不同浓度5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记山羊骨髓基质干细胞的体外研究

Objective To explore the feasibility of labeling and tracing in vitro goat bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) by bromodeoxyuridine (BrdU) on the basis of investigation of its optimal concentration, incubating time and cytotoxicity. Methods A healthy goat, aged 10 months old, male, weighing 32 kg, was used in this study. Bone marrow was aspirated. BMSCs were isolated and cultured using the adherence method in vitro. The fourth passage of BMSCs (P4) were incubated with BrdU at 5, 10, 15, 20 μmol/L as 5, 10, 15, 20 μmol/L BMSC groups. Cells were not labeled by BrdU as negative control. The following parameters were measured: induction, differentiation and determination of goat BMSCs; the optimal mass concentration and incubation time of 5-BrdU labeling; cell positive rate at 12, 24, 48 and 72 hours in each group using immunofluoreseenee; the cell survival rate after various concentrations of BrdU ladling by trypan-blue exclusion. Results The morphology of the primary and passage goat BMSCs was fusiform in shape. Goat BMSCs could differentiate into osteoblasts and chondrocytes following induction. BMSC nucleus showed green fluorescence under fluorescence microscope after being labeled by BrdU. The mean labeling rate increased with the increase in the concentration and incubation time of BrdU, and reached to (93.32± 3.25)% after incubation in 15 μmol/L, BrdU for 48 hours. There were no significant differences between 15 μmol/L BrdU for 72 hours, 20 μmol/L BrdU for 48 hours and 72 hours (P > 0.05), or between the other groups or time points (P < 0.05). The labeling rate of the blank control group was 0. The cell survival rate was all above 90% (P > 0.05). Conclusions BrdU can be used as a labeling marker for goat BMSCs. When the concentration is 15 μmol/L and the incubation time is 48 hours, the optimal labeling effect can be achieved. Goat BMSCs labeled with BrdU is of high efficiency and safety.     

血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对血管内皮生长因子表达的影响

目的 探讨血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对局部血管内皮生长因了(VEGF)表达的影响.方法 将兔自体骨髓基质下细胞经诱导后与β-磷酸三钙材料复合,植入制备的兔股骨缺损处,其中实验组在材料侧槽中植入股骨的动静脉血管束,对照组则单纯植入组织工稗骨,分别于术后2、4、8、12周通过形态学检测新生骨量,免疫组织化学方法检测新生骨中VEGF的表达量.结果 随着时间进展,各组成骨量逐渐增加,差异有统计学意义(P<0.05),并且从第4周开始实验组成骨量高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);符时问点实验组新生骨中VEGF的表达最均高于对照组,差异有统汁学意义(P<0.05),且4周时达到最人值.结论 血管束植入组织工程骨可明显增加新生骨中VEGF的表达并能促进骨缺损的修复.     

增强型生物活性玻璃/胶原复合材料的促血管化作用

目的骨组织工程所使用的支架材料能否快速、有效地血管化是骨修复的关键。研究增强型生物活性玻璃/胶原复合材料对血管化的协同和促进作用,为构建血管化组织工程骨修复骨缺损寻找适宜的支架材料。方法体外分离获取人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs),并通过血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)与CD34抗原鉴定,取第1代细胞用于实验。将细胞接种于增强型生物活性玻璃/胶原复合材料上,扫描电镜观察细胞黏附情况。取细胞接种于增强型生物活性玻璃/胶原复合材料作为实验组,等量细胞直接接种于培养板常规培养作为对照组,采用alarmarBlue法动态检测细胞增殖率,实时荧光定量PCR检测内皮细胞相关基因VEGF、血管内皮生长因子受体1(fms-related tyrosine kinase1,Flt-1)、血管内皮生长因子受体2(kinase insert domain receptor,Kdr)的mRNA表达。取SD大鼠6只,将支架材料包埋于大鼠股内侧皮下,实验组采用增强型生物活性玻璃/胶原复合材料、中央轴向植入血管束,对照组采用非增强型生物活性玻璃/胶原复合材料,分别于植入5、10d取出,行冰冻切片并HE染色动态观察支架材料内部的血管化状态。结果分离的细胞通过形态学及vWF、CD34免疫荧光鉴定为HU VECs。扫描电镜示HUVECs在支架材料上黏附较好。HUVECs在实验组支架材料上增殖明显,在第3天后细胞增殖率开始高于对照组,11d达到增殖平台期时细胞数仍多于对照组(P<0.05)。实时荧光定量PCR检测示,培养3d实验组VEGF、Flt-1、Kdr的mRNA表达均显著高于对照组(P<0.05)。包埋大鼠皮下实验可见,实验组5、10d时植入的血管仍通畅,其周围新生血管随时间延长而增多,材料周缘可见宿主血管浸润生长,但新生血管稀疏;对照组仅有纤维组织生长,10d时材料已大部分降解,组织难以长入。结论增强型生物活性玻璃/胶原复合材料在大鼠体内外可促进血管化,可能适于作为构建血管化组织工程骨的支架材料。     

不同血清对成人骨髓基质干细胞成骨诱导分化的影响

[目的]探讨三种不同来源血清对体外培养成人骨髓基质干细胞(hBMSCs)向成骨诱导分化的作用.[方法]将体外第3代hBMSCs向成骨诱导分化培养,分为胎牛血清组(对照组)、AB 血清组和自体血清组.对比观察细胞碱性磷酸酶(ALP)染色、钙结节染色.诱导培养后4、7、14 d 和 21 d,各血清组分别进行钙黄绿素法荧光显微镜动态观察矿盐沉积,检测 ALP 活性,实时荧光定量 PCR(RT-qPCR)法检测成骨基因(ALP)、骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OCN)的表达.[结果]ALP 染色和钙结节染色结果显示,与自体血清(AS)组、胎牛血清(FBS)组相比,AB 血清(ABS)组明显提高了 hBMSCs 的染色阳性率.荧光显微镜下观察诱导 21 d 的 hBMSCs,ABS 组较 FBS 组、AS 组呈现更多的钙盐沉积.ALP 活性结果显示,同一时间点 ABS 组的 ALP 活性均明显高于 FBS 组和 AS 组,差异有统计意义(P<0.05).RT-qPCR 结果显示,在7、14 d 和 21 d,ABS 组 ALP、OPN 和 OCN 成骨基因表达均明显高于 FBS 组、AS 组,其中,ALP 基因表达在 7 d 出现峰值,OPN 基因表达在 14 d 出现峰值,OCN 基因表达在 21 d 出现峰值,差异均有统计学意义(P<0.05).[结论]ABS 对 hBMSCs 成骨分化作用较 FBS、AS 明显增强.ABS 有望替代 FBS 建立符合骨组织工程临床应用要求的体外 hBMSCs 培养体系.     

血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对血管内皮生长因子表达的影响

目的 探讨血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对局部血管内皮生长因了(VEGF)表达的影响.方法 将兔自体骨髓基质下细胞经诱导后与β-磷酸三钙材料复合,植入制备的兔股骨缺损处,其中实验组在材料侧槽中植入股骨的动静脉血管束,对照组则单纯植入组织工稗骨,分别于术后2、4、8、12周通过形态学检测新生骨量,免疫组织化学方法检测新生骨中VEGF的表达量.结果 随着时间进展,各组成骨量逐渐增加,差异有统计学意义(P<0.05),并且从第4周开始实验组成骨量高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);符时问点实验组新生骨中VEGF的表达最均高于对照组,差异有统汁学意义(P<0.05),且4周时达到最人值.结论 血管束植入组织工程骨可明显增加新生骨中VEGF的表达并能促进骨缺损的修复.     

血管束、感觉神经束植入组织工程骨降钙素基因相关肽和受体的时空分布

目的 探讨单纯血管束、感觉神经束分别植入组织工程骨修复兔骨缺损对降钙素基因相关肽(CGRP)及受体(CGRPR-1)表达的影响.方法 54只新西兰兔按随机数字表法分为三组(n=18):感觉神经束植入组(A组)、血管束植入组(B组)、单纯组织工程骨对照组(C组),于术后4、8、12周分别处死18只动物,对修复骨段行Masson染色观察骨形成与改建过程,同时行免疫组化染色检测修复骨段内CGRP及CGRPR-1的表达,并提取总RNA行Real-time PCR检测CGRP及CGRPR-1的表达情况.结果 各时间点A组和B组CGRP、CGRPR-1 mRNA的表达均高于C组,且A组表达高于B组,差异均有统计学意义(P<0.05);随时间延长,组织工程骨内CGRP及CGRPR-1 mRNA呈先增高后逐渐降低趋势,8周时mRNA高于4周和12周,4周时mRNA在3个检测时间点中最低,差异均有统计学意义(P<0.05);组织工程骨内新生骨质边缘、骨膜、血管周围均有CGRP阳性表达,分布均匀;CGRPR-1于成骨细胞周围表达较多.结论 植入感觉神经柬和血管束均能促进神经肽分泌,植入血管束分泌更多.     

Qtracker体外标记兔成骨诱导分化后细胞的初步研究

目的 探讨Qtracker体外标记兔成骨诱导分化后细胞的特点及可行性.方法 抽取3个月龄健康新西兰大白兔骨髓,贴壁培养骨髓基质干细胞(BMSCs),传至第3代后向成骨细胞诱导,并做鉴定.Qtracker分别以1、2、4、8、16和32 nmol/10~6细胞的浓度标记成骨诱导分化后细胞,分别记为A、B、C、D、E、F组;未标记的细胞作为空白对照组(G组).分别利用荧光显微镜计数和流式细胞术两种方法枪测标记阳性率,台盼蓝拒染法检测标记后细胞存活率,甲基噻唑基四唑(MTT)法观察Qtracker染料对细胞增殖的影响.结果 兔BMSCs经诱导后能向成骨细胞诱导分化.经Qtracker标记后,荧光显微镜下胞浆呈绿色荧光.随着标记浓度的增加,A、B、C、D、E、F组细胞标记阳性率逐渐增高,于8 nmol/10~6细胞的浓度标记时,在荧光显微镜下计数,标记率可达到(93.58±2.08)%;通过流式细胞仪检测,其标记率为(95.24±1.31)%,经两种方法测定,D、E、F组间标记率差异均无统计学意义(P>0.05),且与其他各组比较差异均有统计学意义(P<0.05);G组各时间点标记阳性率均为0.以不同浓度标记后各组细胞存活率均在96%以上,且各组之间差异无统计学意义(P>0.05).标记Qtracker后对细胞的增殖无影响(P>0.05).结论 Qtracker可用于兔成骨诱导分化后细胞的体外标记,在浓度为8 nmol/10~6细胞下可得到最佳的标记率,且其对成骨诱导分化后细胞的增殖无明显影响.     

不同浓度5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记山羊骨髓基质干细胞的体外研究

Objective To explore the feasibility of labeling and tracing in vitro goat bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) by bromodeoxyuridine (BrdU) on the basis of investigation of its optimal concentration, incubating time and cytotoxicity. Methods A healthy goat, aged 10 months old, male, weighing 32 kg, was used in this study. Bone marrow was aspirated. BMSCs were isolated and cultured using the adherence method in vitro. The fourth passage of BMSCs (P4) were incubated with BrdU at 5, 10, 15, 20 μmol/L as 5, 10, 15, 20 μmol/L BMSC groups. Cells were not labeled by BrdU as negative control. The following parameters were measured: induction, differentiation and determination of goat BMSCs; the optimal mass concentration and incubation time of 5-BrdU labeling; cell positive rate at 12, 24, 48 and 72 hours in each group using immunofluoreseenee; the cell survival rate after various concentrations of BrdU ladling by trypan-blue exclusion. Results The morphology of the primary and passage goat BMSCs was fusiform in shape. Goat BMSCs could differentiate into osteoblasts and chondrocytes following induction. BMSC nucleus showed green fluorescence under fluorescence microscope after being labeled by BrdU. The mean labeling rate increased with the increase in the concentration and incubation time of BrdU, and reached to (93.32± 3.25)% after incubation in 15 μmol/L, BrdU for 48 hours. There were no significant differences between 15 μmol/L BrdU for 72 hours, 20 μmol/L BrdU for 48 hours and 72 hours (P > 0.05), or between the other groups or time points (P < 0.05). The labeling rate of the blank control group was 0. The cell survival rate was all above 90% (P > 0.05). Conclusions BrdU can be used as a labeling marker for goat BMSCs. When the concentration is 15 μmol/L and the incubation time is 48 hours, the optimal labeling effect can be achieved. Goat BMSCs labeled with BrdU is of high efficiency and safety.     

血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对血管内皮生长因子表达的影响

目的 探讨血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对局部血管内皮生长因了(VEGF)表达的影响.方法 将兔自体骨髓基质下细胞经诱导后与β-磷酸三钙材料复合,植入制备的兔股骨缺损处,其中实验组在材料侧槽中植入股骨的动静脉血管束,对照组则单纯植入组织工稗骨,分别于术后2、4、8、12周通过形态学检测新生骨量,免疫组织化学方法检测新生骨中VEGF的表达量.结果 随着时间进展,各组成骨量逐渐增加,差异有统计学意义(P<0.05),并且从第4周开始实验组成骨量高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);符时问点实验组新生骨中VEGF的表达最均高于对照组,差异有统汁学意义(P<0.05),且4周时达到最人值.结论 血管束植入组织工程骨可明显增加新生骨中VEGF的表达并能促进骨缺损的修复.     

血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对血管内皮生长因子表达的影响

目的 探讨血管束植入组织工程骨修复兔股骨缺损对局部血管内皮生长因了(VEGF)表达的影响.方法 将兔自体骨髓基质下细胞经诱导后与β-磷酸三钙材料复合,植入制备的兔股骨缺损处,其中实验组在材料侧槽中植入股骨的动静脉血管束,对照组则单纯植入组织工稗骨,分别于术后2、4、8、12周通过形态学检测新生骨量,免疫组织化学方法检测新生骨中VEGF的表达量.结果 随着时间进展,各组成骨量逐渐增加,差异有统计学意义(P<0.05),并且从第4周开始实验组成骨量高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);符时问点实验组新生骨中VEGF的表达最均高于对照组,差异有统汁学意义(P<0.05),且4周时达到最人值.结论 血管束植入组织工程骨可明显增加新生骨中VEGF的表达并能促进骨缺损的修复.