人胰岛素样生长因子-1逆转录病毒载体的构建及其在骨髓基质干细胞中的表达

目的构建人胰岛素样生长因子-1的逆转录表达载体,建立逆病毒介导的IGF-1基因转移系统。方法用逆转录-多聚酶链反应（RT-PCR）从人肝细胞克隆IGF-1的基因;经DNA测序分析证实后将目的基因插入逆转录病毒载体LXSN,制备pLXSN-IGF-1表达载体;借助阳离子脂质体转染包装细胞PA317,G418筛选阳性克隆,获取病毒上清;培养人骨髓基质干细胞,用病毒上清感染骨髓基质干细胞;采用RT-PCR及Western blot法检测目的基因在靶细胞的表达。结果经酶切电泳和DNA测序表明成功构建了IGF-1逆转录病毒表达载体,转染包装细胞后可以产生IGF-1逆转录病毒,病毒感染人骨髓基质干细胞后能够表达IGF1-1重组蛋白。结论成功建立逆转录病毒载体介导的IGF-1体外表达体系,能够快速、稳定地将IGF-1基因转入骨髓基质干细胞。     

骨髓基质干细胞修复骨缺损的研究进展

骨缺损的治疗是困扰骨科临床的难点,传统的治疗方法极为困难。随着组织工程学的迅速发展,骨髓基质干细胞是被研究最多的种子细胞,通过对其进行基因修饰、构建复合支架材料及促进组织工程骨早期血管化等方法,使应用组织工程技术治疗骨缺损成为目前研究的热点,现对其研究现状及进展进行了综述。     

自体富血小板血浆联合骨髓基质干细胞复合改建脱细胞真皮基质修复兔关节软骨的可行性研究

目的:研究自体富血小板血浆（PRP）联合骨髓基质干细胞（BMSCs）复合改建脱细胞真皮基质（ADM）修复兔关节软骨的修复效果及临床价值。方法:选择60只股骨髁关节损伤的青紫蓝兔作为研究对象,随机分为研究组、对照组和空白组,各20只。首先制备PRP,再分离BMSCs,并进行体外培养,接种于ADM支架上。研究组培养基添加10% PRP,其他条件同对照组,空白组兔不做任何处理。将BMSCs-ADM复合物植入兔关节缺损处,在1、2、3个月末对构建的软骨组织进行免疫力学、组织学、生物力学检测,比较PRP-BMSCs-ADM联合修复关节缺损的效果。结果:随着培养时间延长,BMSCs的细胞数目显著增多,呈现S形生长曲线,第3天后进入对数期,第9天后进入平台期;从第3天开始,细胞数目OD值研究组均明显高于对照组（P<0.01）;随着时间的延长,各组标本软骨样细胞数目增多,软骨陷窝逐渐成熟,软骨表面逐渐光滑,IRCS宏观评分和组织学评分均呈现增长趋势（P<0.01）,标本压力弹性模量有上升趋势（P<0.05）;同时期研究组标本评分与压力弹性模量均显著高于对照组和空白组（P<0.01）;3个月后,研究组软骨缺损修复状况明显优于对照组和空白组。结论:自体PRP联合BMSCs复合改建ADM修复兔关节软骨的修复效果良好,具有可行性。     

自体骨髓基质干细胞修复股骨头关节软骨缺损的实验研究

目的 探讨自体骨髓基质干细胞修复兔股骨头软骨缺损的可行性.方法 1、建立兔髋关节软骨缺损动物模型16只,对照组8只,实验组8只;2、取兔髂骨骨髓,体外分离、培养、扩增、骨髓基质干细胞,诱导分化为软骨样细胞并进行细父胞标记;3、与生物材料混合后植入体内修复兔股骨头关节软骨缺损,8周后观察修复效果;结果 8周后大体标本显示关节软骨缺损为白色软骨样组织填充,组织切片显示缺损处有新生软骨形成,阿新兰染色和Ⅱ型胶原免疫组化检测有GAG和Ⅱ型胶原强阳性表达;结论经诱导分化后的自体骨髓基质干细胞复合生物材料移植可用于修复兔股骨头关节软骨缺损.     

自体骨髓基质干细胞修复股骨头关节软骨缺损的实验研究

目的 探讨自体骨髓基质干细胞修复兔股骨头软骨缺损的可行性.方法 1、建立兔髋关节软骨缺损动物模型16只,对照组8只,实验组8只;2、取兔髂骨骨髓,体外分离、培养、扩增、骨髓基质干细胞,诱导分化为软骨样细胞并进行细父胞标记;3、与生物材料混合后植入体内修复兔股骨头关节软骨缺损,8周后观察修复效果;结果 8周后大体标本显示关节软骨缺损为白色软骨样组织填充,组织切片显示缺损处有新生软骨形成,阿新兰染色和Ⅱ型胶原免疫组化检测有GAG和Ⅱ型胶原强阳性表达;结论经诱导分化后的自体骨髓基质干细胞复合生物材料移植可用于修复兔股骨头关节软骨缺损.     

兔骨髓基质干细胞复合珊瑚修复兔骨缺损的实验研究

目的：对天然珊瑚（natural coral，NC）的细胞相容性进行研究，观察其与兔骨髓基质干细胞（bone marrow stem cells．BMSCs）复合后修复兔桡骨缺损的能力。方法：从兔股骨转子窝抽取骨髓，体外培养扩增，将其接种于珊瑚上，一组分别于1、3、7、14天取材，扫描电镜（SEM）观察细胞在支架上的生长情况，另一组进行诱导，培养5天后接种于兔桡骨1cm缺损中．以珊瑚填充桡骨缺损组作为对照。结果：从第1天开始，珊瑚表面即有细胞贴壁，随时间延长，细胞数量增多，到14天时有大量胶原形成。种植于兔桡骨缺损者4周时珊瑚降解不明显，骨组织形成较少，8周时见珊瑚部分降解．骨组织形成较多，20周时珊瑚完全降解，骨折愈合。结论：BMSCs与NC复合可构建组织工程骨，能修复骨缺损，并具有成骨可靠、来源广泛、成本低廉等特点．     

含hIGF-1基因腺病毒的构建及在兔骨髓间充质干细胞的表达

目的用Adeasy系统构建荧光蛋白基因标记的腺病毒载体Ad-hIGF-1,然后转染兔骨髓间充质干细胞并检测其表达.方法根据GenBank公布的hIGF-1序列设计PCR引物,从质粒pcDNA3.1-hIGF-1中扩增出截短型hIGF-1,亚克隆至pMD-T载体,鉴定后酶切出目的基因插入pAdtrack-CMV中构建成腺病毒穿梭质粒pAdtrack-hIGF-1,经Pme Ⅰ线性化后采用电穿孔法转化至已包含有腺病毒骨架质粒pAdEasy-1的BJ5183大肠杆菌中,挑选同源重组质粒线性化后转染HEK293细胞收获腺病毒,然后转染靶细胞兔骨髓间充质干细胞,通过绿色荧光蛋白表达情况以及流式细胞仪、免疫细胞化学等方法检测hIGF-1的表达.结果成功构建了绿色荧光蛋白基因标记的腺病毒Ad-hIGF-1,并在兔骨髓间充质干细胞得以高效表达.结论Adeasy腺病毒系统是基因转染的高效载体系统.腺病毒Ad-hIGF-1转染的骨髓间充质干细胞可作为基因修饰的软骨组织工程种子细胞.     

关节止痛胶囊对骨髓基质干细胞凝胶复合体修复兔膝关节软骨缺损的影响

目的：探讨关节止痛胶囊对骨髓基质干细胞凝胶复合体修复兔膝关节软骨缺损的影响。方法：采用密度梯度离心＋贴壁培养法分离、纯化和扩增骨髓基质干细胞（BMSCs）,取第三代BMSCs制备纤维蛋白凝胶复合体。将40只新西兰兔随机分为四组：I组缺损不做任何处理;Ⅱ组缺损中植入未加细胞因子的凝胶复合体;Ⅲ组和Ⅳ组缺损种植人含细胞因子的凝胶复合体,Ⅱ组和Ⅳ组每天给予关节止痛胶囊灌胃。分别于术后第4、8、12周后取材,进行大体及组织学观察。结果：传代后BMSCs增殖速度快,易扩增可获取足够数量的细胞来修复软骨缺损。术后12周,大体观察,Ⅳ组缺损内修复组织大体形态与周围正常软骨无明显差异,没有裂隙,边界模糊,表面光滑,按之有韧性,几乎与周围关节面平齐,不易区分;组织学观察,Ⅳ组缺损完全由透明软骨组织填充,软骨细胞排列规则,新生软骨的厚度与正常软骨厚度基本相同。结论：骨髓基质干细胞凝胶复合体加关节止痛胶囊能修复关节软骨缺损,关节止痛胶囊在体内可以诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞分化,促进凝胶复合体修复软骨缺损。     

PLGA复合Ⅱ型胶原和生长因子诱导组织 工程软骨修复兔关节软骨缺损

 【目的】 观察骨髓基质干细胞(BMSCs)种植到复合胶原和生长因子的聚乙醇酸-乳酸共聚物(PLGA)生物材料上,再种植到兔体内,进一步诱导成组织工程软骨组织的可行性,并观察此组织工程软骨修复兔关节软骨缺损的能力&#65377;【方法】 相分离法制作PLGA,复合Ⅱ型胶原和成软骨生长因子bFGF,TGF-β1&#65377;将P3代的BMSCs种植到复合材料上&#65377;36只新西兰大白兔随机分为实验组&#65380;对照组&#65380;空白组,分别于肌袋内植入BMSCs/复合生长因子和胶原的PLGA&#65380;复合生长因子和胶原的PLGA&#65380;复合胶原的PLGA,于术后第4&#65380;8&#65380;12周取材观察细胞的定向分化及生长情况,包括大体观察&#65380;苏木精-伊红染色&#65380;甲苯胺蓝染色&#65380;Ⅱ型胶原染色&#65380;扫描电镜观察&#65377;16只新西兰白兔分2组,上述组织工程骨植入实验兔膝关节软骨缺损处,对照组仅做缺损,12周后取材初步观察修复情况&#65377;【结果】 大体观察可见实验组材料有类软骨样组织生长,而对照组和空白组则仅见纤维组织生长&#65377;各种染色及电镜观察显示:实验组复合物内可见多的成软骨细胞及少量的破骨细胞&#65377;实验组甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原染色为阳性,对照组和空白组均为阴性&#65377;大体观察兔膝关节软骨缺损得到修复,苏木精-伊红染色显示表面关节软骨形成,与周围正常软骨形成连接&#65377;【结论】 胶原修饰的PLGA生物材料具有较好的细胞相容性;BMSCs种植到复合胶原和生长因子的PLGA生物材料上在兔体内可诱导成为组织工程软骨复合组织,并初步证实有修复兔关节软骨缺损的能力&#65377;     

体外培养骨髓基质细胞修复关节软骨缺损的实验研究

骨关节病、创伤性关节炎等均可造成关节软骨的破坏。由于软骨再生能力非常有限．软骨缺损修复一直是一个难题。多年以来，利用软骨移植、骨膜移植、软骨细胞移植等都未能取得良好的疗效，同时也存在着诸如供体来源有限、免疫排斥反应和移植物易退化等缺点，临床上不能广泛开展。关节形成术虽在一定程度上缓解了患者的痛苦，但该术创伤大、费用高、存在感染、植入关节松动等远近期并发症，因而存在较大的局限性。近年来组织工程学技术的发展为软骨修复提供了新方法。     

骨髓间充质干细胞复合脱钙骨基质修复兔膝关节全层软骨缺损的实验

目的:研究骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)复合脱钙骨基质(deminerized bone matrix, DBM)修复兔膝关节全层软骨缺损的疗效. 方法:MSCs取自4～6 mo龄2.5～3.5 kg的青紫兰兔,体外分离培养后种植于DBM支架上体外培养,再移植于兔膝关节全层软骨缺损模型处. 实验动物选用健康的青紫兰兔36只,随机分成A, B, C 3个处理组各12只,A处理组(MSCs/DBM)双侧股骨髁间窝软骨缺损处植入DBM吸附体外分离培养的自体MSCs复合物;B处理组(DBM)单纯植入DBM;C处理组(对照)不作任何植入. 分别于术后4, 8和12 wk各处死4只兔子,取材进行大体、组织学及免疫组化染色观察,根据关节软骨组织学计分标准进行评分,数据输入SPSS 10.0软件统计分析,比较各组的评分差异是否具有统计学意义. 结果:MSCs复合DBM所修复组织为透明软骨样修复;而单纯DBM移植组和对照组为纤维性修复. 对术后12 wk大体及组织学形态进行评分. 按完全随机设计进行方差分析和SNK-q检验,结果显示,SMCs/DBM组明显优于DBM植入组和对照组(P<0.05);DBM组优于对照组(P<0.05). 结论:运用软骨组织工程的原理,以DBM为支架材料的自体MSCs移植是一种修复软骨缺损的行之有效的方法.     

Repair of articular cartilage defects in minipigs by microfracture surgery and BMSCs transplantation

Objective：To investigate the feasibility of minimal invasive repair of cartilage defect by arthroscope-aided microfracture surgery and autologous transplantation of mesenchymal stem cells. Methods： Bone marrow of minipigs was taken out and the bone marrow derived mesenchymal stem cells （BMSCs） were isolated and cultured to passage 3. Then 6 minipigs were randomly divided into 2 groups with 6 knees in each group. After the articular cartilage defect was induced in each knee, the left defect received microfracture surgery and was injected with 2.5 ml BMSCs cells at a concentration of 3×107 cells/ml into the articular cavity; while right knee got single microfracture or served as blank control group. The animals were killed at 8 or 16 weeks, and the repair tissue was histologically and immunohistochemically examined for the presence of type Ⅱ collagen and glycosaminoglycans （GAGs） at 8 and 16 weeks. Results： Eight weeks after the surgery, the overlying articular surface of the cartilage defect showed normal color and integrated to adjacent cartilage. And 16 weeks after surgery, hyaline cartilage was observed at the repairing tissues and immunostaining indicated the diffuse presence of this type Ⅱ collagen and GAGs throughout the repair cartilage in the treated defects. Single microfracture group had the repairing of fibrocartilage, while during the treatment, the defects of blank group were covered with fewer fiber tissues, and no blood capillary growth or any immunological rejection was observed. Conclusion： Microfracture technique and BMSCs transplantation to repair cartilage defect is characterized with minimal invasion and easy operation, and it will greatly promote the regeneration repair of articular cartilage defect.     

兔骨髓间充质干细胞定向诱导移植修复关节软骨的实验研究

目的：通过诱导兔骨髓间充质干细胞（MSCs），观察干细胞向软骨细胞的分化效果。方法：纯化兔骨髓间充质干细胞；用含转化生长因子β1的诱导液培养骨髓间充质干细胞；以MTT测定诱导细胞的增殖活性；免疫组化检测Ⅱ型胶原蛋白的表达；诱导后的细胞移植于白兔膝关节内，X线摄片观察软骨修复形成情况。结果：诱导液可有效诱导MSCs向软骨细胞表型转化，且骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化所需的特异性细胞外基质——Ⅱ型胶原明显升高，移植后效果明显。结论：兔骨髓间充质干细胞定向诱导后移植修复关节软骨是有效的。因此骨髓间充质干细胞有可能成为软骨组织工程较理想的种子细胞来源。     

大鼠关节软骨干细胞的分离培养及其特性的鉴定

目的分离培养大鼠关节软骨干细胞(ACSCs)并鉴定其特性。方法运用纤连蛋白黏附法从大鼠关节软骨细胞中分选出ACSCs,流式细胞技术分别鉴定干细胞阳性表面抗原(阳性标志物CD90与CD44)和阴性表面抗原(阴性标志物CD45、CD31与CD34)在ACSCs中的表达水平,单克隆形成实验鉴定ACSCs的单克隆形成能力,成骨、成脂及成软骨诱导鉴定ACSCs的多向分化潜能。结果纤连蛋白可以特异性地分选出ACSCs。ACSCs高表达CD90与CD44,几乎不表达CD45、CD31与CD34。经过7d培养,单个ACSC可以形成大于32个细胞的单克隆细胞团。ACSCs具备很强的成骨、成脂和成软骨分化能力。结论大鼠关节软骨内存在ACSCs,ACSCs具有比较典型的干细胞特征。     

诱导干细胞技术制备软骨细胞治疗关节软骨损伤的动物实验研究

目的 探讨利用诱导干细胞技术制备软骨细胞治疗关节软骨损伤的价值.方法 选择健康新西兰大白兔12只,其中3只用于分离培养骨髓间充质干细胞(BMMSC),将其余白兔均分为诱导组、空白对照组及支架组(每组3只).建立软骨缺损动物模型后,空白对照组关节软骨缺损区不作任何处理,支架组只将25％可注射型支架材料Pluronic F-127注入软骨缺损区,诱导组将25％可注射型支架材料Pluronic F-127注射到最佳诱导分化的BMMSC中,再将细胞注入软骨缺损区.干预后15 d,对各组动物关节软骨缺损部位进行大体观察与显微镜下观察,并进行组织学评分.结果 定向诱导14 d后,BMMSC由梭形变为多边形,形成软骨样结节.建模后3组实验动物膝关节活动正常,诱导组术后8周关节缺损处完全填充,修复组织表面平整,软骨下区形成新骨;其他两组缺损持续存在,粉红色组织填充底部.诱导组术后4周、8周的组织学评分分别为(6.44±1.11)分和(6.27±1.09)分,均明显低于支架组的(10.41±1.34)分和(9.87±1.23)分(P＜0.05),也明显低于空白对照组的(11.09±1.34)分和(9.89±1.33)分(P＜0.05).结论 诱导干细胞技术制备的软骨细胞在体外增生分化效果好,而应用于治疗关节软骨损伤可以最大限度地减少创伤.     

自体脂肪源性间充质干细胞修复兔软骨缺损的实验研究

目的 评价腺病毒介导的人转化生长因子β2(Ad-hTGF-β2)基因转染自体兔脂肪间充质干细胞(ADSCs)复合聚乳酸(PLGA)/藻酸钙对关节软骨缺损的修复效果.方法 将20只新西兰大白兔制备双侧膝关节软骨缺损模型.体外培养扩增自体ADSCs,转染Ad-hTGF-β2后,种植于PLGA上,然后将细胞_支架复合物植入兔关节软骨缺损模型;缺损处植入单纯支架、缺损处不做任何处理者,作为对照组.分别于术后4、12及24周处死动物进行大体及组织学观察,并行Ⅱ型胶原免疫组织化学染色.结果 实验组修复区可见新生的陷窝状细胞形成,与周围结合紧密.对照组见大量成纤维细胞,未见软骨样陷窝细胞形成.Ⅱ型胶原染色实验组呈阳性,对照组无明显阳性可见.结论 Ad-hTGF-β2基因转染的白体ADSCs能够修复关节软骨缺损.     

慢病毒载体介导hHGF基因在大鼠真皮间充质干细胞的表达

目的探讨慢病毒载体（LVs）介导人肝细胞生长因子（hHGF）基因在大鼠真皮间充质干细胞（rdMSCs）的表达,以及hHGF基因修饰对rdMSCs增殖的影响。方法体外分离培养rdMSCs,hHGF—GFP—LV以不同感染复数（MOI）转染rdMSCs,荧光显微镜和流式细胞仪检测GFP阳性细胞比例;ELISA法测定感染后细胞上清hHGF水平;采用台盼蓝拒染法对hHGF基因修饰rdMSCs和rdMSCs进行细胞计数,绘制细胞生长曲线分析细胞的活力。结果rdMSCs是贴壁细胞,表达CD44和CD90,不表达CD34和CD45表面分子,可向脂肪细胞分化;MOI为100时,rdMScs能达到80％以上的感染效率;hHGF基因修饰rdMSCs细胞上清的hHGF水平高于阴性对照组（P〈0．05）。P4、P6和P8细胞的培养上清hHGF水平的差异无统计学意义（P〉0．05）;hHGF基因修饰rdMSCs有较强的增殖能力。其细胞生长曲线与rdMSCs相似。结论LVs可以介导hHGF基因在rdMSCs稳定表达,且不影响细胞的增殖活力。     

人关节软骨来源CD105~+/CD166~+间充质干细胞的分选及其多向分化特性的鉴定

目的 建立免疫磁珠技术高效分选人关节软骨CD166~+/CD105~+间充质干细胞(MSCs)的方法,并鉴定其多向分化特性.方法 酶消化法获取5例手术切除的膝关节软骨组织细胞,并行原代(P~0代)和传代(P~2、P~4、P~6代)培养;流式细胞仪检测其中CD166~+/CD105~+细胞百分比.比较免疫磁珠连续法与间断法分选P~4代培养细胞中CD166~+/CD105~+细胞的所需时间、分选细胞活度及其百分比和收获率.对连续法分选CD166~+/CD105~+细胞进行成骨、成软骨、成脂肪诱导,Gomori钙钴法碱性磷酸酶(Ale)、Ⅱ型胶原免疫组化、油红O染色检测其分化特性.结果 人关节软骨组织分离细胞和原代培养细胞中的CD105~+/CD166~+细胞百分比较低[(1.13±0.68)%、(5.16±3.59)%],传代培养细胞中的CD105~+/CD166~+细胞百分比随传代次数增加而明显增高[P~2、P~4、P~6代培养细胞中CD166~+/CD105~+细胞百分比分别为(12.68±2.59)%、(17.81±3.80)%、(19.36±3.93)%](P<0.05),传代培养至P~4代,其CD105~+/CD166~+细胞百分比与P~6代[(19.36±3.937)%]比较差异不显著(P>0.05).免疫磁珠连续法分选P4代培养细胞中CD105~+/CD166~+细胞的百分比高于间断分选法[(93.8±3.95)%vs(90.1±2.43)%,P<0.05],且分选时间显著缩短[(6.8 ±0.40)h vs (120.0±10.21)h,P<0.01),而细胞收获率[(62.0±7.5)% vs (68.5±7.0)%]和细胞活度[(93.8±1.48)% vs (94.6±1.14)%1差异不显著(P>0.05).连续法分选CD166~+/CD105~+细胞成骨诱导后ALP染色阳性;成软骨诱导前Ⅱ型胶原弱阳性,诱导后Ⅱ型胶原附性;成脂肪诱导后,细胞内可见脂肪滴,油红O染色阳性.结论 人关节软骨P~4、P~6代培养细胞中的MSCs比例较高.免疫磁珠连续法能够高效了分选人关节软骨MSCs,所分选的MSCs具有成骨、成软骨及成脂肪分化功能.     

胎儿骨髓间充质干细胞在体外无支架下向软骨组织分化的探讨

目的　探讨骨髓间充质干细胞 (mesenchymalstemcells,MSCs)无支架条件下在体外向软骨组织定向分化的条件。方法　取引产胎儿骨髓悬液 ,经Percoll密度梯度离心 ,获取单个核细胞 ,细胞贴壁、扩增后 ,再以高糖DMEM(TGF β15ng/ml)进行成软骨细胞预诱导 ,4～ 7d后获得成纤维样单层贴壁的MSCs。以此MSCs为种子细胞 ,2× 10 6个细胞离心成团 ,在TGF β1与IGF Ⅰ及其它辅助成分的协同作用下 ,体外培养 3wk后形成组织团块。经固定、包埋、切片后行甲苯氨蓝染色 ,免疫组化方法测定特异性Ⅱ型胶原。通过图象分析软件检测组织块蛋白多糖和Ⅱ型胶原表达强度 ,并与胎儿正常软骨比较。结果　胎儿骨髓单个核细胞经过预诱导 ,细胞表达特异性Ⅱ型胶原 ,甲苯氨蓝染色蓝染明显增强 ;再经离心成团、体外诱导培养后形成有光泽软骨样组织块 ,其甲苯氨蓝染色呈蓝染 ,特异性Ⅱ型胶原为阳性表达 ,图象分析表明其蛋白多糖及Ⅱ型胶原表达强度与胎儿正常软骨相似。结论　胎儿骨髓间充质干细胞经高糖DMEM预诱导后可向软骨细胞分化 ;离心成团后 ,在TGF β1与IGF Ⅰ及其它辅助成分的协同作用下具有形成类软骨组织的能力 ,本实验建立的定向诱导培养系统在无支架条件下可使MSCs向软骨样组织分化。