胰岛素样生长因子1与转化生长因子β2促进组织工程软骨构建的体外实验

背景：软骨组织的再生能力差,软骨组织工程能利用较少的细胞、支架材料和细胞因子对缺损进行修复。目的：观察胰岛素样生长因子1与转化生长因子β2联合应用对组织工程软骨形成的影响。方法：用酶消化法获取人软骨细胞,将培养的细胞以4×109L-1的细胞浓度接种在藻酸钙凝珠支架上,分别加入200μg/L胰岛素样生长因子1和（或）1μg/L转化生长因子β2进行立体培养。于培养的第3,5,7,9,11,13天,进行细胞计数,观察软骨细胞的增殖情况。培养2周后,进行大体形态观察和阿尔新蓝-过碘酸雪夫氏染色（AB-PAS）及抗Ⅱ型胶原免疫组织化学染色。结果与结论：细胞计数及免疫组织化学染色显示,胰岛素样生长因子1和转化生长因子β2均能促进软骨细胞增殖和软骨相关基质黏多糖及Ⅱ型胶原的分泌,其中胰岛素样生长因子1的作用主要体现在促细胞增殖方面,而转化生长因子β2的作用主要体现在促进软骨相关基质形成方面,二者联合应用具有促进组织工程软骨形成的协同作用。     

骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质组合生长因子诱导向软骨细胞分化

背景:用组织工程学方法高质量修复关节软骨缺损并达到很好的远期疗效目前尚无定论.鉴于此,课题组提出"同种异体骨髓间充质干细胞关节腔内定向培养组织工程软骨"的实验设技.目的:同种异体脱钙骨基质组合转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化的能力,同时探索其在关节腔内培养促进向关节软骨定向分化的方法.方法:分离兔骨髓间充质干细胞并行体外培养,分为两组:实验组DMEM培养液中加入转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ,对照组中未加入诱导因子.比较两组细胞的增殖情况和成软骨分化情况.制备同种异体脱钙骨基质支架材料,实验组骨髓间充质干细胞负载到同种异体脱钙骨基质中,构建组织工程软骨复合体,取另2只兔的腰背筋膜包裹后缝合固定到30只兔膝关节腔内行腔内培养.分别于植入后4,8,12周各取10只标本进行组织学切片观察及Ⅱ型胶原免疫组织化学观测,并对结果进行分析.结果与结论:实验组中骨髓间充质干细胞集落形成效率明显高于对照组(u=3.326,P < 0.01).实验组细胞爬片做Ⅱ型胶原免疫组化检测呈阳性,对照组未见阳性细胞.组织工程复合体在腔内培养12周后,苏木精-伊红染色见大量软骨细胞增生,胞核染色呈蓝色;甲苯胺蓝染色见软骨细胞成串排列,大量软骨陷窝形成,周围大量基质包绕;Ⅱ型胶原免疫组织化学反应见细胞外基质中出现大量棕黄色颗粒,Ⅱ型胶原染色强阳性.提示转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ可显著促进骨髓间充质干细胞增殖和成软骨分化,骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质结合后可在关节腔内成功培养出组织工程软骨.同种异体脱钙骨基质符合组织工程软骨支架材料的基本要求.     

骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质组合生长因子诱导向软骨细胞分化

背景：用组织工程学方法高质量修复关节软骨缺损并达到很好的远期疗效目前尚无定论。鉴于此,课题组提出＂同种异体骨髓间充质干细胞关节腔内定向培养组织工程软骨＂的实验设技。目的：同种异体脱钙骨基质组合转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化的能力,同时探索其在关节腔内培养促进向关节软骨定向分化的方法。方法：分离兔骨髓间充质干细胞并行体外培养,分为两组：实验组DMEM培养液中加入转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ,对照组中未加入诱导因子。比较两组细胞的增殖情况和成软骨分化情况。制备同种异体脱钙骨基质支架材料,实验组骨髓间充质干细胞负载到同种异体脱钙骨基质中,构建组织工程软骨复合体,取另2只兔的腰背筋膜包裹后缝合固定到30只兔膝关节腔内行腔内培养。分别于植入后4,8,12周各取10只标本进行组织学切片观察及Ⅱ型胶原免疫组织化学观测,并对结果进行分析。结果与结论：实验组中骨髓间充质干细胞集落形成效率明显高于对照组（u=3.326,P〈0.01）。实验组细胞爬片做Ⅱ型胶原免疫组化检测呈阳性,对照组未见阳性细胞。组织工程复合体在腔内培养12周后,苏木精-伊红染色见大量软骨细胞增生,胞核染色呈蓝色;甲苯胺蓝染色见软骨细胞成串排列,大量软骨陷窝形成,周围大量基质包绕;Ⅱ型胶原免疫组织化学反应见细胞外基质中出现大量棕黄色颗粒,Ⅱ型胶原染色强阳性。提示转化生长因子β1和胰岛素样生长因子Ⅰ可显著促进骨髓间充质干细胞增殖和成软骨分化,骨髓间充质干细胞与同种异体脱钙骨基质结合后可在关节腔内成功培养出组织工程软骨。同种异体脱钙骨基质符合组织工程软骨支架材料的基本要求。     

胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子、转化生长因子β1对人退变纤维环细胞生物学活性的影响

背景:生长因子可调整椎间盘细胞的增殖、分化及基质代谢,用于椎间盘退变的生物学治疗,既往的研究偏重于成骨性生长因子对髓核细胞的作用,对纤维环细胞的研究相对较少.目的:观察体外培养条件下胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子、转化生长因子β1对人退变纤维环细胞生物学活性的影响.设计、时间及地点:对照观察实验,于2007-11/2008-12在解放军南京军区福州总医院完成.材料:腰椎间盘手术患者的纤维环组织.方法:结合酶消化法和组织块培养法,体外单层培养人退变纤维环原代细胞.传代后通过免疫组织化学染色鉴定细胞.对传3代细胞分别采用不同生长因子干预,分为100 μg/胰岛素样生长因子1组、10 μg/L血小板源性生长因子组、10 μg/转化生长因子β1组、100 μg/L胰岛素样生长因子1+10 μg/L血小板源性生长因子组、100 μg/L胰岛素样生长因子1+10 pg/L转化生长因子β1组、10μg/L血小板源性生长因子+10 μg/L转化生长因子β1组、100 μg/L胰岛素样生长因子1+10 μg/L血小板源性生长因子+10 μg/L转化生长因子β1组,以不加生长因子为对照组.主要观察指标:免疫组织化学染色观察传3代细胞.干预3,6 d后,采用MTT法测定传3代细胞增殖,ELISA法测定细胞培养上清液中Ⅰ、Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖质量浓度.结果:传3代细胞Ⅰ、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性.胰岛索样生长因子1促进入退变纤维环细胞增殖,轻度抑制细胞合成Ⅰ型胶原,促进合成Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖,促Ⅱ型胶原合成作用轻度强于转化生长因子β1.血小板源性生长因子促进细胞增殖,作用强于胰岛素样生长因子1,其抑制细胞合成Ⅰ型胶原,轻度促进合成Ⅱ型胶原,无促合成聚集蛋白聚糖作用.转化生长因子β1抑制细胞增殖,促进合成Ⅰ、Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖,促聚集蛋白聚糖合成作用强于胰岛素样生长因子1.多种因子联合作用较单种未见明显优势,未能呈现协同效应.结论:胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子、转化生长因子β1明显改变人退变纤维环细胞的生物学活性,可应用于对人类椎间盘退变的生物学治疗.     

胰岛素样生长因子Ⅰ与转化生长因子β2对兔软骨细胞立体三维培养的作用

目的 检测胰岛素样生长因子Ⅰ （IGF-Ⅰ）、转化生长因子β2 （TGF-β2）单独及联合应用对立体培养软骨细胞增殖速度、细胞形态和表型、黏多糖含量及Ⅱ型胶原含量的影响.方法 取兔第二代软骨细胞于藻酸钙凝珠中,分别加入IGF-Ⅰ、TGF-β2及IGF-Ⅰ＋TGF F-β2进行立体培养.HE、甲苯胺蓝染色测软骨细胞形态、胞外基质变化;阿尔新蓝法测黏多糖;免疫组化法测Ⅱ型胶原及表型;Woessner法测Ⅱ型胶原含量.结果 细胞形态及表型的维持、增殖速度、黏多糖及Ⅱ型胶原含量,IGF-Ⅰ＋TGF-β2组明显优于其他组,各组间差异均具有统计学意义（P＜0.05）.结论 IGF-Ⅰ与TGF-β2联合应用起协同作用,能够显著促进黏多糖及Ⅱ型胶原的分泌,促进软骨细胞外基质分泌及软骨细胞形态及表型的维持.     

胰岛素样生长因子1对人脂肪来源的间充质干细胞向软骨细胞定向诱导分化的作用

背景:近年研究者发现胰岛素样生长因子1还可以诱导骨髓来源间充质干细胞向软骨细胞方向分化,但目前尚未见胰岛素样生长因子1诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞方向分化及在此过程中与转化生长因子β1相瓦作用的报道.目的:观察胰岛素样生长因子1诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞定向分化的可能性及在诱导分化中和转化生长因子β1的相互作用.方法:获取脂肪来源间充质干细胞,以2×10~5 cells/cm~2的密度接种于培养瓶,使用含胰岛素样生长因子1或(和)转化生长因子β1的无胰岛素软骨诱导剂诱导脂肪来源间充质干细胞.2周后获取细胞,制备细胞爬片,进行甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫组织化学染色,观察细胞内高硫酸化的蛋白聚糖和Ⅱ型胶原着色情况.RT-PCR检测Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan及Sox9mRNA的表达.结果与结论:加入诱导剂后,甲苯胺蓝染色显示3个诱导组细胞呈多角形,胞浆及胞膜呈蓝色异染.Ⅱ型胶原免疫组织化学染色显示3个诱导组细胞胞浆及胞膜呈棕黄色着色.RT-PCR检测显示胰岛索样生长因子+转化生长因子组Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan、Sox9 mRNA的表达均显著强于胰岛素样生长因子组和转化生长因子组,胰岛素样生长因子组和转化生长因子组显著强于对照组,而胰岛素样生长因子组与转化生长因子组差异无显著性意义.提示胰岛素样生长因子1可以单独诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞分化,表达软骨细胞特异性细胞表型,胰岛素样生长因子1与转化生长因子β1诱导脂肪来源间充质干细胞向软骨细胞分化有协同作用.     

细胞因子在体外诱导骨髓基质细胞向软骨细胞分化过程中的作用

背景:骨髓基质细胞持续稳定地向软骨细胞转化一过程中,物理、化学和生物等诸多因素均发挥着作用,某些因素的共同作用会更有利于细胞的转化,而转化生长因子β1和胰岛素样生长因子等均可诱导骨髓基质细胞向软骨细胞分化.目的:拟验证转化生长因子β1与胰岛素样生长因子在体外联合诱导犬骨髓基质细胞向软骨细胞分化的效果.设计、时间及地点:细胞观察,于2006-05/10在中山大学附属第三医院中心实验室完成.材料:清洁级12月龄雄性成年杂种犬1只,用于分离培养骨髓基质细胞.转化生长因子β1、胰岛素样生长因子I由美国Sigma公司生产.方法:自犬髂后嵴处抽取骨髓10mL,密度梯度法分离培养骨髓基质细胞,传至第3代,调整细胞密度为2×109L-1.诱导组向细胞内加入含10 μg/L转化生长因子β1、50 μg/L胰岛素样生长囚了I、50mg/L维生素C、10-7mol/L地塞米松、1%ITS-A、100U/mL青霉素、100 mg/L链霉素、10%胎牛血清的高糖DMEM培养基.对照组仪加入含10%胎牛血清的高糖DMEM进行常规培养.主要观察指标:诱导后细胞形态学变化.诱导后组织化学及免疫组化检测结果.结果:与对照组比较,第3代骨髓基质细胞成软骨诱导48 h后能明显促进细胞集落生长,细胞增殖加快,但细胞形态无变化,仍为长梭形;诱导14 d后大部分细胞呈多角形或圆形,折光性增强.诱导后番红O染色、甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色均呈阳性表达.结论:转化生长因子β1与胰岛素样生长因子I体外联合诱导可获得骨髓基质细胞源性软骨细胞.     

威灵仙干预体外培养兔膝关节软骨细胞增殖及转化生长因子β1 mRNA基因的表达

背景:有研究显示,威灵仙能够维持和促进软骨细胞合成蛋白多糖与Ⅱ型胶原,并可能通过抑制自细胞介素1水平的增高保护关节软骨,延缓骨关节炎的发展.目的:在以往研究基础上,观察中药威灵仙对体外培养兔膝关节软骨细胞增殖及转化生长因子β1 mRNA基因表达的影响,探讨其治疗骨关节炎的作用及可能机制.方法:取新西兰白兔膝关节软骨,剪碎后,采用酶消化法原代分离培养软骨细胞,甲苯胺蓝染色鉴定后,取处于对数生长期第3代细胞随机分组,实验组分别加入0.01,0.05,0.1,0.5,1.0 g/L威灵仙培养基,对照组仅加入普通培养基进行培养.倒置显微镜下观察原代培养的软骨细胞形态变化及甲苯胺蓝染色鉴定,MTT法检测不同质量浓度威灵仙对软骨细胞增殖影响,RT-PCR法检测转化生长因子β1 mRNA表达.结果与结论:原代软骨细胞呈圆球形,悬浮状态,24 h后大部分细胞贴壁;传代后软骨细胞生长速度加快,融合成片,外观呈典型"铺路石"状;传4代后逐渐出现长梭形软骨细胞,传代培养至6代时,呈成纤维细胞样外观,生长速度明显减慢,传代周期延长.软骨细胞经甲苯胺蓝染色后细胞外基质可见蓝色异染颗粒,细胞核染成深蓝色.不同质量浓度威灵仙均能促进软骨细胞增殖,尤以0.5 g/L增殖效果明显,且增殖高峰出现在威灵仙干预后的第3天.0.05,0.1,0.5,1.0 g/L威灵仙均能促进软骨细胞转化生长因子β1 mRNA表达,4组组间比较差异无显著性意义(P＞0.05),但作用的高峰为0.5g/L组.威灵仙能促进软骨细胞增殖及转化生长因子β1 mRNA的表达,提示这可能是其治疗骨关节炎的作用及可能机制之一.     

藻酸钙复合材料构建组织工程化骨及软骨的实验

背景软骨组织工程的两个关键问题是种子细胞和支架材料,保证支架材料上有足够数量的功能细胞是体内形成骨和软骨组织的基础.目的对经体外培养的骨髓基质干细胞与藻酸钙载体及生长因子复合形成的组织工程性骨及软骨进行形态学观察.设计细胞形态对比,观察12周实验结果.单位郑州大学骨科研究所,上海第二医科大学骨科实验室.对象实验于2001-09/2002-06在上海第二医科大学骨科实验室完成.3月龄雄性新西兰大白兔9只,平均体质量3.2kg.方法复合材料分别为①藻酸钙.②藻酸钙+骨髓基质细胞.③藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子Ⅰ.④藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β.⑤藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子Ⅰ.将5种组合注射于同一个体新西兰大白兔背部不同部位皮下组织中,每组各注射2处,共10处,每处0.2mL,分别做好标记.按组分别于术后4,8,12周取材,各时间点处死动物3只,取兔背部皮下增殖物进行骨和软骨组织生成物观察,应用苏木精-伊红、甲苯胺蓝、Masson、番红-O染色技术.主要观察指标兔背部皮下增殖物的组织学观察.结果兔背部皮下增殖物的组织学观察结果4周时可见藻酸钙+骨髓基质细胞+类胰岛素生长因子Ⅰ、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β、藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子Ⅰ组有岛状软骨样组织形成,软骨细胞包绕于碱性基质中,8周时复合物中形成大量的类软骨结构,并部分向骨组织转化,细胞周围有大量的基质分泌,部分软骨细胞呈簇状分布.12周时藻酸钙+骨髓基质细胞+转化生长因子β+类胰岛素生长因子Ⅰ组软骨组织基本转变为骨组织,并开始吸收.结论骨髓基质细胞-藻酸钙-生长因子复合材料能形成软骨及骨组织.藻酸钙适合骨髓基质细胞生长,是一种良好的骨及软骨组织工程载体.     

软骨形成过程中的转化生长因子

背景:转化生长因子β2 是一族多肽类生长因子,具有多重生物学效应,对骨髓间充质干细胞增殖分化功能有一定促进作用,是调节骨髓间充质干细胞增殖和向软骨细胞方向分化的最主要因子之一.目的:探讨转化生长因子β2 的分子结构特点及其在软骨形成方面的作用.方法:应用计算机检索中国期刊全文数据CNKI、中国期刊全文数据维普中文科技期刊数据库(VIP)和PubMed 数据库(1995-01/2011-08)与骨组织工程中转化生长因子β2 诱导软骨形成有关的文章,检索词分别为"转化生长因子β2;软骨细胞分化;骨组织工程"和"TGF-β2;cartilage formation;tissue engineering".纳入所述内容与转化生长因子β2 分子结构特点,转化生长因子β2 信号转导通路,软骨细胞的诱导性分化,软骨性疾病的生物性治疗进展有关.排除综述文献、重复研究、观点陈旧的文章.结果与结论:初检得到302 篇文献,排除262 篇不符合标准的文献,共纳入40 篇符合标准的文献.经分析得出转化生长因子β2 通过促进骨髓间充质干细胞分化为软骨细胞促进软骨特异性基质如Ⅱ型胶原及蛋白多糖的合成,从而发挥软骨诱导作用.转化生长因子β2 与其他因子共同作用调节软骨细胞生长分化,使临床上永久性修复软骨组织缺损的治疗变为可能.     

Keratinocyte growth factor

Mucositis occurs in over 90% of patients undergoing stem cell transplantation for hematological malignancies. It is associated with significant morbidity in the form of pain, dysphagia and decreased oral intake, as well as mortality. Palifermin is a recombinant keratinocyte growth factor that has been shown to be effective in decreasing the incidence, severity and duration of mucositis in Phase III trials. Improvement in patient functioning during hematopoietic stem cell transplants has also been reported. This review deals with the preclinical data and the clinical trials that have been carried out with this agent in patients with hematologic malignancies. In addition limited Phase I and II data on solid tumors is available and will be included.     

神经生长因子促进烫伤创面释放内源性生长因子

背景：研究证实神经生长因子促进创面组织释放内源性各类生长因子及生长因子受体,起到正性调节作用,促进修复细胞增殖,加速创面愈合,使创面愈合由以往的被动等待自愈发展到主动调控愈合。目的：观察局部应用神经生长因子对大鼠烫伤创面转化生长因子β1和碱性成纤维细胞因子表达的影响。方法：取24只成年 SD 大鼠,于背部制成深Ⅱ度烫伤创面,随机分为4组,烧伤创面清创后,分别予以两层浸湿有1,2.5,5 mg/L 神经生长因子溶液及等渗盐水纱布覆盖。治疗后3,5,9,14 d 观察创面愈合时间和创面残留率,切取创面组织进行组织学观察,检测创面转化生长因子β1,碱性成纤维细胞因子的表达及细胞 DNA 周期的变化。结果与结论：各治疗组创面愈合时间较对照组提前,尤以5 mg/L 神经生长因子治疗组最为明显(P <0.01),各治疗组创面残留率较对照组明显减小;创面组织学显示治疗组真皮浅层有核细胞数较对照组明显增多;各治疗组给药时间点转化生长因子β1,碱性成纤维细胞因子表达均强于对照组,第5天和第9天表达强于第3天和第14天;各治疗组细胞在 S 期的百分比较对照组明显增加,其中5 mg/L 神经生长因子组增加最为显著(P <0.01)。结果显示局部应用神经生长因子可通过促进创面转化生长因子β1及碱性成纤维细胞因子表达,刺激细胞有丝分裂,促使细胞增殖,加速大鼠烫伤创面愈合。     

肥厚腰椎黄韧带中成纤维细胞生长因子、转化生长因子及结缔组织生长因子的表达

背景：腰椎黄韧带肥厚是临床上引起腰椎管狭窄的主要因素之一,但其分子机制仍不是非常清楚。目的：分析纤维化相关细胞因子碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子β1和结缔组织生长因子在腰椎黄韧带肥厚过程中的作用。方法：取临床手术所取黄韧带,对照组6例（椎管内占位且无腰椎不稳患者黄韧带）、突出组（单纯腰椎间盘突出症患者黄韧带）6例、腰椎管狭窄症组6例。采用实时定量RT-PCR的方法检测各组黄韧带中碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子β1、结缔组织生长因子及Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型胶原蛋白的mRNA含量,分析3个细胞因子在黄韧带肥厚过程中的作用。结果与结论：腰椎管狭窄症组碱性成纤维细胞生长因子mRNA表达均明显高于突出组和对照组（均P 〈0.05）;腰椎管狭窄症组转化生长因子β1mRNA在3组中的表达明显高于对照组和突出组（均P 〈0.01）;结缔组织生长因子 mRNA 3组间差异无显著性意义（P 〉0.05）。腰椎管狭窄症组Ⅰ型胶原蛋白mRNA表达明显高于突出组和对照组（均P 〈0.05）;Ⅲ型胶原蛋白、Ⅴ型胶原蛋白mRNA表达3组之间差异无显著性意义（P 〉0.05）。结果说明碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子β1在腰椎黄韧带肥厚形成过程中有重要作用,引起黄韧带肥厚的主要胶原产物为Ⅰ型胶原蛋白。     

A transforming growth factor beta-like immunosuppressive factor in immunoglobulin G-binding factor

Immunoglobulin G-binding factors (IgG-BF), which are produced by cells of the immune system, inhibit antibody production. In this paper, we show that transforming growth factor-beta (TGF-beta) suppresses secondary in vitro anti-sheep red blood cell responses of mouse splenocytes and lipopolysaccharide- or anti-IgM-stimulated mouse B cell responses in a way similar to, and with the same kinetics as, rodent IgG-BF. Moreover, the immunosuppressive activity of IgG-BF was totally neutralized by polyclonal and monoclonal anti-TGF-beta antibodies and it eluted with TGF-beta by gel exclusion chromatography, suggesting that a TGF-beta-like immunosuppressive factor is present in IgG-BF. We also show that TGF-beta behaves as an IgG-BF since it binds to insolubilized IgG, but not to insolubilized F(ab')2 or bovine serum albumin. Altogether, the data support the concept of a biological role for TGF-beta in the IgG-mediated negative feedback of antibody responses.