人骨髓间充质干细胞向软骨细胞定向分化的研究

目的探讨体外单层培养中诱导人骨髓间充质干细胞(Human Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells,hBMSCs)向软骨细胞定向分化的条件.方法采集志愿者骨髓3例,分离培养BMSCs,流式细胞仪分析表面标志.用含TGF-β1的无血清诱导培养基培养7d后,分别行Ⅱ型胶原免疫组化、原位杂交检测,碱性磷酸酶染色,3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)掺入实验检测细胞的增殖情况.结果培养的BMSCs表达CD9,而CD34、CD38、CD45、CD61呈阴性.细胞经诱导培养7d后免疫组化、原位杂交可检测到Ⅱ型胶原的表达,碱性磷酸酶染色呈弱阳性,但细胞3H-TdR掺入量低于对照组(P<0.05).结论BMSCs在特定的诱导下能向软骨细胞方向分化,但在无血清培养基中无法有效的增殖.     

成人骨髓间充质干细胞体外诱导分化为软骨细胞的实验研究

目的研究体外三维培养条件下,成人骨髓间充质干细胞(BMSCs)定向分化软骨细胞可行性。方法用密度梯度离心法分离纯化BMSCs,并传代扩增后,用离心三维培养法在软骨诱导剂下进行诱导培养,以常规培养液培养的BMSCs作为阴性对照,于诱导培养第21天取出标本行苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色、s-100蛋白免疫组织化学检测。结果BMSCs经21d的离心三维诱导培养后,培养管出现软骨外观组织块,组织切片甲苯胺蓝染色呈明显异染,s-100蛋白免疫细胞化学检测阳性。对照组阴性。结论成人BMSCs在三维培养条件下可成功诱导分化为软骨细胞。     

犬骨髓基质干细胞体外定向分化为软骨细胞

目的 体外诱导犬骨髓基质干细胞(BMSCs)定向分化为软骨细胞，探讨体外诱导成软骨的方法和条件。方法 自犬肋骨取骨髓2～3ml，体外行原代和传代培养扩增，顺序加入碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和转化生长因子β1(TGF-β1)，以培养瓶内较高细胞浓度培养，诱导BMSCs分化为软骨细胞。甲苯胺蓝、阿新蓝染色检测软骨基质的分泌，免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。结果 诱导的软骨样细胞甲苯氨蓝异染性、阿新蓝染色阳性；Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性。结论 应用bFGF和TGF-β1体外可以诱导犬BMSCs分化为软骨细胞，诱导的软骨细胞可作为软骨组织工程较理想的种子细胞。     

诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的体外研究

目的 探讨转化生长因子β1（transforming growth factor β1，TGF—β1）、胰岛素样生长因子1（insulinlike growth factor1，IGF-1）在诱导骨髓间充质干细胞（marrow mesenchymal stem ceils，MSCs）向软骨细胞分化过程中的相互作用，并研究细胞密度对MSCs向软骨细胞分化的影响。方法 取健康昆明种小白鼠骨髓，用全骨髓贴壁法筛选获得MSCs，体外培养传代。采用特定的诱导培养使MSCs向软骨细胞分化，按培养基内添加生长因子的不同分成3个实验组和对照组。实验组分别为：TGF—β1＋IGF-1联合应用组（TGF—β1 10ng／ml、IGF-1 50ng／m1）；TGF—β1单独应用组（TGF—β1 10ng／m1）；IGF-1单独应用组（IGF-1 50ng／m1）；对照组不添加任何生长因子。TGF—β1＋IGF-1联合应用组于诱导14d和21d，分别进行甲苯胺蓝染色及免疫荧光双染法鉴定；于诱导7、14和21d各组分别提取诱导细胞总RNA，进行RT—PCR扩增，检测TGF—β1、IGF-1对诱导细胞Ⅱ型胶原表达量的影响；比较MSCs在平板培养及细胞团培养时，Ⅱ型胶原表达量的差异。结果TGF—β1＋IGF-1联合应用组诱导培养14d，诱导软骨细胞甲苯胺蓝染色呈阳性，免疫荧光染色可见诱导软骨细胞的细胞外基质含有Ⅱ型胶原。各组基因扩增产物的凝胶电泳可见，TGF—β1＋IGF-1联合应用组和TGF—β1单独应用组Ⅱ型胶原扩增片段呈阳性；IGF-1单独应用组和对照组，未见Ⅱ型胶原扩增条带；凝胶成像系统灰度扫描示Ⅱ型胶原表达量TGF—β1＋IGF-1联合应用组各时间点均比TGF—β1单独应用组明显增加（P〈0．05）。细胞团培养模式下，诱导细胞表达Ⅱ型胶原比平板培养模式更加显著。结论 MSCs向软骨细胞诱导分化时，IGF-1对TGF—β1有明显的促进作用；细胞培养密度提高有利于MSCs成软骨细胞表型。     

体外微团培养兔骨髓间充质干细胞形成软骨细胞

[目的]探讨兔骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)体外诱导形成软骨细胞的方法,以及转化生长因子-β_1(transforming growth factor β_1,TGF-β_1)、胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor ,bFGF)之间的相互作用.[方法]对兔骨髓间充质干细胞体外进行原代和传代培养,按加入诱导条件不同分为四组:A组:TGF-β_1+ bFGF;B组:TGF-β_1+ IGF-Ⅰ;C组:TGF-β_1;D组:空白对照组.3周后分别做四唑盐(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)比色试验、糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)检测和免疫组织化学染色.[结果]A、B、C三组Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性;MTT吸光度值和GAG含量检测结果均为:A组>C组>D组, B组>C组>D组,统计学有显著差异.[结论]兔BMSCs在一定条件下可以诱导成软骨细胞,TGF-β_1和IGF-Ⅰ、bFGF在BMSCs向软骨细胞分化和增殖时起协同作用.     

体外诱导人脐血间充质干细胞向软骨细胞分化的初步研究

目的:探讨人脐带血间充质干细胞存在及体外向成软骨细胞分化的可能性。方法:将无菌条件下采集健康产妇脐带血,用相对密度为1.077g/ml的人淋巴细胞分离液分离脐血单个核细胞,利用间充质干细胞贴壁生长的特性获得MSCs,流式细胞仪检测其表面抗原标志。联合应用TGF-β1和IGF-Ⅰ及含有1×ITS+1的高糖DMEM进行诱导培养,并于诱导前及诱导后第21天留取细胞,甲苯胺蓝染色,免疫细胞化学法检测II型胶原的表达,分析是否诱导出成软骨细胞。结果:脐血MSC强表达CD44、CD105,不表达CD34、CD45。诱导21天甲苯胺蓝染色阳性,特异性表达II型胶原。结论:人足月脐带血中存在MSCs,在TGF-β1等生长因子诱导下可以向具有软骨细胞表型和功能的细胞分化。     

慢病毒介导TGF-β1基因诱导大鼠骨髓间充质干细胞成软骨细胞分化

[目的]探讨慢病毒介导转化生长因子β1(tansforming growth factor bata 1,TGF-β1)基因转染大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)诱导成软骨细胞分化的作用。[方法]密度梯度离心法分离培养BMSCs,探索病毒感染最佳条件,取第3代细胞,分为实验组和对照组,通过慢病毒载体将外源性TGF-β1基因转染入细胞,观察绿色荧光表达情况,Real-time PCR法和western blot法检测TGF-β1基因的mRNA和蛋白表达情况,7、14 d时行Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色、甲苯胺蓝染色和Real-time PCR检测Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖的表达。[结果]TGF-β1基因转染BMSCs后能够稳定表达。转染7、14 d时,实验组免疫细胞化学染色、甲苯胺蓝染色均为阳性。转染7、14 d时,实验组II型胶原mRNA均显著高于对照组(P<0.01)。转染7 d时,实验组聚集蛋白聚糖mRNA变化不明显,而14 d时显著高于对照组(P<0.01)。[结论]慢病毒介导的TGF-β1基因可成功转染大鼠BMSCs,并诱导其向软骨细胞分化。在此过程中软骨特异性标志Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的mRNA表达具有时间差异性。     

TGF-β2体外诱导骨髓间充质干细胞表达软骨细胞表型的观察

目的：观察骨髓间充质干细胞（MSCs）在TGF-β2诱导下向软骨细胞表型转化的能力,探讨其作为软骨组织工程种子细胞的可能性。方法：抽取兔髂骨骨髓液3-4ml,进行原代和传代培养,传代后实验组以高糖DMEM无血清特定培养液诱导f含TGF-β2 10ng／ml、地塞米松10^-7M、维生素C50μmol／L）,对照组以高糖DMEM无血清培养液培养,相差显微镜下观察细胞形态变化,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。结果：诱导后细胞体外扩增能力显著降低,细胞形态由成纤维样梭形向多角形、多边形或类圆形转变,诱导21天后细胞形态变化最为显著,Ⅱ型胶原免疫组化染色深而均匀。结论：TGF-β2可有效诱导MSCs向软骨细胞表型转化,分泌软骨细胞特异性基质,有可能成为软骨组织工程较理想的种子细胞来源。     

骨髓基质干细胞体外分化软骨细胞的实验研究

目的 探讨转化生长因子-β1(TGF-β1)和碱性成纤维细胞生长因子(b-FGF)对兔骨髓基质干细胞(BMSC)体外增殖、分化为软骨样细胞的影响。方法 24只兔等分为4组,抽取骨髓,分离基质干细胞,体外连续传代培养,A组为基础培养液,B、C、D组分别加入TGF-β1、b-FGF、TGF-β1和b-FGF,观察细胞生长情况及形态特征,阿新蓝染色,Ⅱ型胶原mRNA表达情况。结果B组细胞形态变化、C组增殖速度、D组增殖速度及形态变化均较A组加快。阿新蓝染色:原代阴性,传代细胞,A、c组淡染或阴性,B组呈蓝色,D组呈深蓝色。Ⅱ型胶原mRNA表达:A、c组未检出,B组阳性,D组有较强阳性表达。结论 兔BMSC在体外适当条件下可分化为软骨样细胞,TGF-β1能诱导BMSC向软骨方向分化,b-FGF不仅能促进BMSC的增殖,且能延长其生存时间。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为血管平滑肌样细胞的实验研究

目的探讨骨髓间充质干细胞（BMSCs）作为构建小口径血管种子细胞的可行性及其诱导机制。方法取体重100 g左右雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠后肢股骨和胫骨骨髓,采用原代全骨髓培养法,多次传代纯化,体外扩增后,观察细胞形态,并用免疫荧光及流式细胞仪检测CD34、CD90、CD105细胞因子,鉴定是否为BMSCs。将BMSCs分为实验组和对照组：实验组使用含全反式维甲酸及二丁酰环磷酸腺苷（db-cAMP）的低糖基本培养基（DMEM-LG）培养;对照组采用普通的DMEM-LG培养。观察诱导后细胞形态,检测诱导后第5代细胞平滑肌α-肌动蛋白（SM--αactin）、钙结合蛋白（calponin）、平滑肌肌球蛋白重链（SMMHC）的表达情况。结果原代培养所获取的细胞经过多次传代培养后呈长梭形,呈现特征性的漩涡状生长,检测CD34阴性,CD90、CD105阳性。实验组经诱导后的BMSCs生长较缓慢,略呈椭圆形,检测SM--αactin、calponin、SMMHC显著表达;对照组的细胞形态及生长速度和实验组BMSCs相似,但不表达SM--αactin、calponin和SMMHC。结论 BMSCs在全反式维甲酸的诱导下可向血管平滑肌样细胞表型分化,可为组织工程构建小口径血管提供平滑肌种子细胞。     

骨髓间充质干细胞体外构建组织工程化半月板

目的探索以骨髓间充质干细胞（BMSCs）为种子细胞,在体外构建具有完整内侧半月板形态的软骨样组织的方法。方法运用模具制备内侧半月板形的PGA/PLA支架。抽取犬骨髓,分离培养BMSCs,将其接种于支架材料上,5 d后使用软骨诱导液培养。体外培养6周后,行大体观察、组织学检测及生物力学检测。结果细胞材料复合物能够较好地维持半月板三维立体结构,形成了表面光滑、触之有弹性的瓷白色软骨样组织。 HE染色可见典型的软骨陷窝出现,说明成熟软骨组织的形成。Safranine O染色证实有蛋白聚糖基质产生。生物力学检测显示,新生组织弹性模量达正常半月板组织的12.7%。结论 BMSCs通过体外诱导,可在体外分化为较成熟的软骨组织,并构建出组织工程化半月板。     

Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Form Ectopic Woven Bone In Vivo Through Endochondral Bone Formation

Abstract:  Autologous vascularized bone grafts, allografts, and biocompatible artificial bone substitutes each have their shortcomings. Bones regenerated using recombinant human bone morphogenetic proteins, demineralized bone powder, or combinations of these are generally small and do not meet the need. The current trend is to use tissue engineering approaches with bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) to generate bones of a desired size and shape. A suspension of osteogenically induced MSCs (CD11a−, CD29+, CD44+) was added to 2% alginate, gelled by mixing this combination with calcium sulfate (CaSO₄ 0.2 g/mL), and injected into the subcutaneous pocket in the dorsal aspect of nude mice. Cells of various concentrations (0, 10, 50, and 70 million/mL) were used. These implanted constructs were harvested at predetermined times up to 30 weeks for histology. The doubling time of bovine MSCs is 3.75 ± 1.96 days and the proliferation is rapid. Histological evaluation revealed signs of endochondrosis with woven bone deposition. The equilibrium modulus increased with time in vivo, though less than that of normal tissue. Implants seeded with 70 million cells/mL for 6 months resulted in the best formation of equilibrium modulus. This approach has several advantages: (i) obtaining MSCs is associated with low donor morbidity; (ii) MSCs proliferate rapidly in vitro, and a large number of viable cells can be obtained; and (iii) the MSC/alginate constructs can develop into bone-like nodules with high cell viability. Such a system may be useful in large-scale production of bony implants or in the repair of bony defects. The fact that endochondral bone formation led to woven bone suggests its potential feasibility in regional cell therapy.     

体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化的研究

目的:探讨大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)的体外培养方法和向血管内皮细胞分化的能力.方法:利用淋巴细胞分离液分离出MSCs,体外扩增,流式细胞仪检测MSCs表面抗原表达,以含VEGF、bFGF的诱导分化培养液定向诱导传代使细胞向血管内皮细胞分化,流式细胞仪进行内皮细胞特异性标志物鉴定,测定内皮细胞NO的释放量,电镜观测W-P小体.结果:MSCs在体外传代扩增后流式细胞仪检测结果显示CD29表达阳性,CD34、CD45为阴性,分化后的细胞具有内皮细胞的形态学特征并具特异性W-P小体,可表达CD34,而不表达CD45,能释放NO.结论:骨髓间充质干细胞可在体外诱导向内皮细胞方向分化.     

MicroRNA-129促进骨髓间充质干细胞向心肌分化的实验研究

摘要：目的研究microRNA．129（mir．129）对骨髓间充质干细胞（bonemarrowmesenchymalstemcells,BM．MSCs）向心肌分化过程中的促进作用及其机制。方法分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,通过慢病毒转染使细胞获得过表达基因分为4组：对照组（MSCs）;慢病毒空转组（Lentiviralvectors＋MSCs,Lv—MSCs）;mir-129单转染组（mir-129-MSCs）;mir-129＋糖原合成酶激酶（GSK-3p）双转染组（mir。129＋GSK-3p—MSCs）。以10gmol／L浓度的5-氮杂胞苷（5-Aza）诱导MSCs向心肌细胞分化后,分别以第1d、5d、10d、15d和20d为时间点,采用real—time—PCR检测GATA．4、NKx2．5、MEF-2C的mRNA水平,以第10d、15d、20d为时间点,用蛋白质印迹法（Westernblotting）检测肌钙蛋白I（cTnI）、结蛋白（Desmin）、GSK-3B以及磷酸化3-catenin与非磷酸化13-catenin的表达量。结果与对照组比较,随着研究时间点的推移,mir-129单转染组反映心肌分化的相关标记物基[夭I和蛋白水平明显升高,GSK-3B的表达水平则显著降低,非磷酸化13-catenin／磷酸化13-catenin比值升高;当MSCs同时过表达mir。129和GSK-3B时,相关的心肌标记物基因和蛋白均低于mir-129单转染组,非磷酸化13-catenin／磷酸化13-catenin比值明显降低。结论过表达mir．129能够促进MSCs向心肌细胞分化,可能的机制是通过抑制GSK-3B的生成,从而削弱了对13-catenin的磷酸化抑制,后者游离入核开启调控干细胞下游的心肌分化途径。     

诱导骨髓间充质干细胞表达软骨细胞表型

目的：诱免骨髓间充质干细胞达软骨细胞表型，方法：抽取兔骨髓，经密度梯度离心和粘附分离得到MSCs，用生长因子诱导，考察细胞软骨骨特异性基质的表达水平，结果：TGF－β1，IGF－I和维生素C结合可促进MSCs表达软骨特异性的Ⅱ型前胶原mRNA，但并未促进成骨特异性的碱生磷酸酶合成和钙盐沉积。结论：TGF－β1，IGF－I和维生素C结合诱导可促进MSCs增殖，表达软骨细胞表型，而不产生诱导成骨效应。     

Nesprin蛋白对骨髓间充质干细胞的影响

目的构建nesprin蛋白siRNA慢病毒载体(LV-siNesprin),感染骨髓间充质干细胞(MSCs),观察nesprin蛋白对MSCs的影响。方法针对nesprin靶基因序列设计并合成4对miRNA oligo,并将4对oligo退火成双链DNA,测序鉴定。将4种miRNA干扰质粒(SR-1、SR-2、SR-3、SR-4)转入大鼠血管平滑肌细胞,用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和蛋白印迹法(Western blotting)检测干扰效应,筛选最佳干扰序列;将最佳干扰序列和pDONR221载体进行重组反应,获得含干扰序列的入门载体,再将入门载体和慢病毒表达的目的载体pLenti6/V5-DEST进行重组反应获得含干扰序列的LV-siNesprin+绿色荧光蛋白(GFP),包装慢病毒,测定病毒滴度。LV-siNesprin+GFP转染MSCs,Western blotting鉴定比较nesprin蛋白表达情况(分为LV-siNesprin+GFP组、GFP对照组和正常细胞组),用4,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色观察细胞核形态改变和四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测MSCs感染LV-siNesprin后24 h、48 h、72 h和96 h的增殖情况(分为LV-siNesprin+GFP组、GFP对照组和正常细胞组)。结果测序证实合成的4对miRNA oligo正确,RT-PCR和Western blotting筛选出最佳干扰miRNA质粒SR-3,成功构建LV-siNesprin,包装慢病毒,病毒悬液的活性滴度为1×106ifu/ml。LV-siNesprin转染MSCs后,nesprin蛋白表达明显下降,出现细胞核融合、核碎裂等形态学改变;MTT法检测显示,LV-siNesprin+GFP组MSCs增殖速度较GFP对照组和正常细胞组减慢。结论 Nesprin蛋白对MSCs核膜稳定维持核膜空间结构起作用,并利于细胞增殖更新。     

表达HTERT的大鼠骨髓间充质干细胞生物学特性研究

目的将含hTERT基因的重组慢病毒液感染大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs),鉴定其生物学特性。方法分别将含hTERT基因重组慢病毒液、空病毒液感染大鼠BMSCs,实验分为MSChTERT组、MSC-GFP组和MSC组(未感染组)。体外培养扩增后,通过定量PCR对各组目的基因表达进行检测。观察MSC组及MSC-hTERT组的体外传代次数及细胞形态变化,分析细胞周期。流式细胞仪检测MSC-hTERT组细胞标志物,评估其成骨、成脂分化能力。结果MSC-hTERT组目的基因mRNA表达均高于另两组,体外培养过程中MSChTERT组传代次数和增殖指数高于MSC组,且具备多向分化潜能。结论转染hTERT的BMSCs具备BMSCs同样的生物学特性,且细胞增殖能力加强,可为组织工程研究以及细胞移植治疗提供可靠的种子细胞。     

骨髓间质干细胞体外定向诱导分化为软骨细胞的实验研究

目的：探讨分离骨髓间充质干细胞（MSCs）并诱导其向软骨细胞转化的体外培养方法,为软骨组织工程的种子细胞来源提供实验依据。方法：抽取兔髂骨骨髓液,经梯度离心法和贴壁法进行体外培养,贴壁细胞传代,取第3代细胞在培养基中添加软骨分化诱导剂[含转化生长因子（TGF-β2）10ng／ml、地塞米松10^7mol／L、维生素C50μmol／L,经7、14、21d诱导培养后,倒置显微镜观察细胞形态,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。将诱导细胞与软骨支架材料-聚磷酸钙纤维／左旋聚乳酸（CPP／PLLA）复合,1周后终止培养,扫描电镜观察细胞黏附情况。结果：诱导后细胞体外扩增能力显著降低,细胞形态由成纤维样梭形向多角形、多边形或类圆形转变,诱导21d后细胞形态变化最为显著,Ⅱ型胶原免疫组化染色深而均匀。诱导后的MSCs可在支架材料内良好黏附生长。结论：体外培养的MSCs可定向诱导分化为软骨细胞,分泌软骨细胞特异性基质,可用作软骨组织工程的种子细胞。