CD44分子的体外岩藻糖基化修饰对兔骨髓间充质干细胞归巢能力的影响

目的探究CD44分子的体外岩藻糖基化修饰对兔骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)归巢能力的影响。方法首先,构建稳定表达增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)的BMSCs;然后,将BMSCs进行体外岩藻糖基化处理;最后,通过尾部静脉注射到胫骨骨折的模型兔体内。注射6周后,采用ELISA法检测兔血清中基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1,SDF-1)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)的分泌水平;采用Western Blot检测损伤处骨组织SDF-1、MCP-1蛋白的表达;采用免疫组化染色检测EGFP表达的阳性率。结果荧光显微镜观察结果显示成功构建稳定表达EGFP的BMSCs;ELISA及Western Blot检测结果显示,经岩藻糖基化处理后的BMSCs治疗组,兔血清中SDF-1、MCP-1的分泌量及损伤骨组织SDF-1、MCP-1蛋白的表达量较未经岩藻糖基化处理的BMSCs治疗组均显著上升(P0.01);免疫组化染色结果显示,EGFP表达的阳性率也明显升高(P0.05),证明到达损伤骨组织处的BMSCs明显增多,有助于骨损伤修复。结论 CD44分子的体外岩藻糖基化修饰能显著加强兔骨髓间充质干细胞的归巢能力,这可能是通过SDF-1、MCP-1的调节来实现的。     

多肽修饰的聚己内酯-左旋聚乳酸与犬骨髓基质干细胞生物相容性的研究

目的 探讨精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)修饰的聚己内酯-左旋聚乳酸共聚物(PCL-b-PLLA)与犬骨髓基质干细胞(BMSCs)的生物相容性.方法 应用密度梯度离心法及贴壁筛选法分离培养犬BMSCs,观察细胞形态及超微结构,流式细胞仪鉴定其表面标记物.将第3代犬BMSCs接种于RGD纳米胶束修饰的PCL-b-PLLA膜L培养,作为实验组,对照组为BMSCs与未修饰的PCL-b-PLLA膜复合培养,3 d后Hoechst 33342荧光染色、倒置显微镜及扣描电镜观察细胞形态,MTT法检测细胞毒性.分别于2、4、6 h细胞计数仪计数检测黏附的细胞数,计算黏附率.结果 原代及传代培养的BMSCs呈梭形外观,具有较强的增殖能力.BMSCs超微结构显示其胞体较小,细胞核/浆比例大,胞浆少,染色质较疏松.细胞表而扰原CD29、CD44表达阳性,CD34表达阴性.Hoechst 33342荧光染色示实验组细胞核形态正常,核质均染,细胞数较对照组明显增多,未见明显凋亡及坏死细胞.扫描电镜示实验组较对照组细胞数量多,延展好,伪足相互接触紧密.两组材料对细胞均无毒性作用.随时间延长两组材料上细胞黏附率逐渐增高,各时间段实验组细胞黏附率显著高于对照组(P＜0.01).结论 RGD修饰的PCL-b-PLLA不仅与犬BMSCs具有良好的生物相容性,而且可显著促进BMSCs黏附、生长,是一种较为理想的组织工程支架材料.     

成骨细胞特异性钙黏蛋白涂布脱钙骨基质材料对BMSCs黏附及成骨分化能力的影响

目的 探讨成骨细胞特异性钙黏蛋白(cadhefin ectodomain Ⅱ,Cad-Ⅱ)涂布于同种异体脱钙骨基质材料(freeze-dried demineralized bone matrix,FDBM)对兔BMSCs黏附、增殖及成骨分化能力的影响.方法 取4周龄日本大耳白兔10只,体重0.61～0.88 kg,雌雄不限,常规分离培养BMSCs.取第2代BMSCs(细胞密度1×106个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合,行MTT检测细胞增殖能力,细胞黏附实验检测细胞上架率和上架数,倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察细胞生长情况.另取第2代BMSCs(细胞密度5×105个/mL)分别与经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(实验组)和未经Cad-Ⅱ修饰的FDBM(对照组)复合培养,行ALP活性检测和骨钙素免疫组织化学染色观察细胞成骨分化情况.结果 MTT检测发现BMSCs在经Cad-Ⅱ修饰的支架材料上能正常增殖,但与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05).实验组细胞上架率为87.41%±5.19%,明显高于对照组35.56%±0.75%(P<0.01);对照组每片材料细胞上架数平均为2.6×104个,实验组平均高达5.0×105个,明显多于对照组(P<0.05).倒置相差显微镜、扫描电镜及HE染色观察均显示实验组支架上黏附细胞数量明显多于对照组.成骨诱导培养7 d,实验组和对照组细胞均可表达骨钙素,具有成骨细胞表型;培养14 d,实验组和对照组ALP活性分别为29.33±1.53和18.31±1.32,骨钙素免疫组织化学染色阳性率分别为83%±7%和56%±7%,两组比较差异均有统计学意义(P<0.01);与同组7、21 d比较差异有统计学意义(P<0.01),7 d与21 d组间及组内比较差异均无统计学意义(P>0.05).结论 Cad-Ⅱ修饰的FDBM对BMSCs增殖无明显促进作用,但能提高细胞黏附性,并促进BMSCs向成骨细胞分化.     

糖基化改装人脂肪来源干细胞促进其骨髓归巢及成骨的研究

目的探讨脂肪来源干细胞表达的CD44,可以被糖基化技术进行修饰,成为造血干细胞E/L选择素配体（HCELL）,进而可有效的骨髓归巢并原位分化成骨。 方法应用α-1,3-唾液盐藻糖酶：FTV以及其底物GDP-海藻糖处理人脂肪来源干细胞,使该细胞表面CD44分子糖基化为HCELL,检测其增殖、分化等细胞生物学特性。平行平板流动腔试验以及免疫荧光染色验证其小鼠体内归巢及成骨能力。 结果α-1,3-岩藻糖基化的hASC在不损害细胞活力的情况下表达HCELL,能够诱导血管内皮细胞表面E-选择素与其结合,并在剪切力条件下,使hASCs与内皮E-选择素产生强大的滚动粘附效应,促进hASCs迁移到骨髓中,并在小鼠骨髓中产生人骨样细胞。 结论本研究证明糖基化技术能够增强干细胞的骨髓归巢能力,且不对干细胞自身细胞活性产生负向作用。     

多巴胺表面修饰/负载软骨源性形态发生蛋白1的3D打印聚己内酯-羟基磷灰石三维多孔支架促进人BMSCs成软骨分化的实验研究

目的探讨利用3D打印技术制备、经多巴胺表面修饰及负载软骨源性形态发生蛋白1(cartilage derived morphogenetic protein 1,CDMP1)的聚己内酯(polycaprolactone,PCL)-羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)三维多孔支架,体外诱导人BMSCs(human BMSCs,hBMSCs)成软骨分化的可行性。方法采用3D打印技术制备PCL-HA支架,经多巴胺表面修饰后,将CDMP-1负载于支架上,扫描电镜观察支架表面微结构,并检测孔隙率和水静态接触角。体外成软骨分化实验:分为A、B、C 3组,A组为PCL-HA支架,B组为多巴胺表面修饰的PCL-HA支架,C组为多巴胺表面修饰及负载CDMP-1的PCL-HA支架;将h BMSCs植入3组支架,成软骨诱导培养后比较细胞黏附率、细胞增殖(MTT法)和细胞活性(Live/Dead染色法),并采用实时荧光定量PCR检测Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的基因表达。结果 3组支架均呈三维多孔圆柱体状,孔洞相互联通,孔径为400~500μm,孔隙率为56%,材料纤维走向为0°/90°。经多巴胺表面修饰后,支架颜色由初始的白色变为棕色;水静态接触角也由76°降为0°。体外培养24 h,A、B、C组细胞黏附率分别为34.3%±3.5%、48.3%±1.5%、57.4%±2.5%,比较差异均有统计学意义(P0.05)。Live/Dead染色显示3组细胞均有较好的细胞活性。MTT检测显示各组h BMSCs均生长良好,吸光度(A)值随培养时间延长而增大;培养4、7、14、21 d时,C组A值显著高于A、B组,B组高于A组,差异均有统计学意义(P0.05)。随培养时间延长,3组Ⅱ型胶原mRNA和Aggrecan mRNA表达均持续增加;培养7、14、21 dⅡ型胶原mRNA相对表达量及培养14、21 d Aggrecan mRNA相对表达量,C组均显著高于A、B组,B组高于A组,比较差异有统计学意义(P0.05)。结论采用3D打印技术制备、经多巴胺表面修饰及负载CDMP-1的PCL-HA三维多孔支架,体外与hB MSCs共培养,可促进细胞黏附、增殖及成软骨分化。     

大鼠骨髓间充质干细胞与髓核细胞共培养对白介素1β致髓核细胞退变的影响

目的 :观察大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)与髓核细胞(NPCs)共培养对白介素1β(IL-1β)致NPCs退变的影响。方法:在体外分别分离培养大鼠NPCs和BMSCs,分别传至第3代,采用流式细胞仪鉴定BMSCs纯度,分别测定CD29、CD31、CD45、CD90表型。取第3代NPCs分为3组:A组,无IL-1β干预,不与BMSCs共培养,设为对照组;B组,用IL-1β干预NPCs后不与BMSCs共培养;C组,用IL-1β干预NPCs后与BMSCs细胞借由transwell小室间接共培养。IL-1β干预时间和BMSCs共培养时间均为24h,之后取出transwell,将3组NPCs通过实时定量荧光PCR(RT-PCR)观察其解聚蛋白样金属蛋白-4(ADAMTS-4)、解聚蛋白样金属蛋白酶-5(ADAMTS-5)、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)基因表达量,同时通过Annexin V-FITC/propidium iodide(PI)凋亡试剂盒和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)试剂盒观察3组NPCs凋亡情况。结果 :流式细胞鉴定结果显示90%以上的BMSCs表现为CD29、CD90阳性,小于5%的BMSCs表现为CD31、CD45阳性,细胞纯度较好。3组NPCs中ADAMTS-4、ADAMTS-5、MMP-13的基因相对表达量:A组为0.98±0.19、1.10±0.08、1.21±0.24,B组为5.23±0.25、6.92±2.33、23.39±0.09,C组为2.31±0.26、3.33±1.52、12.68±0.11,与A组比较,B、C组均明显升高(P0.05),C组与B组比较均明显降低(P0.05)。Caspase-3活性相对表达量A组为1.20±0.18,B组为5.92±0.93,C组为2.33±0.52,与A组比较,B、C组明显升高(P0.05),C组与B组比较明显降低(P0.05)。细胞凋亡率A组为4.2±2.2,B组为17.1±3.7,C组为10.5±2.4,与A组比较,B、C组明显升高(P0.05),C组与B组比较明显降低(P0.05)。结论:与BMSCs共培养可有效降低IL-1β致NPCs退变相关因子的基因表达,减少细胞凋亡;BMSCs可作为种子细胞对椎间盘炎性环境起到"治疗"作用。     

骨髓基质干细胞联合血管束植入构筑血管化组织工程骨修复兔大段骨缺损

目的 研究兔骨髓基质干细胞(BMSCs)联合动静脉血管束植入异种脱蛋白松质骨(XDCB)构筑血管化组织工程骨修复兔桡骨中远段完全骨膜骨缺损的能力. 方法 从兔髂嵴捕骨髓培养制备兔BMSCs,将第5代BMSCs种植于多孔XDCB,并进行成骨诱导2周制备组织工程骨,手术中分离兔桡动、静脉血管束.动物模型为制备24只兔舣侧桡骨中远段完全骨膜骨缺损1.5 cm共48侧,分4组修复(n=12),A组为空白未治疗组,B组为单纯材料+血管束植入组(XDCB+VB),C组为组织工程骨组(XDCB+BMSCs),D组为组织工程骨+血管束植入组(XDCB+BMSCs+VB),符组交叉配对.分别于术后4、8、12周行X线片、大体解剖、组织切片、生物力学等检查,观察各组骨缺损修复效能及移植物血管化情况.结果 D组骨缺损修复效能(术后12周新骨面积比2.02%±0.16%)及血管化情况(术后12周血管面积比6.89%±0.32%)优于C组(1.50%±0.28%和3.17%±0.19%),而C组又优于B组(1.59%±0.19%和6.52%±0.23%),A组骨缺损未修复,各组结果差异有统计学意义(P<0.05).结论 BMSCs联合动静脉血管束植入构筑的血管化组织工程骨能促进成骨过程和新生骨的血管化,显著提高组织工程骨修复大段骨缺损的能力.     

咪唑安定对冠心病患者外周静脉血血小板膜表面黏附分子表达的影响

目的探讨咪唑安定对冠心病患者外周静脉血血小板膜表面黏附分子表达的影响。方法 40例冠心病患者随机分为4组(A组、B组、C组、D组,n=10),抽取外周静脉血,抗凝离心后富含血小板血浆(PRP)中分别加入100、200、400ng·ml-1咪唑安定(B、C、D组),抽取10名健康志愿者外周静脉血,枸橼酸钠抗凝,离心后取得PRP作为对照组(E组,n=10);E组和A组不加入药物。应用流式细胞仪测定血小板膜表面黏附分子CD154、CD41/61、CD62p的表达量。结果与E组比较,A组血小板膜表面黏附分子CD154、CD41/61、CD62p表达增高(P<0．01);与A组比较,C、D组血小板膜表面黏附分子CD154、CD41/61、CD62p表达降低(P<0．05或0．01),B组血小板膜表面黏附分子表达无明显变化(P>0．05)。结论冠心病患者外周静脉血血小板膜表面黏附分子CD154、CD41/61、CD62p表达高于正常人,在体外咪唑安定200、400 ng·ml-1可以抑制其表达。     

双向诱导的骨髓基质干细胞体外成骨与成血管的实验研究

目的 探讨双向诱导的骨髓基质干细胞(BMSCs)形成内皮细胞、成骨细胞与BMSCs共存体系的体外成骨与成血管的能力.方法 采用密度梯度离心法分离培养兔BMSCs.贴壁细胞分为四组:A组(单纯的BMSCs组)、B组(成骨诱导的BMSCs组)、C绀(内皮诱导的BMSCs组)和D组(双向诱导的BMSCs组).通过倒置相差显微镜观察细胞形态学变化,并采用流式细胞仪检测诱导前后的细胞表面抗原,采用茜素红染色观察钙结节,基质胶成血管法观察四组细胞体外成血管的能力.结果 ①经流式细胞学检测,分离培养的BMSCs主要表达CD90、CD105和CD44;BMSCs向内皮细胞诱导1周后,细胞表面抗原CD34和CD133的表达升高,而CD90和CD105的表达减少,相比诱导前差异有统计学意义(P<0.05);BMSCs继续向成骨细胞诱导1周后,细胞表面抗原CD44和HLA-DR升高,相比诱导前差异有统计学意义(P<0.05).②茜素红染色结果显示D组的钙结节大于B组,而A组和C组未见钙结节形成.③体外血管新生试验中,C组的管道数目与面积大于D组,差异有统计学意义(P<0.05),而A组与B组未见管道形成.结论 BMSCs双向诱导形成内皮细胞、成骨细胞与BMSCs共存体系,在体外共培养过程中不仅可以形成钙结节,而且可以形成微血管,有利于骨组织和血管联合构建,是一种良好的构建组织工程骨的种子细胞.     

TNF-α诱导滑膜MSCsMSCs与BMSCs凋亡的比较研究

目的通过比较TNF-α诱导滑膜MSCs(synovium-derived MSCs,SMSCs)与BMSCs凋亡,探讨SMSCs的抗凋亡能力。方法取患者自愿捐赠的滑膜组织及骨髓,分别采用组织贴壁法和密度梯度离心法分离培养SMSCs和BMSCs并传代,取第3~5代细胞行细胞免疫表型及三系分化鉴定后进行实验。实验分为4组,其中SMSCs、BMSCs凋亡诱导组(SMSCs、BMSCs实验组)用20 ng/m L TNF-α和10μg/m L放线菌酮对细胞进行凋亡诱导,其对应对照组以正常培养基培养。倒置相差显微镜下观察凋亡诱导细胞形态变化;培养24 h取各组细胞,采用细胞计数试剂盒8及流式细胞术检测细胞存活率及凋亡率,Western blot法检测细胞半胱氨酶天冬氨酶蛋白酶降解产物8、3(Cleaved Caspase-8、3)的表达。结果经细胞表型及三系分化鉴定培养获得的细胞均符合MSCs鉴定标准。倒置相差显微镜观察示,随凋亡诱导培养时间延长,两实验组细胞形态及生长均较对应的对照组差。培养24 h,两对照组细胞存活率均为100%,未见细胞凋亡;SMSCs、BMSCs实验组细胞存活率分别降至60.13%±8.63%及46.55%±10.54%,均显著低于对照组(P0.05),SMSCs实验组细胞存活率显著高于BMSCs实验组(t=3.152,P=0.006)。SMSCs和BMSCs对照组细胞凋亡率分别为1.12%±0.24%和1.35%±0.31%,两实验组分别增高至36.54%±8.63%及53.77%±11.52%,均显著高于对照组(P0.05),且SMSCs实验组细胞凋亡率显著低于BMSCs实验组(t=3.785,P=0.001)。两对照组细胞Cleaved Caspase-8、3蛋白几乎不表达,且SMSCs实验组和BMSCs组细胞Cleaved Caspase-8、3蛋白明显高表达;其中BMSCs实验组明显高于SMSCs实验组(t=13.870,P=0.000;t=7.309,P=0.000)。结论经TNF-α诱导培养,SMSCs凋亡明显少于BMSCs,具有更强的抗凋亡能力。     

经等离子体修饰并复合BMSCs的组织工程神经研究

目的探讨经等离子体修饰的PLGA神经导管复合BMSCs后修复大鼠坐骨神经缺损的疗效。方法取30只新生SD大鼠股骨及胫骨骨髓,培养获得原代BMSCs,并传至第3代。将PGA和PLA按90∶10摩尔比例混合,制备PLGA神经导管,对其进行等离子体修饰。取30只4周龄SD大鼠,制备右后肢坐骨神经1cm缺损模型。按修复材料不同随机分成3组(n=10),实验组:第3代BMSCs复合经等离子体修饰PLGA神经导管;对照组:第3代BMSCs复合普通PLGA神经导管;自体组:自体神经。术后6周观察大鼠的行走步态变化,测定坐骨神经功能指数(sciatic function index,SFI)、电生理变化、腓肠肌湿重恢复率,采用再生神经轴突图像分析评价神经修复效果。结果术后大鼠均存活至实验完成。术后6周,实验组和自体组大鼠行走步态恢复情况较对照组好。实验组、对照组及自体组SFI分别为—51.02±6.54、—58.73±7.87及—48.73±3.95,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。实验组运动神经传导速度及波幅明显高于对照组(P<0.05),但与自体组差别不明显(P>0.05),对照组与自体组差异有统计学意义(P<0.01)。实验组、对照组及自体组腓肠肌湿重恢复率分别为56.13%±4.27%、43.14%±6.52%、59.47%±3.85%,组间差异均有统计学意义(P<0.05)。实验组有髓神经纤维密度、直径及髓鞘厚度均高于对照组(P<0.05),低于自体组(P<0.05);对照组与自体组差异有统计学意义(P<0.01)。结论复合BMSCs的等离子体PLGA神经导管能有效促进周围神经的再生,为研制新型的组织工程神经修复周围神经缺损提供新的思路。     

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。     

双层壳聚糖与HAP复合支架的初步研究

目的 探讨双层壳聚糖(chitosan,CS)/HAP复合支架作为骨软骨组织工程支架的可行性,并结合兔自体BMSCs修复骨软骨缺损. 方法采用冻干法和烧结法制作双层CS/HAP复合支架,检测其理化特性.取日本大耳白兔骨髓4～6mL,全骨髓培养法分离纯化BMSCs,并鉴定.调整第2代BMSCs细胞密度为2×107个/mL,应用纤维蛋白胶种植技术,接种至双层CS/HAP复合支架,体外构建细胞一支架复合物.取36只日本大耳白兔,于右侧膝关节股骨下端外侧髁负重区,作一直径4mm、深3 mm的圆柱形缺损,制备兔膝关节骨软骨缺损模型.根据缺损区植入物的不同,分为A、B、C 3组(n=12).A组:植入细胞-支架复合物;B组:植入双层CS/HAP复合支架;C组:不植入任何材料,作为窄白对照组.术后6、12周取材,行大体及组织学观察,采用改良Wakitani法评分. 结果 双层CS/HAP支架CS层孔隙率为76.00%±5.01%,孔径为200～400 μm,平均300 μm,孔洞相通;HAP层孔隙率为72.00%±4.23%,孔径为200～500 μm,半均350μm,孔洞相通,结合部结合好.全骨髓法培养BMSCs,第7天可见集落形成,14 d传代;免疫组织化学检测示CD44( )和CD45(-).大体观察和组织学检测显示,A组基本修复软骨缺损,骨缺损修复不良,有骨小梁长入;B、C组骨、软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维组织或无新生组织形成,软骨及骨缺损均明显存在.术后6、12周,A组改良Wakitani评分分别为(5.17± 1.17)分和(3.20±0.75)分,均优于B、C组,差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 双层CS/HAP复合支架可作为骨软骨组织工程支架,复合BMSCs可修复兔关节软骨与骨缺损,重建关节解剖结构.     

HA复合rhBMP-2转染的BMSCs对羊胫骨延长骨愈合的影响

目的 评价HA复合rhBMP-2的腺病毒(adenovirus mediated rhBMP-2,Adv-rhBMP-2)转染的羊BMSCs对骨痂延长骨愈合的影响. 方法 成年山羊19只,雌雄不限,体重15～20 kg.于每只羊髂嵴上穿刺抽取骨髓10 mL,常规传代培养BMSCs.取第3代BMSCs,以感染复数200转染腺病毒.取0.25%胰蛋白酶消化转染后3 d的细胞1×108个,与HA充分混匀制备Adv-rhBMP-2/BMSCs/HA.建立山羊右侧胫骨延长模型,术后立即于截骨部位注射自体细胞复合物.按术后注入物质不同随机分成4组A组为Adv-rhBMP-2/BMSCs/HA组(n=6),B组为Adv-rhBMP-2/BMSCs组(n=5),C组为Adv-β-gal/BMSCs/HA组(n=4),D组为空白组(n=4).术后第7天开始行胫骨延长,速度1 mm/d,共延长4周.术后5、8、12周摄X线片观察骨痂生长情况,12周处死动物,取标本分别行骨密度检测、生物力学测定、组织学观察和骨形态计量学分析. 结果 X线片检查示,术后5、8周A、B组骨痂生成量明显多于C、D组,X线片定量评分A、B组明显高于C、D组,差异均有统计学意义(P＜0.05);12周各组均在骨延长部位形成连续骨痂.骨密度测定术后12周A、B、C、D组延长部位骨矿物质含量分别为(4.175 ±1.921)、(2.600 ±0.638)、(2.425±0.826)和(1.175 ±0.574)g,骨矿物质密度分别为(0.612 ±0.196)、(0.630 ±0.159)、(0.450 ±0.166)和(0.266 ±0.113)g/cm2,A、B组显著高于C、D组(P＜0.05).生物力学测定A、B、C、D组最大载荷分别为(490.20 ±155.08)、(350.59±80.48)、(221.95±68.79)和(150.65±92.29)N,弹性模量为(178.24±105.80)、(105.88 ±27.09)、(81.18±48.67)和(50.35±47.64)Mpa,各指标A组显著高于C、D组(P＜0.05).组织学观察见A组骨延长处大量新生骨组织,骨小梁多为纵行网状排列.骨形态计量分析示A、B、C、D组新骨体积分别为72.35%±5.68%、67.58%±7.42%、49.63%±4.87%和38.87%±2.35%,A组新生骨生成量明显比D组多(P＜0.05). 结论 HA复合rhBMP-2修饰的BMSCs制备的组织工程骨可促进羊胫骨延长骨愈合.     

低氧与低氧模拟剂对BMSCs成骨分化影响的对比研究

目的对比低氧培养与常氧条件下低氧模拟剂二甲基乙二酰基甘氨酸(dimethyloxalylglycine,DMOG)对小鼠BMSCs成骨分化的影响。方法原代分离培养健康3~4周龄昆明小鼠BMSCs,采用流式细胞术对细胞CD29、CD44、CD90、CD34表面标志进行检测,行成骨、成脂、成软骨诱导分化染色鉴定。取第3代BMSCs分为对照组(A组,常氧条件下培养)、低氧培养组(B组,1%O2低氧条件下培养)及DMOG干预组(C组,常氧条件下加入0.5 mmol/L DMOG培养)。分别于培养1、2、3、4 d采用MTT法检测BMSCs增殖情况,7、14 d检测ALP含量,24 h后采用Western blot法检测低氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor,HIF-1α)蛋白表达,3、7 d采用实时荧光定量PCR检测RUNX2、Osterix基因表达,21 d行茜素红染色观察。结果 BMSCs流式细胞术表面标志鉴定示CD29(+)、CD44(+)、CD90(+)、CD34(-);成骨、成脂、成软骨诱导分化后茜素红染色、油红O染色及甲苯胺蓝染色均呈阳性。MTT法检测示,培养1 d,3组细胞增殖比较差异无统计学意义(P0.05);2、3、4 d,与A组比较,C组均抑制细胞增殖,但差异无统计学意义(P0.05);而B组则促进细胞增殖,差异有统计学意义(P0.05)。培养各时间点,B、C组ALP含量、HIF-1α蛋白相对表达量及RUNX2、Osterix基因相对表达量均显著高于A组,ALP含量及RUNX2、Osterix基因相对表达量C组高于B组,而HIF-1α蛋白相对表达量B组高于C组,差异均有统计学意义(P0.05)。培养21 d茜素红染色示,A组可见少许结节状红染物质,B组可见中等量红染物质,而C组可见大量红染物质。结论低氧能明显促进BMSCs增殖,DMOG对BMSCs增殖无明显影响;低氧与DMOG均能促进BMSCs成骨分化,且DMOG促BMSCs成骨分化能力更强。     

骨髓间充质干细胞外泌体对骨肉瘤MG63细胞增殖与迁移的影响

目的探讨人骨髓间充质干细胞(BMSCs)外泌体对骨肉瘤细胞MG63增殖与迁移的影响。方法采用贴壁培养法分离人BMSCs, 流式细胞技术对BMSCs鉴定。采用超速离心法分离BMSCs外泌体, 透射电镜观察外泌体形态、蛋白质印迹法(Western blot)检测外泌体特异性分子标志物CD81、CD63。将体外培养的MG63细胞分为BMSCs外泌体实验组和对照组。采用细胞计数法、细胞增殖实验(CCK-8)和细胞划痕实验检测细胞的增殖和迁移, 采用聚合酶链反应(PCR)及Western blot技术检测外泌体干预后B淋巴细胞瘤-2蛋白(bcl-2)和bcl-2相关X蛋白(bax)表达。两组间比较采用t检验, 多组间比较采用单因素方差分析。结果透射电镜观察到外泌体超微结构, Western blot检测到外泌体表面标志物CD81、CD63。BMSCs外泌体被骨肉瘤MG63细胞摄取24 h后, 实验组与对照组MG63细胞分别为(4.469±0.132)×106个和(2.445±0.673)×106个, 差异有统计学意义(t=5.110, P<0.05)。浓度为200、400、600、800 ...     

体外模拟CO2气腔对MCF-7细胞黏附分子 CD44v6表达及黏附力的影响

目的:探讨体外模拟的CO2气腔对MCF-7细胞黏附分子CD44v6表达和黏附力的影响。方法:体外建立人工气腔,MCF-7细胞在7mmHg(1mmHg=0.133KPa)的CO2分压下暴露l、2和4h;在处理后0、24、48和72h时,以流式细胞术测定CD44v6表达。用Vlodavsky[1]方法测定细胞黏附力。缺氧组选用0mmHg的N2(1h);对照组为细胞一直培养在37℃恒温培养箱。结果:1和2h的CO2组处理后0、24h时,CD44v6的表达显著高于对照组(P<0.05);4h的CO2组处理后0、24、48h时,CD44v6的表达显著高于对照组(P<0.05)。4h的CO2组处理后0h时细胞黏附力减小,而48h时反而大于对照组(P<0.05)。结论:体外模拟7mmHg的CO2气腔可使MCF-7细胞的CD44v6表达增高,并随着处理时间的增长有增高趋势。短时间的CO2气腔对细胞黏附力影响不显著。     

雪旺细胞对不同年龄大鼠BMSCs分化的影响

目的 BMSCs具有多向分化潜能,在不同培养条件下能够向多种细胞分化,但年龄对BMSCs分化的影响尚不明确。探讨雪旺细胞(Schwann cells,SCs)形成的体外微环境对不同年龄大鼠BMSCs向神经元和少突胶质细胞分化的影响。方法从幼年(1月龄)Wistar大鼠预变性坐骨神经中分离纯化SCs,从幼年(1月龄)、成年(6月龄)、老年(12月龄)Wistar大鼠骨髓中提取BMSCs,均行免疫荧光鉴定。将第3代SCs与PKH26标记的第2代BMSCs在双层培养皿内等体积、等密度共培养,根据BMSCs来源不同将实验分为3组:A、B、C组SCs分别与幼年(1月龄)、成年(6月龄)、老年(12月龄)大鼠BMSCs共培养。倒置相差显微镜下观察分化过程中BMSCs形态变化,免疫荧光染色检测共培养后第7天BMSCs分化表达神经特异性烯醇化酶(neuron-specifi c enolase,NSE)和磷脂碱性蛋白(myelin basicprotein,MBP)的情况,ELISA法检测各组细胞共培养0、3、6、9、12 d培养液上清神经调节蛋白1(neuregulin 1,NRG1)的表达。结果实验成功分离并培养SCs和BMSCs,免疫荧光鉴定SCs呈S-100阳性表达,BMSCs呈CD29阳性表达、CD44阳性表达、CD90阳性表达。细胞共培养第7天倒置相差显微镜观察示,A组BMSCs胞体回缩,呈圆形或锥形,并带有突起,形态类似神经组织细胞;B、C组大部分BMSCs形态无明显改变。细胞共培养第7天免疫荧光染色示,A、B、C组BMSCs的NSE阳性表达率分别为22.39%±2.86%、12.89%±1.78%和2.69%±0.80%,MBP阳性表达率分别为16.13%±2.39%、6.33%±1.40%和0.92%±0.17%,各组间NSE阳性表达率和MBP阳性表达率比较差异均有统计学意义(P<0.05)。ELISA法检测示,A组细胞培养液上清中NRG1含量于细胞共培养后逐渐增多,且呈时间依赖性增加;细胞共培养6、9、12 d,A组NRG1含量高于B、C组,B组高于C组,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论不同年龄大鼠BMSCs与SCs共培养均可向神经元和少突胶质细胞分化,但分化能力随年龄增加而降低,SCs分泌的多种生长因子可能是诱导BMSCs分化的重要因素。     

转染胶质细胞源性神经营养因子基因的骨髓间充质干细胞对大鼠脊髓损伤后神经轴突再生的影响

目的:探讨转染胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)基因的大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植对大鼠脊髓损伤后神经轴突再生的影响。方法:取SD雌性大鼠的双侧股骨,冲洗髓腔分离培养得到的BMSCs,通过荧光素标记技术检测细胞表面标志物CD29、CD90、CD34、CD45,以确认是否得到BMSCs。构建GDNF过表达慢病毒用以感染BMSCs,加入感染分数分别为10、50、80、100、150、200的重组慢病毒悬液。在荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白(GFP)的表达情况以表达细胞数量,评价转染效果,Western blot检测转染后GDNF在BMSCs中的表达,以四唑蓝比色法(MTT)法检测转染GDNF基因的BMSCs的细胞活力。将50只SD大鼠通过Allen′s打击法制备脊髓打击伤模型,造模成功后随机分为三组:A组(20只)为单纯BMSCs组,使用微量注射器移植未转染的BMSCs;B组(20只)为BMSCs转染组,使用微量注射器移植转染GDNF基因的BMSCs;C组(10只)为模型对照组,造模后脊髓内注射DMEM培养基。于造模后7d、14d、28d对大鼠进行BBB运动功能评分。各组均于造模后7d、14d、28d各取5只麻醉处死灌注取材后行HE染色并镜下观察。A、B两组采用免疫组织化学染色观察GFAP、NSE、NF-200在脊髓内的表达,以评估神经轴突生长情况。结果:经分离培养得到的细胞呈长纺锤状,以类似成纤维细胞样集落生长。流式细胞术测定结果示所培养的细胞阳性高度表达CD29、CD90,未表达CD34、CD45,表明分离培养所得细胞为BMSCs。当MOI=100时,转染12h后,BMSCs显著表达GFP,提示转染成功。Western blot结果示GDFP表达情况良好。MTT法显示转染7d后BMSCs组细胞活力明显高于未转染BMSCs组。术后7d时,三组BBB评分无显著差异。术后14d,B组的BBB评分5.80±0.19分与A组3.60±0.18分及C组3.10±0.14分相比均有显著性差异(P0.05)。术后28d,B组的BBB评分11.90±0.28分与A组8.30±0.29分及C组5.70±0.18分相比有显著性差异(P0.05)。GFAP、NSE、免疫组化染色光密度统计结果均显示A组和B组有显著性差异,B组明显优于A组,具有统计学意义(P0.05)。NF-200神经纤维长度统计结果提示B组为89.98±28.31μm,A组为23.64±13.45μm,两组之间存在显著差异(P0.05)。结论:GDNF转染BMSCs具有较高的细胞活性,能够提升BMSCs促进神经轴突再生的能力。     

不同浓度神经生长因子诱导BMSCs的实验研究

目的 研究不同浓度神经生长因子体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)向神经细胞分化的调节作用.方法 贴壁培养BMSCs,流式细胞检测表面标志物.A组加入3种浓度EGF和bFGF;B组加同样浓度bFGF;C组不加诱导剂.A、B组用脑源性神经营养因子(BDNF)和全反式维甲酸(ATRA)诱导,免疫荧光及免疫组化鉴定.结果 第3代BMSCs为梭形样细胞,CD29、CD44、CD90为阳性,CD34、CD45为阴性.A组中100μg/L巢蛋白(NESTIN)(81.9±1.8)%.A组与B组比较,差异有统计学意义(P<0.05).继续诱导,可见微管相关蛋白2(MAP2)、神经丝(NF)及神经元特异性烯醇化酶(NSE)阳性细胞.结论 采用改良的全骨髓贴壁法,细胞活性好.bFGF和EGF同时应用比bFGF单独应用效果好.100μg//L(bFGF+EGF)预诱导m神经干细胞数量多,并分化为神经元样细胞.