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本实验应用Pluronic F-127水凝胶三维培养大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),观察其生物相容性,并研究其对BMSCs诱导分化成脂肪细胞的影响。原代培养SD大鼠BMSCs,经诱导分化成脂、成骨和成神经鉴定后,用MTT法检测Pluronic F-127水凝胶对BMSCs的细胞毒性;将P4BMSCs均匀混合于水凝胶中,复合BMSCs的水凝胶经成胶后分别用成脂诱导液和完全培养基培养,观察并记录脂滴、脂肪细胞及脂肪组织形成情况,培养2周后油红O染色鉴定。结果表明BMSCs在Pluronic F-127水凝胶中能较好的黏附、生长及增殖。成脂诱导的水凝胶中BMSCs可分化为脂肪细胞,其中少部分聚集成脂肪细胞团,形成脂肪样组织,并经油红O染色鉴定证实。而仅加入完全培养基的水凝胶内BMSCs则未发生分化。提示BMSCs可在Pluronic F-127水凝胶三维支架中培养并被成功诱导分化为脂肪细胞,利用水凝胶负载BMSCs向脂肪细胞诱导分化可望为组织工程化脂肪提供新的思路,Plu-ronic F-127水凝胶可作为BMSCs治疗体外培养的良好支架。 相似文献
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施翔 《中国组织工程研究》2016,20(38):5672-5677
BACKGROUND: As the main component of articular cartilage, type II collagen can induce bone marrow mesenchymal stem cells to differentiate into the cartilage. However, there is no uniform standard for the preparation of type II collagen hydrogel and its usage in the repair of sports-induced cartilage injury.
OBJECTIVE:To investigate the effect of type II collagen hydrogel-cell complexes in the repair of cartilage injury.
METHODS: After modeling, 30 New Zealand rabbits with cartilage injury were randomized into two groups (n=15 per group): type II collagen hydrogel-bone marrow mesenchymal stem cell complexes were implanted into the injured site of rabbits in experimental group, while only type II collagen hydrogel implanted in control group. Histomorphology observation was performed by hematoxylin-eosin and toluidine blue staining after 4 and 8 weeks after implantation.
RESULTS AND CONCLUSION: In the experimental group, there were inflammatory cells infiltrated at the injured site, most of which were macrophages and only a small amount of which were neutrophils under hematoxylin-eosin staining, at 4 weeks after implantation, while toluidine blue staining showed no positive. At 8 weeks after implantation, a large amount of chondrocytes proliferated at the injured site that was repaired by chondroblasts and myotubes as well as new vessels under hematoxylin-eosin staining, and toluidine blue staining showed the injured tissues were similar to normal tissues. In the control group, at 4 weeks after implantation, obvious interstitial edema existed, whereas skeletal muscle cells disappeared around the injured site, and a lot of inflammatory cells infiltrated. Several chondroblasts formed at 8 weeks, accompanied by increased fibrous tissues. Moreover, toluidine blue staining always showed no positive in the control group. To conclude, the type II collagen hydrogel-cell complex has better chondrogenic ability that can be used for cartilage repair. 相似文献
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关节软骨缺损修复策略的研究进展 总被引:2,自引:0,他引:2
赵斌 《生物骨科材料与临床研究》2007,4(6):25-28
关节软骨包含有高度发达的细胞外基质,主要含有Ⅱ型胶原和蛋白多糖(包括软骨素和硫酸素糖胺多糖)以及相对稀疏、特化的细胞群(关节软骨细胞);细胞占总软骨体积小于5%。软骨与胶原纤维关系上可分为三个区:紧贴关节腔的外层是表浅的正切区,该区约占软骨的10%;中区占40~60%;接近骨化区的深部区,占软骨的30~40%。表浅区含少量糖胺多糖,在此区的细胞呈长扁形,走形与表面平行,胶原纤维也正切走向。 相似文献
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背景:多肽水凝胶因为其具有良好的可塑型性,能够与损伤部位很好的无缝隙结合,所以采用该材料作为支架是骨、软骨组织工程中一种可行的探索。
目的:骨髓间充质干细胞联合新型可注射多肽凝胶及成软骨生成因子修复兔关节软骨缺损,观察其修复效果。
方法:首先分离培养兔骨髓间充质干细胞,兔左侧膝关节处制备直径5 mm,深3 mm的全层骨-软骨缺损模型;右侧造模后空置作为对照。实验分为3组,单纯自组装多肽凝胶移植组,自组装多肽凝胶+成软骨因子组和自组装多肽凝胶+成软骨因子+骨髓间充质干细胞组。采用的成软骨因子包括转化生长因子β1,地塞米松和胰岛素样生长因子1,三者混合后加入到自组装多肽凝胶或骨髓间充质干细胞中。于处理后12周时处死动物行大体及组织学观察、X射线摄片、免疫组织化学法进行组织学评分评估修复情况。
结果与结论:单纯自组装多肽凝胶移植在12周后显示出非常好的修复效果,可见番红O染色,Ⅱ型胶原蛋白免疫组织化学染色强度以及组织学评分明显高于其他组(P < 0.05)。自组装多肽凝胶+成软骨因子组修复效果较好,与自组装多肽凝胶组相似,但其修复区域蛋白聚糖表达比对照组明显升高(P < 0.01)。自组装多肽凝胶+成软骨因子+骨髓间充质干细胞组修复效果不佳,12周未能完全修复缺损区域,与单纯自组装多肽凝胶组比较骨赘的形成有所增加。结果表明,单纯自组装多肽凝胶能够在原位修复骨软骨缺损并促进软骨修复,提示以自组装多肽凝胶支架移植有望提高目前修复软骨缺损的效果。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: 相似文献
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目的 构建一种模拟细胞外基质的胶原模拟多肽-聚乙二醇(PEG)杂化水凝胶并应用于兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的三维(3D)培养.方法 利用胶原模拟多肽末端的半胱氨酸与马来酰亚胺修饰的多臂PEG偶联形成杂化水凝胶,圆二色谱表征胶原模拟多肽的三螺旋结构及其热稳定性,流变学检测和扫描电镜观察研究杂化水凝胶的成胶过程、机械强度及水凝胶内部结构.将rBMSCs包埋于杂化水凝胶中进行3D培养,检测水凝胶的细胞相容性及其对rBMSCs分化的影响.结果 胶原模拟多肽能自发形成天然胶原的三螺旋结构,其热变性温度为49.4℃.胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶成胶迅速,内部呈现多孔的网络状纤维结构;杂化水凝胶3D培养rBMSCs 24 h后,绝大部分细胞保持存活状态,基因表达分析结果显示该水凝胶体系构建的3D培养环境能影响rBMSCs的分化.结论 胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶制备条件温和,具有良好的机械强度和细胞相容性,有利于rBMSCs的软骨分化. 相似文献
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文题释义:
骨髓间充质干细胞促进软骨再生修复:是一种具有多分化潜能的干细胞,能在分化成软骨细胞后保持一定的增殖能力,可通过归巢迁移至软骨损伤部位,抑制组织炎症,通过旁分泌功能传递信号分子,在软骨的再生修复中起到重要作用。
兔关节软骨缺损模型:兔是实验研究中常用小动物模型,且在小动物中兔具有较大的膝关节,有利于手术操作及结果观察。相比于猪、马、羊等大动物模型,兔模型具有实验周期短、更经济、易于操作及饲养等优点。
背景:骨髓间充质干细胞现已广泛用于动物实验及临床研究中,各研究所用的细胞浓度、治疗次数及研究结果存在明显差异,缺乏最适细胞浓度的标准。
目的:探讨骨髓间充质干细胞关节腔内注射治疗兔软骨缺损的最适细胞浓度。
方法:取6月龄雄性新西兰大白兔30只,按骨髓间充质干细胞关节腔注射浓度随机分为对照组、1×108 L-1,1×109 L-1,1×1010 L-1,1×1011 L-1组。在大白兔双侧股骨滑车建立直径3.0 mm、深度2.0 mm的软骨缺损模型。建模成功1周后,对照组双侧膝关节腔内注射1 mL生理盐水,其他4组分别注射1 mL细胞浓度为1× 108 L-1,1×109 L-1,1×1010 L-1,1×1011 L-1的骨髓间充质干细胞悬液。注射后6周及12周,大体观察股骨滑车标本,行苏木精-伊红染色、番红-O-固绿染色、Ⅰ型及Ⅱ型胶原免疫组化染色,评估软骨组织修复效果。
结果与结论:对照组术后缺损区域明显,软骨组织无明显再生;1×108 L-1,1×109 L-1,1×1010 L-1组软骨缺损区域可见软骨组织再生,且修复效果随注射间充质干细胞浓度增加而增强。1×1011 L-1组软骨修复效果与1×1010 L-1组相似(P >
0.05)。结果表明,1×1010 L-1是骨髓间充质干细胞关节腔内注射治疗软骨缺损的最佳细胞浓度,浓度过高时并不能增强其修复效果。
ORCID: 0000-0002-4585-8321(陈钢泓)
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 相似文献
8.
多孔PA66/n-HA复合MSCs修复兔膝关节骨软骨缺损的初步研究 总被引:5,自引:0,他引:5
为了探讨多孔聚酰胺66/纳米羟基磷灰石(Polyamide 66/nano-Hydroxyapatite,PA66/n-HA)复合骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)修复膝关节骨软骨损伤的效果,将18只6月龄新西兰兔造成膝关节4 mm×4 mm骨软骨缺损模型,随机分为A组:多孔PA66/n-HA+MSCs(MSCs数量为5×105个);B组:单纯植入多孔PA66/n-HA;C组:手术对照组.A、B组植入的材料均略低于周围关节面0.5~0.8 mm.于术后1月和4月,处死动物取材,进行大体观察、HE染色、甲苯胺蓝染色、Ⅰ和Ⅱ型胶原免疫组化检测. 结果:MSCs与多孔PA66/n-HA在体外可以较好复合;术后1月,根据大体观察和组织学检测结果,A组修复效果略优于B组,但不如C组好;术后4月,A组缺损处修复较平整,甲苯胺蓝染色有较多异染质,Ⅰ型胶原表达为弱阳性(+)、Ⅱ型胶原表达为阳性(++),B组在修复处表面不平整,甲苯胺蓝染色有一定的异染质,Ⅰ型胶原表达为弱阳性(+)、Ⅱ型胶原表达为弱阳性~阳性(+~++),C组由于修复处组织缺损,未见到Ⅰ、Ⅱ型胶原的表达.上述提示,A组修复明显优于B、C组,A组4月时修复的软骨Ⅱ型胶原的表达较多说明已接近透明软骨,原因可能在于PA66/n-HA提供了软骨下骨的生物力学支撑,同时其上的MSCs在软骨微环境的作用下,参与了软骨修复. 相似文献
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背景:骨髓间充质干细胞是一种非造血性成体干细胞,主要存在于骨髓,具有很强的增殖能力和多向分化潜能,临床应用前景广阔。
目的:对促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的生长因子、生物支架等方面的最新研究进展进行综述。
方法:以“cartilage defects,tissue engineering,biological scaffolds,bone marrow mesenchymal stem cells,cytokines”和“软骨缺损,组织工程,生物支架,骨髓间充质干细胞,细胞因子 ”为检索词,由第一作者检索1990至2014年PubMed和中国知网数据库,查阅近年骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的相关文献,最终保留51篇文献进行分析。
结果与结论:骨髓间充质干细胞具有向软骨细胞分化的潜能,目前许多细胞因子可以促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化,很多生物支架可以作为骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的载体。但是骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究还在探索过程中,真正进入临床还有许多亟待解决和深入探究的问题。 相似文献
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目的: 4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞离体培养后与仿生纳米壳聚糖-胶原(nano chitosan-sodium collagen, nano-CS-COL)形成复合支架,植入SD大鼠胫骨缺损处, 比较修复节段性胫骨缺损的效果, 初步探讨治疗骨缺损的组织工程学方法。方法: 4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs) 离体培养、纯化、鉴定、扩增后在等同于细胞培养的条件下与nano-CS-COL复合培养, 制成MSCs/nano-CS-COL复合物并经电镜扫描证实复合物有细胞生长。制成同种异体SD大鼠胫骨干5mm节段性动物模型, MSCs/nano-CS-COL复合物通过手术移植入动物模型胫骨缺损处, 通过大体观察、X线放射学、组织学对比实验组与对照组、空白组骨缺损修复情况。结果: 术后6、12周实验组与实验对照组放射学检查评价新骨生成有显著差异(P<0.05) 。术后组织学检查新骨生成速度、生成量均有显著差异。实验组标本与正常组基本一致。空白对照组不能自行修复骨缺损, 最后缺损由纤维组织充填。结论: BMSCs是骨组织工程中适宜的种子细胞。Nano-CS-COL复合支架能够与SD大鼠骨髓间充质干细胞体外复合培养, 移植入异体SD大鼠后未见明显免疫排斥反应, 是可以选择的细胞载体。MSCs/nano-CS-COL复合物植入修复鼠胫骨缺损能够加速新骨形成, 修复效果明显优于单纯CS植入组。 相似文献
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目的三维诱导自体细胞软骨分化构建注射型组织工程软骨,探讨动物模型的远期修复效果。方法 分离培养兔自体骨髓间充质干细胞,分别三维动态诱导及二维平面培养诱导,诱导软骨细胞分化并鉴定,比较分化效果。分别收获两种方法诱导后的细胞,与蛋白胶混合制备注射型组织工程软骨,注射修复兔关节软骨缺损。随机设定三维动态培养组、二维平面培养组及空白对照组3组,24、48周后,观察大体和组织学形态,组织学评分比较远期效果。结果二维平面培养诱导后只有低水平的蛋白多糖沉积和Ⅱ型胶原等标志物表达,三维动态培养后的分化质量明显提高,大量表达蛋白多糖及Ⅱ型胶原。在动物模型中,三维动态培养组:24、48周后缺损基本修复,表面光滑坚韧,修复组织与周围软骨无界限,仍保持类透明软骨形态。二维平面培养组:24、48周后明显退化,失去软骨组织形态。空白对照组:无明显修复,缺损长期残留。结论三维动态培养显著改善自体MSC注射型组织工程软骨的修复效果,为提高关节软骨的微创修复提供新思路。 相似文献
12.
背景:目前临床上虽有多种方法用于治疗软骨缺损,但没有从根本上解决关节软骨缺损修复问题。
目的:通过组织学研究进一步评价柚皮苷结合组织工程软骨修复兔关节软骨缺损的效果。
方法:取兔骨髓间充质干细胞体外增殖后,复合于改建后的脱细胞真皮基质载体上,制成组织工程软骨,植入到兔膝关节软骨缺损,并以柚皮苷汤灌胃,于 4,8周后分别对修复组织进行苏木精-伊红、Masson三色染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原染色、Ⅹ型胶原染色等组织学检查。
结果与结论:术后8周, 柚皮苷结合干细胞复合体组缺损处修复组织变成乳白色,半透明光滑组织,缺损修复组织与周围正常软骨已基本难区分,表面光滑。组织学检查发现修复缺损处基本为新生软骨填充。结果证实,柚皮苷结合组织工程软骨能提高家兔膝关节软骨缺损的修复质量。
中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接: 相似文献
13.
目的探讨海藻酸盐支架超微结构及软骨形态变化与组织工程修复佐剂性关节炎软骨缺损的关系,为临床应用组织工程方法治疗类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)提供一定的实验依据。方法将24只新西兰兔随机均分为假手术对照组,关节炎模型组和软骨细胞-海藻酸钙支架复合物治疗组。对模型组和治疗组膝关节处注射0.5 m L完全弗氏佐剂诱导关节炎,假手术组注射等量生理盐水。抽取治疗组骨髓5 m L,Percoll密度梯度分离出自体骨髓间充质干细胞,体外培养纯化,并诱导分化成软骨细胞。与海藻酸钙支架混合培养,对支架进行扫描电镜观察,并将混合物回注相应关节腔内治疗1个月。对各组兔膝关节进行组织学评分检测软骨缺损修复结果。结果海藻酸盐支架电镜扫描显示支架具有一定的孔隙,有利于营养物质的进入,便于细胞的增殖分化。软骨组织评分结果显示软骨纤维化减轻,关节腔内积液消失,软骨缺损得到一定修复。结论软骨组织评分显示海藻酸钙复合工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎软骨缺损有一定的修复作用,其机制可能与支架有利于软骨细胞生长发育有关。 相似文献
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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。 相似文献
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目的 探讨海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损修复的影响.方法 将新西兰白兔分为正常对照组、佐剂性模型组和海藻酸盐支架治疗组.模型组和治疗组兔膝关节内注入弗氏佐剂建立佐剂性关节炎模型.抽取治疗组兔左后健侧肢体的骨髓,用Percoll法分离出自体骨髓间充质干细胞(ABMSC),体外培养传代至P3代并诱导分化为软骨细胞.将软骨细胞与海藻酸钠支架混合注入治疗组的病变膝关节.对照组和模型组关节注射等量的生理盐水.海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞治疗1个月后处死兔,应用Ⅱ型胶原免疫组织化学法染色和HE染色,观察各组兔的膝关节关节软骨缺损的修复情况.结果 诱导成功软骨细胞且生长良好,呈现明显的纺锤体形,细胞成活率达98.5%.软骨细胞与海藻酸钠复合后体外培养显示细胞生长旺盛,增殖成株状或岛状,株状细胞团周围有类似的软骨陷窝形成,细胞排列密集,核圆形.组织形态学结果显示,治疗组与模型组比较,治疗组关节炎症反应明显减轻,关节Ⅱ型胶原阳性软骨细胞显著增高,软骨缺损得到明显修复.结论 海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损有一定的修复作用. 相似文献
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目的:探讨骨形态发生蛋白质-4(BMP-4)基因转染骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)修复兔全层关节软骨缺损的效果。方法:取兔骨髓间充质干细胞,分离培养后,免疫组织化学鉴定BMSCs。采用电转法将pcDNA 3.1-BMP-4质粒导入BMSCs。转染成功后培养备用。制备直径为4 mm的双层PLGA支架。新西兰大白兔随机分成空白组、PLGA组、PLGA/BMSCs组、PLGA/BMP-4/BMSCs组4组,将双层PLGA支架置入兔双膝关节股骨内侧髁软骨缺损中。观察并记录术后动物膝关节活动情况。第8、16周时取膝关节置入组织行H-E染色,在扫描电镜下观察置入的PLO认新生组织。采用RT-PCR法定量检测4组修复软骨缺损处新生的软骨Ⅱ型胶原、SOX-9、蛋白聚糖基因的表达水平。结果:术后各组动物膝关节活动正常,未见炎症反应。第8、16周时PLGA/BMP--4/BMSCs组兔膝关节损伤修复优于其他3组。H-E染色结果可见PLGA/BMP-4/BMSCs组膝关节损伤修复效果优于其他3组。RT-PCR结果显示PLGA/BMP-4/BMSCs组兔置入的PLGA新生的软骨中Ⅱ型胶原、SOX--9、蛋白聚糖基因的表达水平显著高于其他各组。结论:BMP--4转染BMSCs后能够促进骨髓间充质干细胞分化成软骨细胞,双层PLGA支架置入有利于兔膝关节软骨缺损区的修复。 相似文献
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背景:骨关节炎是最常见的关节退行性疾病,目前骨髓间充质干细胞已应用于骨关节炎治疗中,但与骨髓间充质干细胞相比,骨髓间充质干细胞来源外泌体移植具有更多优势,例如非免疫原性、非致瘤性以及储存和运输方便.目的:探索骨髓间充质干细胞来源外泌体对骨关节炎的保护作用.方法:①提取SD大鼠骨髓间充质干细胞并通过细胞形态及流式细胞学进... 相似文献
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SOX6和SOX9基因转染对人原发性骨关节炎关节软骨间充质祖细胞增殖和成软骨分化的调控作用 总被引:1,自引:0,他引:1
目的观察SOX6和SOX9基因转染对原发性OA关节软骨MPCs的促增殖、分化作用,为通过调控关节软骨MPCs以防治原发性OA提供理论依据。方法分别以pAdTrack-CMV-SOX6、SOX9腺病毒穿梭质粒构建SOX6、SOX9基因,并感染原发性OA关节软骨MPCs,比较基因感染组和未感染组成软骨诱导分化后TB、Ⅱ型胶原以及Ⅱ型胶原mRNA表达的变化。结果SOX6和SOX9能够分别稳定感染OA关节软骨MPCs;经二者分别感染的关节软骨MPCs成软骨诱导分化后,其TB染色、Ⅱ型胶原染色呈强阳性表达,未基因感染细胞为弱阳性着色;SOX6基因感染原发性OA关节软骨MPCs的Ⅱ型胶原mRNA表达量为未基因感染细胞的3.8倍(P0.01),SOX9基因为未感染细胞的5.15倍(P0.01)。结论构建的SOX6、SOX9基因序列与基因库报道序列完全一致;SOX6和SOX9能稳定感染原发性OA关节软骨MPCs,并显著促进感染细胞成软骨分化;提示通过适宜浓度的bFGF、TGF-β1对原发性OA关节软骨MPCs的作用及SOX6和SOX9基因感染,可能具有促进原发性OA关节软骨损伤修复的作用。 相似文献