双基因转染犬骨髓间充质干细胞复合HA/ZrO2生物材料新型组织工程骨的构建及其体外成骨能力的研究

目的 构建骨形态发生蛋白2(BMP-2)、血管内皮细胞生长因子165(VEGF165)双基因修饰的骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合羟基磷灰石复合二氧化锆(HA/ZrO₂)生物材料的新型组织工程骨,并观察该组织工程骨在体外的成骨能力。方法 采用有机泡沫作为模版,干铺烧制法制备新型的蜂窝状HA/ZrO₂梯度生物材料,电镜观察新型生物材料的表面特性,生物力学试验机检测其力学性能。采取1岁龄健康beagle犬骨髓分离原代BMSCs进行培养,建立双基因修饰的BMSCs复合蜂窝状HA/ZrO₂梯度生物材料的共培养体,构建新型组织工程骨。实验分为4组:未转染组,只转染BMP-2(BMP-2组)和VEGF165(VEGF165组)单一目的基因的BMSCs,以及转染BMP-2、VEGF165共基因慢病毒的BMSCs组(BMP-2+VEGF165组)。显微镜下观察细胞在支架材料上的生长情况,用碱性磷酸酶染色检测各组细胞成骨分化能力,免疫组织化学染色检测其成骨细胞特异性蛋白骨Ⅰ型胶原及骨钙素的分泌。结果 新型材料电镜下其表面整体呈多孔状,孔径125~550 μm,各孔之间存在缝隙联结;其平均抗弯强度为812.25 MPa,最高可达987.12 MPa;共培养体建立后扫描电镜观察转染后的BMSCs在支架材料上黏附生长状况良好,双基因联合转染组细胞分泌基质旺盛;BMP-2+VEGF165组细胞碱性磷酸酶活性检测明显高于其他各组(F=1 029.398,P<0.01),免疫组织化学染色在不同阶段发现成骨细胞早晚期分泌的骨Ⅰ型胶原及骨钙素特异性蛋白。结论 新型的蜂窝状HA/ZrO₂梯度生物材料是一种合适种子细胞生长的支架材料,并且其力学满足人体四肢承重骨的需要;VEGF165、BMP-2双基因转染BMSCs后具有协同作用,能够促进其在体外的成骨分化。     

不同基因转染对骨髓基质干细胞成骨活性的影响

为了优化骨组织工程种子细胞，探讨不同基因对骨髓基质干细胞（MSCs）成骨活性的影响，我们首先利用RT—PCR方法获得了全长BMP-2．VEGF 165及bFGF基因，克隆入真核表达载体peDNA3．0，鉴定正确后，经脂质体介导转入分离培养的大鼠骨髓基质干细胞，G418筛选出稳定表达株。并利用RT—PCR、免疫组织化学方法证明目的基因能够在骨髓基质干细胞中得到稳定表达。MTT实验结果显示转基因后的MSCs增殖能力有不同程度的提高。细胞内碱性磷酸酶活性明显上调，BMP-2、bFGF转染组骨钙索水平升高，成骨活性增强。提示：BMP-2、bFGF基因修饰的骨髓基质干细胞作为种子细胞能够更为有效地在骨组织工程中发挥作用。     

骨形态发生蛋白2和7共转染骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：骨形态发生蛋白最主要的作用是诱导骨形成,但因提取困难、代谢速度快、难以准确控制其使用浓度、价格昂贵等限制了其在体外和体内相关研究中的应用。 目的：构建含特异细胞生长因子基因骨形态发生蛋白2,7的腺病毒载体,观察骨形态发生蛋白2和骨形态发生蛋白7基因共转染对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的促进作用。 方法：将全骨髓贴壁法分离得到兔骨髓间充质干细胞传至第3代,分为5组,空白组和常规诱导组分别以常规培养基和成骨诱导分化培养基培养;骨形态发生蛋白2, 7腺病毒转染组：分别单独以骨形态发生蛋白2、骨形态发生蛋白7腺病毒进行转染;联合转染组：以2种骨形态发生蛋白腺病毒联合转染。 结果与结论：转染第7天,联合转染组成骨相关基因Runx-2、Osx、Ⅰ型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达均较其他各组增高(P < 0.05);骨形态发生蛋白2,7腺病毒转染组上述指标较空白组和常规诱导组增高(P < 0.05)。转染第14天,联合转染组4个指标均较其他各组明显增高(P < 0.05);同时,4个指标表达均高于第7天(P < 0.05)。病毒转染后第7天,联合转染组Ⅰ型胶原和骨钙素蛋白表达均较其他组明显增高(P < 0.05)。提示对骨髓间充质干细胞进行骨形态发生蛋白2腺病毒和骨形态发生蛋白7腺病毒共转染后,较单基因转染和成骨诱导液诱导更能促进成骨相关基因和蛋白的表达。     

人血管内皮生长因子165基因转染兔骨髓间充质干细胞的蛋白表达

背景：骨髓间充质干细胞是最好的组织工程种子细胞来源,含有血管内皮生长因子165(vascular endothelial growth factor 165,VEGF165)不仅对血管再生和启动成骨修复有重要意义,其持续稳定的释放还能够提高新生骨的矿化程度,增强修复组织的力学性能。 目的：观察hVEGF165基因转染的兔骨髓间充质干细胞分泌血管内皮生长因子的蛋白功能。 方法：体外分离、培养兔骨髓间充质干细胞,纯化并鉴定兔骨髓间充质干细胞;免疫荧光法检测细胞表面标志;传代培养后的骨髓间充质干细胞以pcDNA3.1-VEGF165质粒和脂质体1∶3比例的混合液转染,并分为3组：转染组应用pcDNA3.1-VEGF165转染细胞,空载体转染组应用pcDNA3.1-空载体转染,未转染组不处理。通过ELISA和Western-blot检测转染后细胞中外源性血管内皮生长因子的表达。 结果与结论：转染组与其他两组比较,VEGF165蛋白含量显著增高,差异有显著性意义(P < 0.05),但空载体转染组与未转染组之间差异无显著性意义(P > 0.05),转染组不同时间点之间VEGF165蛋白含量差异均有显著性意义(P< 0.05),hVEGF165基因转染的骨髓间充质干细胞能成功分泌VEGF165蛋白。提示采用基因转染技术可将hVEGF165基因转染到骨髓间充质干细胞中并可有效表达具有生物活性的VEGF165。     

人骨形态发生蛋白2和人成纤维细胞生长因子2双基因共表达腺病毒载体转染人骨髓基质干细胞后的细胞增殖

背景：利用重组腺病毒载体转染外源性基因到组织工程骨的种子细胞是骨缺损基因治疗研究的热点。 目的：用人骨形态发生蛋白2和人成纤维细胞生长因子2双基因共表达腺病毒载体转染人骨髓基质干细胞,以探讨基因转染对人骨髓基质干细胞增殖的影响。 方法：将Ad-hBMP2-IRES-hFGF2转染至人骨髓基质干细胞中,荧光显微镜观察转染效果,RT-PCR方法观察人骨形态发生蛋白2 cNDA和人成纤维细胞生长因子2 cNDA在人骨髓基质干细胞中的转录情况,Wester blot 方法检测人骨形态发生蛋白2和人成纤维细胞生长因子2蛋白表达情况,锥虫蓝测定细胞活力,流式细胞仪分析其对细胞增殖的影响。 结果与结论：转染后人骨形态发生蛋白2和人成纤维细胞生长因子2基因在mRNA水平和蛋白水平均有表达,细胞活力无明显变化,流式细胞仪分析细胞周期中增殖细胞比例明显增加。说明该双基因可高效转染人骨髓基质干细胞,且促进细胞增殖。     

骨形态发生蛋白7腺病毒基因转染对骨髓基质干细胞生物学功能的影响

背景：基因转染技术正积极地应用于组织再生治疗之中,研究表明骨形态发生蛋白7具有骨诱导特性,可以有效促进成骨细胞的发育以及新骨的形成。 目的：探讨骨形态发生蛋白7腺病毒基因转染对骨髓基质干细胞生物学功能的影响。 方法：分离、培养羊骨髓基质干细胞,利用重组骨形态发生蛋白7腺病毒(adenovirus bone morphogenetic protein 7,Adeno-BMP7)对第2代骨髓基质干细胞进行基因转染,透射电镜观察转染后细胞超微结构。流式细胞仪检测转染后的细胞周期,Western blot检测骨形态发生蛋白7的表达,Von Kossa染色观察钙结节形态情况。取转染后第3天及相应未转染的骨髓基质干细胞制备珊瑚-细胞复合物,于裸鼠脊柱两侧背部皮下注射4周和8周后进行大体观察和组织学检测。 结果与结论：体外细胞超微结构观察可见Adeno-BMP7基因转染骨髓基质干细胞存在活跃的物质合成代谢;流式细胞仪检测发现转染不会对骨髓基质干细胞的细胞周期产生明显影响;Western blot检测转染后的骨髓基质干细胞存在骨形态发生蛋白7蛋白的表达;Von Kossa染色可见转染Adeno-BMP7后的骨髓基质干细胞形成较大的钙结节。经裸鼠皮下回植实验发现,Adeno-BMP7转染后骨髓基质干细胞的成骨能力和成骨质量明显提高。以上结果表明经Adeno-BMP7转染可以有效促进骨髓基质干细胞成骨分化。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

酪蛋白激酶2相互作用蛋白1调控骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的成骨能力北大核心

背景:目前对酪蛋白激酶2相互作用蛋白1(casein kinase 2-interaction protein-1,CKIP-1)分子机制的体外研究主要集中在基因敲除小鼠来源成骨细胞或骨髓间充质干细胞,鲜见报道骨质疏松模型大鼠来源骨髓间充质干细胞中CKIP-1表达的研究。目的:探讨下调CKIP-1基因前后骨质疏松状态骨髓间充质干细胞成骨分化能力的变化。方法:用维甲酸诱导雌性SD大鼠骨质疏松模型,采用全骨髓贴壁法体外培养骨质疏松组、正常组大鼠骨髓间充质干细胞。成骨诱导后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色及实时定量RT-PCR检测骨桥蛋白、Runx2 mRNA的相对表达,实时定量RT-PCR检测成骨诱导过程中2组细胞中CKIP-1的动态表达;通过基因转染沉默CKIP-1基因,成骨诱导后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色及实时定量RT-PCR检测骨桥蛋白、Runx2 mRNA的相对表达。结果与结论:①与正常组相比,骨质疏松组骨髓间充质干细胞茜素红染色钙结节定量、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白、Runx2的mRNA水平降低(P<0.05),骨质疏松组骨髓间充质干细胞中CKIP-1基因动态表达水平总体偏高;②与未下调CKIP-1的骨质疏松组骨髓间充质干细胞相比,下调CKIP-1基因表达后,骨质疏松组骨髓间充质干细胞茜素红染色钙结节定量、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白、Runx2的mRNA水平明显升高(P<0.05);③结果表明,维甲酸诱导的骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞成骨能力降低,下调CKIP-1基因可以部分提高其成骨分化能力。     

脂质体介导骨保护素基因转染大鼠骨髓基质干细胞及其表达

背景：基因修饰骨组织工程种子细胞,可提高对骨缺损的修复能力。 目的：构建含有骨保护素的真核表达载体并检测转染骨髓基质干细胞后的表达。 方法：取4周龄SD大鼠胫骨和股骨行骨髓基质干细胞的分离和培养,分为载体组、空载体组、对照组。空载体组转染plRES2-EGFP载体,载体组转染plRES2-EGFP-OPG。 结果与结论：转染后激光扫描共聚焦显微镜观察可见骨髓基质干细胞内绿色荧光蛋白表达;RT-PCR检测结果可见质粒载体组在1 200 bp有明显条带,空载体组及对照组未见表达;免疫细胞化学检测骨髓基质干细胞内骨保护素蛋白呈阳性;MTT法检测各组细胞增殖活力无明显改变(P > 0.05)。证实应用plRES2-EGFP-骨保护素质粒转染大鼠骨髓基质干细胞,可获得外源性骨保护素的基因及蛋白表达。     

NAC-PCCs载骨形态发生蛋白2基因纳米微球促大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化

目的　构建半胱氨酸及磷酸胆碱共接枝的仿生壳聚糖载体（NAC-PCCs），并包封骨形态发生蛋白2（BMP2）基因进行诱导骨髓间充质干细胞成骨分化的研究。 方法　制备pBMP2/NAC-PCCs材料，检测其粒径、形态，绘制DNA缓释曲线，研究微球抗DNA酶降解能力。在骨髓间充质干细胞与材料共培养过程中，检测材料的转染效能、ROS清除能力、BMP2蛋白分泌水平、成骨相关基因RUNX2、OC表达、碱性磷酸酶活性等指标，以研究其对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。 结果　微球材料能有效避免DNA被生物酶降解，其转染效率为23.1%，ROS清除率为(36.13±0.47)%。同时实验结果显示与NAC-PCCs共培养的细胞， 其细胞内BMP2表达水平高于其余各组且成骨分化效果最佳。 结论　NAC-PCCs包封BMP2基因形成的纳米微球材料具有促进BMSC成骨分化作用。     

骨形成蛋白-7基因逆转录病毒载体的构建及其表达

目的：实现骨形成蛋白—7(BMP—7)基因在骨髓基质干细胞中的稳定、长久表达。方法：构建重组BMP—7逆转录病毒表达载体。通过PT67包装细胞克隆，嘌呤霉素筛选、扩增，获得含BMF—7基因的逆转录病毒液，直接感染骨髓基质干细胞，用免疫组化方法检测BMP—7的表达。结果：成功地构建了重组BMP—7逆转录病毒表达载体，并可在骨髓基质干细胞中表达BMP—7。结论：重组逆转录病毒表达载体转染的靶细胞可表达BMP—7，为组织工程中骨和软骨种子细胞的研究奠定了基础。     

pcDNA3.1-成骨生长肽真核表达载体在骨髓基质干细胞中的表达

背景：成骨生长肽具有明显的促进成骨细胞增殖、分化、成熟的作用。 目的：观察成骨生长肽基因转染兔骨髓基质干细胞后的表达及表达产物对骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的影响。 方法：构建重组真核表达载体pcDNA3.1-成骨生长肽,并在脂质体介导下,将其导入兔骨髓基质干细胞。通过G418筛选获得阳性克隆。RT-PCR方法检测成骨生长肽基因在骨髓基质干细胞内的表达,并观察转染pcDNA3.1-成骨生长肽后骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的情况。 结果与结论：实验成功构建了真核表达载体pcDNA3.1-成骨生长肽,转染pcDNA3.1-成骨生长肽的骨髓基质干细胞可见成骨生长肽mRNA的表达,同时羟脯氨酸的分泌水平增加,碱性磷酸酶活性增高。证实经pcDNA3.1-成骨生长肽转染的兔骨髓基质干细胞不仅可以表达成骨生长肽,而且具有向成骨细胞分化的特性。     

Ad-hBMP-2与Ad-hTGF-β1基因共转染骨髓间充质干细胞后的体外成骨诱导

背景:重组DNA技术的进展为骨组织工程研究的发展提供巨大动力,将其应用于组织工程骨构建可以显著提高骨修复的质量和效率。目的:拟将Ad-h BMP-2联合Ad-h TGF-β1转染骨髓间充质干细胞体外成骨诱导,观察二者在成骨过程中的相互关系。方法:以腺病毒Ad Max为基因转移载体,将携带转化生长因子β1和骨形态发生蛋白2基因的高滴度腺病毒感染SD大鼠骨髓间充质干细胞,利用外源性基因编码的生长因子诱导其表达,通过RT-PCR、ELISA、MTT实验及碱性磷酸酶水平检测等方法鉴定。结果与结论:腺病毒感染骨髓间充质干细胞后RT-PCR可检测出外源基因的表达,MTT实验和碱性磷酸酶活性检测双基因共转染的骨髓间充质干细胞增殖能力最强,碱性磷酸酶活性最高。结果表明联合应用Ad-h TGF-β1和Ad-h BMP-2转染可明显促进骨髓间充质干细胞的成骨化,效果优于单用一种生长因子。     

脂质体介导pcDNA3/hVEGF165转染骨髓基质干细胞复合冻干骨的体内成骨和血管化

背景：以往的研究表明血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子可以促进移植物的存活和体内生长。 目的：观察脂质体介导的pcDNA3/hVEGF165转染骨髓基质干细胞后复合冻干松质骨在体内的成骨和血管化效果。 方法：取同种异体新西兰大白兔的耾骨和股骨制备冻干骨,用脂质体将血管内皮生长因子转染入体外培养扩增新西兰大白兔骨髓基质干细胞中,使其附着于同种异体冻干松质骨。将新西兰大白兔分为3组,于兔竖脊肌分别植入单纯冻干骨、单纯骨髓间充质干细胞复合冻干骨组、转染有血管内皮生长因子的骨髓基质干细胞复合冻干松质骨。 结果与结论：植入后8周时可见到转染血管内皮细胞生长因子的骨髓基质干细胞复合冻干松质骨标本的表面有软骨和骨质形成,有成骨和破骨细胞出现,并形成类骨质,在移植骨周围组织中有大量血管形成,其他两组仅有大量纤维包裹。说明,脂质体介导的pcDNA3/hVEGF165转染后骨髓基质干细胞复合冻干骨具有较好成骨活性,优于单纯骨髓基质干细胞复合冻干松质骨和单纯冻干骨。     

RNA干涉抑制破骨细胞分化因子表达对骨髓基质细胞成骨成脂分化的影响

背景：RNA干涉是目前分子生物学研究领域重要的基因下调技术,护骨素/κB受体活化因子/破骨细胞分化因子偶联系统是目前骨改建平衡研究中的热点。 目的：应用RNA干涉特异性抑制大鼠骨髓基质细胞内破骨细胞分化因子基因的表达,研究破骨细胞分化因子表达下调后对骨髓基质细胞成骨成脂分化的影响。 方法：获取骨髓基质细胞,转染前24 h按5×105/孔接种于6 孔培养板中,分为实验组、阴性对照组和空白对照组,前2组细胞分别转染针对破骨细胞分化因子的siRNA或阴性对照siRNA。观察骨髓基质细胞增殖活性、碱性磷酸酶活性及Real-Time PCR检测成骨成脂基因mRNA的表达。 结果与结论：实验组碱性磷酸酶活性降低,RunX-2,骨形态发生蛋白2,4表达降低,而PPAR-γ和C/EBP-α的表达升高(P < 0.05)。提示,通过RNA干涉使骨髓基质细胞的破骨细胞分化因子表达下调对骨髓基质细胞成骨分化有抑制作用,而对成脂分化有促进作用。     

重组慢病毒载体转染羊骨髓间充质干细胞及成骨基因表达量的变化

背景：碱性成纤维细胞生长因子具有促进骨髓基质细胞分裂增殖作用,而骨形态发生蛋白2在诱导新骨形成方面有重要的研究意义。目的：分析骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子基因单独和联合转染对体外培养的骨髓间充质干细胞的增殖和骨向分化的影响,比较Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因于转染前后骨髓间充质干细胞相对表达量的差别,为构建组织工程骨的种子细胞做理论依据。方法：构建碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2慢病毒载体,分别转染羊骨髓间充质干细胞,得到碱性成纤维细胞生长因子组、骨形态发生蛋白2组、联合组、对照组细胞,提取RNA后采用实时定量PCR的方法检测Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因的mRNA水平相对表达量的变化。结果与结论：对照组、碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2及联合组4组间非特异性成骨基因表达量存在明显差异(P < 0.05),且碱性成纤维细胞生长因子和骨形态发生蛋白2具有交互作用(P < 0.05),碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2联合组的Ⅰ型胶原蛋白和骨钙蛋白基因表达量明显高于其他3组,且差异有显著性意义(P < 0.05);但是骨桥蛋白基因中差异无显著性意义(P > 0.05)。体外实验结果显示联合转染组中的Ⅰ型胶原蛋白、骨钙蛋白、骨桥蛋白等非特异性成骨基因mRNA水平相对表达量较多,该组细胞的成骨功能最强,适合作为组织工程骨的种子细胞。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因共转染骨髓干细胞

背景：骨形态发生蛋白2及转化生长因子β是骨再生中重要的因子,提高其表达可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。 目的：构建携带转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的慢病毒载体,观察其在骨髓间充质干细胞中的表达情况。 方法：应用重组慢病毒技术构建同时携带转化生长因子β3、骨形态发生蛋白2和绿色荧光蛋白基因的重组慢病毒表达载体,并用其转染体外培养的第3代兔骨髓间充质干细胞,以转染携带转化生长因子β3或骨形态发生蛋白2单一基因的慢病毒或单独慢病毒的骨髓间充质干细胞作为对照。转染后1周分别提取各组细胞的总RNA和蛋白进行检测。 结果与结论：荧光显微镜下见转染转化生长因子β3和(或)骨形态发生蛋白2基因3 d的骨髓间充质干细胞发绿色荧光,转染效率达90%以上。RT-PCR和Western blot结果显示,转染转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因的骨髓间充质干细胞转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白的表达均高于单一基因转染组及空白对照组。可见应用慢病毒可成功将转化生长因子β3和骨形态发生蛋白2基因转染至骨髓间充质干细胞并实现其高效表达,且两种基因具有协同促表达作用。     

骨形态发生蛋白7转染骨髓间充质干细胞再生骨组织

背景：骨形态发生蛋白7具有促进骨髓间充质干细胞分裂增殖的作用,在诱导新骨形成方面有重要的研究意义。 目的：观察携带人骨形态发生蛋白7慢病毒载体转染后骨髓间充质干细胞骨形态发生蛋白7蛋白及mRNA的表达。 方法：提取并培养大鼠骨髓间充质干细胞,通过形态学和细胞表面标记进行鉴定;构建携带人骨形态发生蛋白7的慢病毒载体,转染大鼠骨髓间充质干细胞,提取RNA后采用RT-PCR的方法检测骨形态发生蛋白7 mRNA水平相对表达量的变化,Western blotting检测骨形态发生蛋白7蛋白水平相对表达量的变化。 结果与结论：成功构建了携带骨形态发生蛋白7基因的慢病毒载体PLV-sfGFP(2A)-BMP7,重组载体质粒成功转染至大鼠骨髓间充质干细胞中,转染组的骨形态发生蛋白7 mRNA和蛋白表达高于空载体组和空白组,差异有显著性意义(P < 0.05),说明外源性骨形态发生蛋白7基因被有效整合到骨髓间充质干细胞并进行表达。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

重组腺相关病毒介导的BMP13和SOX9共转染促进骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化

目的观察骨形态发生蛋白13(bone morphogenetic protein 13,BMP13)和性别决定区Y框蛋白9(sex determining region Y box protein 9,SOX9)基因共转染对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向类髓核细胞分化的影响。方法通过腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)将目的基因导入BMSCs中;细胞分为4组:对照组、AAV-SOX9组、AAV-BMP13组和共转染组(AAV-SOX9+AAV-BMP13);应用实时荧光定量PCR技术检测mRNA表达水平;Western blot法检测蛋白表达水平;糖胺聚糖检测试剂盒检测糖胺聚糖的合成水平;MTT法检测细胞增殖。结果共转染组BMP13和SOX9的表达水平明显高于AAV-SOX9组、AAV-BMP13组和对照组(P0.05);共转染组的糖胺聚糖合成水平、角蛋白19(keratin 19,KRT19)及蛋白聚糖(Aggrecan)和Ⅱ型胶原蛋白(typeⅡcollagen,Col2a1)的表达水平明显高于AAV-SOX9组、AAV-BMP13组和对照组(P0.05);另外,AAV-SOX9和AAV-BMP13及共转染组的细胞增殖活性明显高于对照组(P0.05),但AAV-SOX9组和AAV-BMP13组与共转染组的增殖活性相比差异无显著性(P0.05)。结论 BMP13和SOX9双基因转染的BMSCs向类髓核细胞分化的能力明显高于单基因转染组,为椎间盘突出疾病的细胞治疗提供理论依据和参考。     

骨形态发生蛋白4和骨形态发生蛋白4/7基因转染对骨髓基质干细胞成骨活性差异的比较

背景：有文献报道骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)异源二聚体比同源二聚体的活性高,目前国内外尚无BMP-4/7异源二聚体与BMP-4同源二聚体间诱导成骨活性比较的报道。 目的：观察不同基因BMP-4、BMP-4/7对骨髓基质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨活性的差异,探讨融合基因BMP-4/7的生物学活性。 方法：经脂质体转染分离培养的兔BMSCs,G418筛选出稳定表达株,利用RT-PCR法证明目的基因在BMSCs中的表达情况;以BMP-4和BMP4/7融合基因修饰的AAV载体,转染兔BMSCs,MTT法检测不同基因转染细胞的增殖能力;以BMP-4单基因和BMP-4/7融合基因修饰的AAV载体转染兔BMSCs 7 d后,测定两组细胞内碱性磷酸酶及骨钙素水平,观察成骨活性的变化。 结果与结论：实验成功构建高滴度的分别携带BMP-4单基因、BMP-4/7融合基因的重组腺相关病毒载体AAV-BMP-4、AAV-BMP-4/7;RT-PCR结果证明目的基因能够在BMSCs中得到稳定表达。AAV-BMP-4及AAV-BMP-4/7载体转染效率分别为68.20%、72.18%;转染BMSCs后,细胞增殖能力均明显提高,BMP-4/7融合基因的细胞增殖能力活性高于BMP-4单基因。以BMP-4和BMP-4/7融合基因修饰的AAV转染细胞7 d后,细胞内碱性磷酸酶活性明显上调,骨钙素水平升高,成骨活性均增强;两种基因比较,BMP-4/7融合基因成骨活性强于BMP-4单基因(P < 0.01)。提示BMP-4、BMP-4/7修饰的AAV载体转染效率高,对BMSCs均有成骨活性,其中BMP-4/7融合基因成骨活性强于BMP-4单基因。     

重组pcDNA3.1-hBMP-2转染兔脂肪干细胞体外诱导的成骨分化

背景：骨形态发生蛋白2具有很强的诱导干细胞成骨活性。 目的：构建人骨形态发生蛋白2基因真核表达载体,探讨其转染脂肪干细胞后的成骨效果。 方法：通过噬菌斑原位杂交筛选人混合细胞cDNA文库获得人骨形态发生蛋白2基因,与真核表达载体pcDNA3.1-连接,构建重组质粒pcDNA3.1-hBMP-2。利用脂质体Lipofectamine™ 2000分别介导人骨形态发生蛋白2 基因、EGFP基因转染第4代脂肪干细胞,并经G418进行筛选。 结果与结论：酶切鉴定及DNA测序结果证实重组质粒pcDNA3.1-hBMP-2构建成功。经计算脂质体介导的脂肪干细胞瞬时转染率为(18.0±0.42)%,并经过G418筛选后获得了稳定转染的细胞。细胞生长曲线表明转染后对脂肪干细胞生长、增殖无明显影响。ELISA检测发现人骨形态发生蛋白2组的人骨形态发生蛋白2因子表达量均高于EGFP组及未转染组,且能够稳定表达。经人骨形态发生蛋白2基因转染的脂肪干细胞的Ⅰ型胶原含量、碱性磷酸酶活性以及钙结节数目均比EGFP组及未转染组有明显升高。