人髓核细胞外泌体诱导人尿源干细胞向髓核样细胞分化的研究

目的探讨人髓核细胞(nucleus pulposus cells, NPCs)外泌体对诱导人尿源干细胞(urine-derived stem cells, USCs)向髓核样细胞分化的作用。方法体外分离培养USCs和NPCs, 提取NPCs外泌体, 以Western-blot检测外泌体标记蛋白;以GFP慢病毒转染标记USCs细胞质、DAPI染料标记USCs细胞核以及PKH26染料标记NPCs外泌体;将USCs与NPCs外泌体共孵育12 h并观察摄取情况, 采用NPCs外泌体和非接触共培养方法诱导USCs分化, 检测各组髓核细胞标志基因mRNA的相对表达量和450 nm波长处的吸光度。结果分离的USCs具备向骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞分化的能力, 高表达干细胞标志蛋白CD29(99.57%)、CD44(97.46%)、CD73(97.71%), 低表达干细胞阴性蛋白CD31(0.59%)、CD45(0.19%)。分离的NPCs高表达髓核细胞标志蛋白COL2A1、ACAN、SOX-9。提取的NPCs外泌体高表达标志蛋白CD63、CD81、Tsg101。共孵育12 h后, NPCs外泌体与U...     

人尿源干细胞外泌体对退变髓核细胞生物学功能的影响

目的:探讨人尿源干细胞外泌体(USC-Exos)对退变髓核细胞(NPCs)生物学功能的影响。方法 :从健康成人尿液中获得人尿源干细胞(USCs)并进行体外培养,通过成骨、成软骨、成脂诱导分化及蛋白质免疫印迹(Western Blot,WB)技术对所提取细胞进行鉴定。使用USCs完全培养基培养USCs 48h后采用差速离心法从培养基中提取外泌体,应用电子显微镜、粒径分析及WB技术对USC-Exos进行形态、直径及表面标志物检测。从腰椎间盘突出症患者术中摘除的髓核中提取NPCs,并培养至P6。以加入50μg/ml USC-Exos干预的P6NPCs为实验组,以50μg/ml未培养过细胞的USCs完全培养基离心沉淀物干预的P6 NPCs为对照组,分别在干预后1～6d使用CCK-8法检测NPCs增殖情况。使用PKH26荧光染料标记USC-Exos,并用标记后的USCExos干预P6 NPCs,12h后在激光共聚焦显微镜下观察NPCs对USC-Exos的摄取情况。两组在干预后48h进行β-半乳糖苷酶衰老染色检测NPCs衰老比例,免疫荧光染色观察蛋白聚糖(ACAN)、Ⅱ型胶原(COL2)的表达。干...     

人退变髓核细胞诱导脂肪间充质干细胞向类髓核细胞分化的实验研究

[目的]探讨人脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)向类髓核细胞(nucleus pulposuslike cells,NPCs)诱导分化的可能性,为椎间盘退变的防治研究提供种子细胞。[方法]收集腰椎间盘退变患者手术中切除的脂肪组织及髓核组织,采用胶原酶消化法提取原代ADSCs和NPCs,倒置显微镜下观察共培养后ADSCs形态学变化。MTT法检测细胞增殖情况并绘制细胞生长曲线,采用孔径为0.4μm的Transwell小室建立细胞共培养体系,NPCs置于上层,ADSCs接种于下层,建立2个细胞培养组:ADSCs单独培养组和ADSCs/NPCs共培养组,甲苯胺蓝染色以检测蛋白聚糖表达情况,RT-PCR法检测细胞COL2A1、ACAN和SOX9基因表达水平。[结果]采用胶原酶消化法可较好的分离培养出人脂肪间充质干细胞和髓核细胞。与NPCs共培养后的ADSCs可被甲苯胺蓝染为天蓝色,且Ⅱ型胶原及SOX9基因表达水平上调(P0.05)。[结论]采用胶原酶消化法分离培养的ADSCs活力较好、增殖旺盛,与退变NPCs共培养后,软骨特异性标记物的表达明显增加,细胞表现出向NPCs分化的趋势,可作为椎间盘组织工程研究的种子细胞。     

大鼠骨髓间充质干细胞来源外泌体对退变髓核细胞的影响

目的:探讨大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)来源外泌体对退变髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)的影响。方法:利用全骨髓法提取SD大鼠骨髓内贴壁细胞,通过成骨、成脂、成软骨三系分化及流式细胞技术鉴定所提取细胞是否为BMSCs,鉴定成功后,收取细胞培养液上清,对上清液进行差速离心,Western-blot(WB)法测定离心沉淀物质CD63、CD81、TSG101、Calnexin蛋白表达情况,并对沉淀物进行透射电镜观察鉴定是否为外泌体。取SD大鼠尾NPCs,传代培养,通过细胞衰老β-半乳糖苷酶染色法鉴定P6 NPCs是否较P2 NPCs产生退变;在激光共聚焦显微镜下观察BMSCs外泌体被P6 NPCs摄取情况;设置P6 NPCs为对照组,BMSCs和P6 NPCs一起培养为共培养组,直接加入BMSCs外泌体诱导P6 NPCs为实验组。培养3d、7d、10d、14d后用RT-PCR法检测3组NPCs中蛋白聚糖(ACAN)、Ⅱ型胶原(COL2)、性别决定区Y方框9(SOX-9)、金属蛋白酶组织抑制剂1 (TIMP1)、基质金属蛋白酶1 (MMP1)基因m RNA的相对表达量;WB法检测ACAN、COL2、SOX-9、TIMP1、MMP1对应蛋白的相对表达情况。结果:通过成骨、成脂、成软骨三系分化及流式细胞技术鉴定利用全骨髓法提取的贴壁细胞为BMSCs。BMSCs培养液上清利用差速离心法提取的沉淀物形态为直径30～100nm的圆形或椭圆形,与文献记载的经典外泌体大小吻合,沉淀物CD63、CD81、TSG101高表达,Calnexin未表达。通过细胞衰老β-半乳糖苷酶染色法鉴定P6 NPCs较P2 NPCs产生明显退变。在激光共聚焦显微镜下观察到外泌体能够被P6 NPCs所摄取。ACAN、COL2、SOX-9、TIMP1基因mRNA的相对表达量在3d、7d、10d、14d共培养组较对照组明显升高(P0.05),实验组较共培养组明显升高(P0.05),共培养组和实验组组内7d较3d明显升高(P0.05)、10d较7d明显升高(P0.05)、14d较10d明显升高(P0.05);MMP1基因mRNA的相对表达量在3d、7d、10d、14d共培养组较对照组明显降低(P0.05),实验组较共培养组明显降低(P0.05),共培养组和实验组组内7d较3d明显降低(P0.05)、10d较7d明显降低(P0.05)、14d较10d明显降低(P0.05);ACAN、COL2、SOX-9、TIMP1、MMP1基因相对应蛋白质表现出同样趋势。结论:在体外实验中,大鼠BMSCs能够分泌外泌体且外泌体能够被退变NPCs摄取,外泌体能够改善退变NPCs标志基因及基因对应蛋白质的表达,可为髓核细胞退变类疾病的治疗提供一种新的思路。     

大鼠髓核细胞来源外泌体对骨髓间充质干细胞向髓核样细胞分化的作用研究

目的:探讨大鼠髓核细胞来源外泌体对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)向髓核样细胞分化的作用。方法:采用贴壁法体外分离培养SD大鼠尾椎椎间盘髓核细胞和BMSCs,流式细胞术和三系分化实验鉴定BM-SCs。差速离心法分离髓核细胞外泌体,透射电镜观察其形态并使用蛋白免疫印迹(Western blot)检测其蛋白标志物CD81、Tsg101。分别使用荧光探针CM-DIO和CM-DIL标记BMSCs和髓核细胞外泌体,将两者共培养24h后在荧光显微镜下观察BMSCs对髓核细胞外泌体摄取情况。将第三代BMSCs分为三组:外泌体组,加入髓核细胞外泌体(50μg/ml);共培养组,与髓核细胞非接触式共培养;对照组,未做任何处理。分别于7、14、21d时应用荧光定量PCR(qRT-PCR)检测外泌体组和对照组Ⅱ型胶原(COL2A1)、蛋白多糖(ACAN)、SOX9的m RNA表达量。14d时应用qRT-PCR检测3组的COL2A1、ACAN、SOX9的m RNA表达量。结果:提取的第三代大鼠髓核细胞呈多角形或不规则形状,第三代BMSCs呈形态均一的长梭形。BMSCs高表达CD29(99.77%)、CD44(93.97%)、CD90(99.67%),低表达CD34(0.82%)、CD45(0.68%)。BMSCs成骨、成脂、成软骨诱导后染色均为阳性。透射电镜观察外泌体为30～100nm类圆形双层膜结构,其表达CD81、Tsg101蛋白,不表达Calnexin蛋白。荧光显微镜下CM-DIL标记的外泌体可被CM-DIO标记的BMSCs摄取。诱导7、14、21d后,外泌体组的COL2A1、ACAN、SOX9 mRNA表达量均显著高于对照组(P0.05)。14d时共培养组COL2A1、ACAN、SOX9的m RNA表达量均显著高于对照组,低于外泌体组(P0.05)。结论:大鼠髓核细胞外泌体可在体外诱导BMSCs向髓核样细胞分化,且诱导效果优于与髓核细胞的非接触式共培养,可为椎间盘组织工程提供一种有效的髓核细胞来源。     

大鼠椎间盘巢源性干细胞对退化髓核细胞作用的研究

目的 :研究大鼠椎间盘巢源性干细胞(stem cells derived from ISN,ISN-SCs)对衰老髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)的作用。方法:取10只SD大鼠(雄性,10周龄),处死后分离获取脊柱功能单位,显露髓核及椎间盘干细胞巢(stem cell niches of the intervertebral disc,ISN)区域,解剖显微镜下仔细分离获取髓核和ISN组织,采用Ⅱ型胶原酶消化、细胞滤网过滤后,将原代ISN-SCs和NPCs分别重悬于培养液,接种于普通培养箱培养,细胞达约90%融合后进行传代,第三代(P3)NPCs及第四代(P4)ISN-SCs用于进一步实验。采用三系诱导分化(成骨、成软骨、成脂肪)培养液对P4 ISN-SCs分别进行定向诱导分化培养,采用茜素红、钙钴染色检测其成骨分化能力,阿利新蓝染色检测其成软骨分化能力,油红O染色检测其成脂肪分化能力;采用连续传代法,将P3 NPCs连续传代,制备NPCs衰老模型,衰老相关β-半乳糖苷酶(senescence associated-β-galactosidase,SA-β-Gal)染色法检测衰老模型的有效性。研究将细胞培养体系进一步分为正常对照组、衰老组、共培养组,正常对照组采用P3NPCs接种,衰老组采用衰老NPCs接种,共培养组采用P4 ISN-SCs与衰老NPCs以1∶1混匀后接种,各组样本细胞总数及培养环境相同。培养1周后,采用甲苯胺蓝染色检测各组蛋白聚糖表达水平,采用免疫组化检测各组Ⅱ型胶原蛋白表达水平,采用实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)检测各组ACAN和COL2a1的m RNA表达水平。结果 :在特定诱导环境下,ISN-SCs可以定向成骨、成软骨、成脂肪分化。SA-β-Gal染色显示连续传代后NPCs衰老率随着传代次数而逐渐增加,P3 NPCs未出现明显的衰老[衰老率(3.0±0.5)%],P5 NPCs衰老率为(18.3±0.7)%,P10 NPCs达到严重衰老标准[衰老率为(86.0±4.6)%]。胞外基质蛋白检测结果显示:与正常对照组相比,衰老组的蛋白聚糖甲苯胺蓝染色明显减弱,Ⅱ型胶原免疫组化染色强度定量也显著减弱(P0.05);而接触共培养后,与衰老组相比,共培养组中的蛋白聚糖甲苯胺蓝染色明显增强,Ⅱ型胶原免疫组化染色强度定量显著增强(P0.05)并恢复至正常水平。qPCR结果显示:与正常对照组相比,衰老组的ACAN和COL2a1的m RNA表达水平均显著性降低(分别为1.00±0.05 vs 0.43±0.03,P0.05;1.00±0.03 vs 0.40±0.02,P0.05);接触共培养后,与衰老组相比,共培养组中ACAN和COL2a1的m RNA表达水平均显著性增加(分别为0.43±0.03 vs 0.99±0.05,P0.05;0.40±0.02 vs1.07±0.04,P0.05),且与正常组相比无显著性差异。结论:ISN-SCs具有较好的三系分化能力,通过接触共培养能够提高胞外基质蛋白和基因的表达水平,对衰老NPCs产生良好的修复作用,为后续ISN-SCs修复椎间盘的体内研究打下理论基础。     

髓核细胞来源外泌体对骨髓间充质干细胞向髓核样细胞分化的作用

目的:探讨人髓核细胞(NPCs)外泌体对人骨髓间充质干细胞(BMSCs)向髓核样细胞分化的作用。方法:取腰椎间盘突出症患者手术切除的髓核组织,体外分离培养人NPCs,采用差速离心法提取NPCs的外泌体,利用透射电镜及Western blot对外泌体进行大小形态及标志蛋白的检测,同时用PKH67荧光染料标记外泌体后与BMSCs共孵育0.5h、2h、4h,在激光共聚焦显微镜下观察BMSCs对NPCs外泌体的摄取情况;取人BMSCs经NPCs外泌体诱导3d、7d、10d、14d后应用RT-PCR检测BMSCs中蛋白聚糖(ACAN)、SOX-9、Ⅱ型胶原(COL2A1)、角蛋白19(KRT19)及缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的m RNA表达情况。结果:提取的人NPCs外泌体为直径为30~100nm的圆形或椭圆形结构,其表达CD63和Tsg101,不表达Calnexin蛋白。经PKH67标记的NPCs外泌体可以被BMSCs摄取;经NPCs外泌体诱导后7d开始BMSCs中的ACAN、SOX-9、COL2A1、KRT19及HIF-1α基因m RNA表达均显著性高于未经诱导的BMSCs(P0.05)。结论:在体外实验中,人NPCs可以分泌外泌体并被BMSCs所摄取,诱导BMSCs分化为髓核样细胞,可为椎间盘退变的组织工程修复提供更为简单有效的NPCs来源。     

兔骨髓间充质干细胞与髓核细胞共培养后的营养效应和类髓核分化效应

目的:探讨兔骨髓间充质于细胞(BMMSCs)与髓核细胞(NPCs)共培养时BMMSCs的营养效应和类髓核分化效应及其动态变化规律.方法:应用1月龄新西兰大白兔的骨髓和髓核进行BMMSCs及NPCs的分离培养与鉴定,建立3个细胞培养组,BMMSCs与NPCs共培养组(实验组),BMMSCs单独培养组和NPCs单独培养组作为对照组.在培养的不同时间点(3、6、9、12、15、18、21d)分别检测细胞培养上清液中转化生长因子β1(TGFβ1)、血小板衍化生长因子(PDGF)的含量变化及BMMSCs与NPCs的增殖能力,采用RT-PCR法检测培养不同时间点BMMSCs与NPCs的蛋白聚糖Aggrecan及Ⅱ型胶原蛋白mRNA的表达变化.结果:分离培养的两种细胞经鉴定分别为BMMSCs及NPCs.从第3天开始的各个时间点,实验组上清液中TGFβ1、PDGF的含量较两对照组明显增高(P<0.05),且随时间的延长而逐渐增高,第15天达最高,TGFβ1、PDGF分别达815.81±25.69pg/ml和494.28±20.01pg/ml,此后第18d、21d逐渐下降.实验组细胞DNA含量在各个时间点上均较两对照组明显升高(P<0.05).从第3天开始的各个时间点,实验组NPCs的蛋白聚糖Aggrecan及Ⅱ型胶原mRNA的表达较对照组高(P<0.05);同时从第15天开始至第21天,实验组BMMSCs的蛋白聚糖Aggrecan及Ⅱ型胶原mRNA的表达较对照组高(P<0.05).结论:BMMSCs与NPCs共培养时BMMSCs可通过表达TGFβ1、PDGF等细胞因子发挥其营养效应,激活NPCs.促进其增殖及细胞外基质的合成;在共培养后期,BMMSCs在髓核局部微环境下,可发挥其类髓核分化效应,开始合成蛋白聚糖Aggrecan及Ⅱ型胶原蛋白.     

人软骨终板干细胞与退变髓核细胞体外非接触共培养的实验研究

目的:探究人软骨终板干细胞(cartilage endplate stem cells,CESCs)与退变髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)在Transwell非接触共培养条件下的相互作用。方法:对取自因腰椎退行性疾病行腰椎间盘切除椎弓根螺钉内固定患者的软骨终板、退变髓核进行CESCs及NPCs的分离培养及鉴定。通过琼脂糖悬浮培养法获得CESCs的克隆,扩增后行流式技术及免疫荧光对CESCs进行干细胞表面标记的检测,取第三代CESCs与第一代NPCs进行实验,建立三个细胞培养组:CESCs单独培养组、NPCs单独培养组、CESCs与NPCs共培养组(分别接种于Transwell底部和上层插槽中进行非接触共培养)。在培养之后的不同时间点(3、5、7d),采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR,RT-PCR)检测各组细胞中蛋白聚糖(Agg)、SOX-9及Ⅱ型胶原蛋白(CollⅡ)m RNA的表达变化情况,共培养7d后,采用Western-blot检测各组细胞中蛋白聚糖、Ⅱ型胶原蛋白、Sox-9蛋白的表达变化。结果:经过分离培养及鉴定,筛选出的细胞为CESCs(流式细胞计数分析,CESCs细胞表面的CD73、CD90、CD105阳性率分别为97.5%、98.7%、98.7%);共培养后,RT-PCR显示单独培养的CESCs在各检测时间点几乎无Agg、CollⅡ、SOX-9基因表达;而共培养组的CESCs在第5天开始出现Agg、CollⅡ、SOX-9基因表达(其表达量分别为0.10、0.11、0.15),与单独培养CESCs相比有统计学意义(P0.05);共培养组NPCs的Agg、CollⅡ及SOX-9基因表达量(其表达量分别为1.32、1.25、0.92)高于单独培养NPCs的表达量(P0.05),且随着时间延长逐渐升高,共培养与单独培养相比,差异有统计学意义(P0.05)。共培养7d后,Westernblot结果与RT-PCR结果一致,共培养组CESCs的Agg、CollⅡ、SOX-9蛋白表达量高于单独培养组(P0.05)。结论:CESCs与NPCs共培养时的相互作用能促使CESCs表达髓核细胞特异性标记物Agg、CollⅡ和SOX-9;通过相互作用,CESCs可增强NPCs表达自身特异性相关分子。     

非接触共培养条件下人BMSCs对氧化应激环境中退变髓核细胞凋亡的保护研究

目的BMSCs移植可修复椎间盘退变,但确切修复机制尚不明确。探讨非接触共培养条件下人BMSCs对氧化应激诱导退变髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)凋亡的保护作用,了解BMSCs移植修复椎间盘退变的可能机制。方法密度梯度离心联合贴壁法分离、培养正常人BMSCs,并鉴定CD34、CD45、CD13细胞表面分子。胶原酶消化法分离、培养人退变椎间盘NPCs,HE染色、倒置相差显微镜观察NPCs细胞形态,甲苯胺蓝染色、免疫细胞化学染色鉴定NPCs的类软骨细胞表型。取第3代BMSCs和第1代NPCs按共培养体系不同分为4组:A组单纯NPC(s1×106个)培养,不行凋亡诱导;B组BMSCs(1×106个)与NPCs(1×106个)共培养;C组BMSCs(3×105个)与NPCs(1×106个)共培养;D组单纯NPCs(1×106个)培养,行凋亡诱导。B、C、D组分别于共培养3、7d加入0.1mmolH2O2作用20min诱导NPCs凋亡。胰蛋白酶消化收集各组NPCs,行DAPI染色观察细胞核形态,Annexin-V/碘化丙啶染色、流式细胞仪计算凋亡率,半定量RT-PCR检测Bcl-2、Bax基因转录水平,Western-blot检测Caspase-3蛋白含量。结果成功分离并培养人BMSCs和人退变椎间盘NPCs;BMSCs鉴定呈CD34-、CD45-、CD13+;第1代NPCs呈梭形或多角形,于胞质内表达Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖。DAPI染色示凋亡的NPCs可见细胞核固缩;共培养3、7d后,B组(29.26%±8.90%,18.03%±2.25%)及C组(37.10%±3.28%,13.93%±1.25%)细胞凋亡率均低于D组(54.90%±5.97%,26.97%±3.10%),高于A组(15.67%±1.74%,8.87%±0.15%),比较差异均有统计学意义(P0.05)。半定量RT-PCR检测示B、D组髓核细胞Bcl-2的转录水平提高(P0.05),Bax的转录水平无显著变化(P0.05);Western blot检测示B、C组NPCs的Cas-pase-3蛋白表达量低于D组,高于A组,差异有统计学意义(P0.05)。结论非接触共培养条件下人BMSCs可一定程度保护氧化应激诱导的退变NPCs凋亡,BMSCs共培养预处理的NPCs可能通过降低Bax/Bcl-2的转录比例来增强抗凋亡能力。     

髓核细胞表型标记的研究进展

目的综述髓核细胞表型标记的研究进展。方法广泛查阅近年关于髓核细胞表型标记的文献,并对其进行分析。结果由于不同的生物力学特性,髓核细胞和关节软骨细胞的形态及细胞外基质组分如蛋白多糖与Ⅱ型胶原α1的比率存在差异;通过髓核细胞的表面标记(CD24)、基因标记(低氧诱导因子1α、葡萄糖转运蛋白1、基质金属蛋白酶、VEGF-A等)及细胞内各种分子标记(角蛋白19和磷脂酰肌醇聚糖3、配对盒1、叉头蛋白和整联蛋白涎蛋白等)可以初步鉴别髓核细胞。结论髓核细胞与关节软骨细胞表型标记存在差异,但仍缺乏特异性标记物。     

正常髓核细胞的黏弹性研究

目的 观察正常髓核细胞的黏弹性。方法 髓核组织取材于3例脊柱侧凸矫形手术者术中取出废弃的髓核组织,用胰蛋白酶和Ⅱ型胶原酶消化分离细胞,Ⅱ型胶原免疫荧光组化和蕃红染色进行细胞鉴定,测量细胞直径,采用微管吸吮技术分析髓核细胞的黏弹性特性。结果 髓核细胞直径为(15.40±1.83)μm,正常髓核细胞的黏弹性参数k1(0.101 ±0.052) kPn、k2(0.353±0.199) kPa和μ(3.034±1.843) kPa·s。直线相关性分析表明,仅k1与髓核细胞直径明显相关(r=-0.389,P＜0.05)。结论 正常髓核细胞表现为典型的黏弹性固体蠕变特征;微管吸吮技术可以作为测量髓核细胞生物力学特性的可靠方法。     

脊索细胞促进骨髓间充质干细胞增殖及定向诱导分化的研究

目的 分离兔髓核脊索细胞及骨髓间充质干细胞(MSCs),通过共培养观察脊索细胞对MSCs增殖能力及细胞表型的影响.方法 4～6周龄新西兰兔4只,取胸腰段脊柱的髓核,用密度梯度离心法提取脊索细胞,同时取其股骨骨髓用Ficoll液分离得到MSCs,光镜观察脊索细胞和MSCs不同比例(1:2、1:1、2:1)共培养条件下细胞的生长,细胞计数试剂盒(CCK-8)法检测细胞增殖.脊索细胞和MSCs共培养(1:1)后行甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原染色检测MSCs细胞表型的改变.对共培养后的MSCs进行相关基因表达的检测.结果 光镜下观察原代脊索细胞呈圆形或椭圆形,胞体大,细胞增殖不明显.MSCs呈梭形贴壁生长,旋涡状排列.CCK-8检测发现脊索细胞/MSCs1:1组细胞增殖明显高于其余各组.甲苯胺篮染色MSCs单独培养组呈阴性,共培养组呈阳性.Ⅱ型胶原染色MSCs单独培养组呈阴性,共培养组呈阳性.逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测发现共培养组蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达分别为脊索细胞的2.00、1.35倍,而单独培养的MSCs则表达阴性.结论 在共培养条件下脊索细胞可以促进MSCs增殖,且细胞比例为1:1时更为显著;同时可以诱导其产生Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖,表现出类软骨细胞表型.     

人髓核间充质干细胞的分离提纯方式及生物学活性鉴定

目的 :探索人髓核间充质干细胞(nucleus pulposus mesenchymal stem cells,NPMSCs)的提纯方法并鉴定其生物学活性。方法:收集3例腰椎间盘突出症患者的退变髓核组织(Pfirrmann分级均为Ⅳ级),利用酶消化法分离细胞。采用两种方法分离提纯NPMSCs,一组细胞采用贴壁法培养(贴壁组),另一组通过流式细胞分选技术利用NPMSCs表面阳性标志物CD73、CD90、CD105获得NPMSCs(流式组)。将两种方法获得的NPMSCs进行体外培养扩增,分别进行形态学观察,细胞计数试剂盒(Cell Counting Kit,CCK-8)检测增殖能力。贴壁组NPMSCs采用流式细胞分选仪在进行分选之前检测免疫表型,流式组NPMSCs在生长达80%~90%融合时进行免疫表型的检测。向成骨、成脂、成软骨诱导分化,诱导28d后分别进行茜素红染色观察其成骨能力、油红O染色观察其成脂能力、甲苯胺蓝染色观察其成软骨能力,利用Imag J软件计算染色区域所占的面积百分比。比较两组NPMSCs在形态学、免疫表型及增殖和分化能力的差异。结果:形态学观察发现,两组NPMSCs均呈漩涡状生长,贴壁组NPMSCs可见散在的单个细胞生长;流式组NPMSCs长梭形形态更长,排列更加紧密,少见散在的单个贴壁生长细胞。流式细胞分选后所得的NPMSCs占细胞总数的(89.67±2.52)%,可以进行体外培养扩增,细胞为典型的长梭形特征,漩涡状生长,在接种后12~15d达80%~90%融合,增殖能力在接种后5~13d明显高于贴壁组NPMSCs(P0.05)。流式组NPMSCs的CD73、CD90、CD105的表达率明显高于贴壁组NPMSCs(P0.05),并且低表达CD34、CD45及HLA-DR。两种方法获得的NPMSCs均能完成三系诱导分化,流式组成骨、成脂、成软骨染色区域百分比均明显高于贴壁组(P0.05)。结论:利用流式细胞分选技术从人退变髓核组织中可获得较高纯度的NPMSCs,并能进行后续培养扩增。与贴壁法获得的NPMSCs相比,流式细胞分选的NPMSCs具有更强的增殖与分化能力。     

兔髓核间充质干细胞与髓核细胞非接触式共培养的生物学效应

[目的]通过非接触式共培养探索兔髓核间充质干细胞(NPMSCs)与兔髓核细胞(NPCs)的间接生物学效应。[方法]将第3代兔来源NPMSCs与NPCs进行非接触共培养,分设三组:NPCs/NPCs自身共培养对照组,NPMSCs/NPMSCs自身共培养对照组,NPMSCs/NPCs共培养组。分别在共培养3、5、7 d后,比较两种细胞增殖情况,ELISA检测上清液中转化生长因子β1(TGF-β1)、胰岛素样生长因子(IGF)的含量;采用RT-PCR检测共培养7 d后NPMSCs与NPCs的Col IIα1、AGG基因表达变化;免疫荧光染色检测NPMSCs中Col II的蛋白表达情况。[结果]在共培养第5 d和第7 d,共培养组NPCs的细胞数量均高于自身对照组(P0.05),在第7d,共培养组NPMSCs的细胞数量均高于自身对照组;在共培养3、5、7 d后,共培养组上清液TGF-β1、IGF的含量均高于自身对照组(P0.05);在培养7 d后,共培养组NPMSCs中Col II免疫荧光强度高于自身对照组,NPCs与NPMSCs的Col IIα1、AGG基因的表达较自身对照组显著升高(P0.05)。[结论] NPMSCs与NPCs非接触共培养可以促进细胞因子分泌、细胞增殖、基质合成与分泌。     

Autologous nucleus pulposus primes T cells to develop into interleukin‐4‐producing effector cells: An experimental study on the autoimmune properties of nucleus pulposus

An autoimmune response to herniated nucleus pulposus has been proposed to constitute a pathophysiologic mechanism for inducing sciatica based on the fact that nucleus pulposus under normal conditions is excluded from the development of immunological tolerance. The manifestation of an autoimmune response comprises different steps starting with antigen capture, continuing with activation of T helper (T_H) cells and ending with production of autoantibodies. Activated T_H cells differentiate into either T_H1 cells, predominately producing proinflammatory cytokines such as interferon γ (IFNγ) or a T_H2 subset mainly producing anti‐inflammatory cytokines such as interleukin‐4 (IL‐4). The aim of the present study was to examine if exposure of autologous nucleus pulposus (NP) to the immune system for 3 weeks is potent enough to prime T_H cells to differentiate into T_H2 cells. The study was performed in a pig model allowing the exposure of NP to the immune system. To assess the polarization of T_H cells the intracellular production of IFNγ and IL‐4 was measured in T cells by using flow cytometry. The revealed predominant production of IL‐4 together with low production of IFNγ in T cells after NP exposure to the immune system indicates that nucleus pulposus may prime T_H cells to develop into IL‐4‐producing T_H2 cells after being exposed to the immune system, for example, in association with disc herniation. © 2008 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 27:97–103, 2009