织块法培养人牙周膜细胞,将第5代细胞悬液以2×107L-1的浓度接种到丝蛋白支架材料上复合培养,并以1%,10%,50%,100%的丝蛋白支架浸提液培养,观察人牙周膜细胞在丝蛋白上及在丝蛋白浸提液中生长状况,用MTT法测定浸提液培养人牙周膜细胞的活力。结果与结论:扫描电镜可见人牙周膜细胞在丝蛋白支架上伸展充分,生长旺盛,不同浓度丝蛋白支架浸提液培养对人牙周膜细胞的增殖与碱性磷酸酶活性均无影响。说明丝蛋白材料具有良好的生物相容性、独特的力学性能,可作为人牙周膜细胞黏附生长的理想支架材料较好地应用于牙周组织工程中。     

残粒脂蛋白激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ诱导人脂肪间充质干细胞的成脂分化

背景：残粒脂蛋白可诱导大鼠脂肪间充质干细胞分化为成熟的脂肪细胞。目的：观察残粒脂蛋白对人脂肪间充质干细胞成脂分化和氧化物酶体增殖物激活受体γ、脂联素基因表达的影响。方法：采用成脂诱导剂刺激人脂肪间充质干细胞,油红O染色鉴定脂肪细胞。分离高三酰甘油血症患者高脂餐后4h抗凝血浆中的残粒脂蛋白,分别将0,50,100,150,200mg/L残粒脂蛋白与10mg/L胰岛素联合刺激脂肪间充质干细胞。结果与结论：油红O染色发现0,50mg/L残粒脂蛋白组有微量脂滴形成。100～200mg/L残粒脂蛋白组红色脂滴逐渐增加,以200mg/L组红色脂滴最多。在50～200mg/L质量浓度范围内,细胞氧化物酶体增殖物激活受体γmRNA与脂联素mRNA表达随残粒脂蛋白浓度增加而逐渐增强（P〈0.05）。200mg/L残粒脂蛋白组脂联素mRNA表达量显著低于150mg/组（P〈0.05）,但与100mg/L残粒脂蛋白组差异未达到显著性意义。表明残粒脂蛋白通过激活氧化物酶体增殖物激活受体γ诱导人脂肪间充质干细胞的成脂分化,并上调脂联素mRNA的表达。     

快速诱导大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化的培养体系

背景：目前常用的成脂刺激剂主要由胰岛素、地塞米松、IBMX 和吲哚美辛组成,该体系涉及处理因素多、诱导周期长且对细胞毒性大,不利于脂肪形成抑制效应的研究.目的：建立快速诱导大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化的培养体系.方法：大鼠全骨髓细胞原代培养,胰酶消化传代,富集形态均质的间充质干细胞,利用过氧化物酶体增殖物活化受体γ激动剂噻唑烷二酮类药物罗格列酮和吡咯列酮体外单独诱导大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化,设立无糖、低糖和高糖 DMEM 三种基础培养体系,以经典的成脂刺激剂作为阳性对照,在诱导的不同时间点对分化细胞进行形态学观察和油红O染色.结果与结论：与经典成脂刺激剂相比,罗格列酮或吡咯列酮单独均能诱导大鼠骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化,吡咯列酮诱导48 h和罗格列酮诱导72 h均可观察到富含脂滴或脂泡以及油红O染色的阳性细胞,吡咯列酮与罗格列酮的最佳诱导浓度分别为0.125 mmol/L和10μmol/L,而高糖环境利于大鼠骨髓间充质干细胞成脂分化.说明基于高糖培养环境的以吡咯列酮或罗格列酮做为成脂刺激剂的培养体系可快速诱导大鼠骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化.     

基因转染脐带间充质干细胞与丝素蛋白构建组织工程脂肪

背景：目前国内外构建组织工程脂肪的方法并不完善,虽然构建出了脂肪,但效果不理想。目的：探讨一种新的构建组织工程脂肪的方法,观察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胞与丝素蛋白复合后在Wistar大鼠体内构建组织工程脂肪的能力。方法：分离培养人脐带间充质干细胞,将携带重组人胰岛素基因慢病毒载体以最适MOI=10转染人脐带间充质干细胞,将转染组与未转染组（对照组）的人脐带间充质干细胞分别接种于丝素蛋白支架,移植于Wistar大鼠背部皮下。移植后12周取材,行荧光原位杂交技术鉴定、组织形态学和扫描电镜观察。结果与结论：①油红O染色显示,两组移植物均呈阳性,证明移植物己在体内合成为脂肪组织,转染组脂肪样细胞数量明显高于对照组（P〈0．01）。②苏木精一伊红染色显示,两组移植物组织结构与正常脂肪组织相似,可见明显新生血管。转染组支架材料降解明显,炎性细胞浸润明显少于对照组,新生血管数量也多于对照组。③扫描电镜观察提示,转染组移植物内脂肪样细胞聚集成团,其结构与正常脂肪组织相似;对照组脂肪样细胞散在分布于支架孔隙内。④提示胰岛素基因能明显促进人脐带间充质干细胞成脂肪化,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胞与丝素蛋白支架复合后,在Wistar大鼠体内能构建出组织工程化脂肪组织,其结构类似正常脂肪组织。