软骨组织工程中力学因素的影响及应用

力学因素是软骨组织工程中的重要影响因素之一。近年来的研究表明，力学作用可以刺激细胞因子及激素的分泌，改变三维支架上培养的软骨细胞的新陈代谢，从而促进软骨组织的生长与重建。目前已经有诸多关于体外构建软骨组织的报道，但对于其中的力学因素的影响（包括力学因素对软骨细胞增殖的促进及力学刺激的传导机制等）还没有完全认识。就以上几方面做一综述，并简单介绍生物反应器在软骨组织工程中的应用。     

Short rib-polydactyly syndrome and pericentric inversion of chromosome 4

We report on a newborn infant with clinical and radiological manifestations of some type of short rib-polydactyly syndrome who died soon after birth. Chromosomal studies on peripheral blood lymphocytes and chondrocytes demonstrated an apparently balanced pericentric inversion of chromosome 4 (present in the mother also). This association may have occurred by chance but, if not, the chromosomal breakpoints could interrupt the gene responsible for short rib-polydactyly syndromes, or else be related to the mechanism of short rib-polydactyly syndromes. © 1994 Wiley-Liss, Inc.     

软骨细胞上清液诱导BMSC向软骨细胞转化的实验研究

目的:体外定向诱导大鼠骨髓基质干细胞(BMSC)向软骨细胞表型转化,并对诱导进行鉴定。方法:从SD大鼠中分别分离出BMSC和软骨细胞进行体外培养。收集软骨细胞培养上清液,作为BMSC诱导液从第2代开始进行诱导分化。7d后取出标本,甲苯胺蓝染色和Masson染色检测软骨基质的分泌,免疫组织化学检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和aggrecan的mRNA表达。结果:镜下见细胞形态由梭形向多边多角形转化。甲苯胺蓝染色和Mas-son染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化检测阳性,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和aggrecan mRNA呈阳性表达。结论:软骨细胞上清液可诱导BMSC向软骨细胞转化。     

体外诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞的定向分化及其鉴定

目的: 体外诱导骨髓间充质干细胞(MSC)向软骨细胞定向分化, 并对分化后的细胞进行鉴定。方法: 由健康成人骨髓中分离出MSC, 取第 3代细胞进行实验。鉴定后, 将微小细胞团在TGF -β1、地塞米松(Dex)及维生素C(VitC)等诱导下分化。14d后, 细胞团经石蜡包埋、切片及HE染色后, 进行甲苯胺蓝染色及II型胶原(ColII)的免疫组化染色。采用Westernblot和RT- PCR, 分别检测诱导前后MSC中ColII及前ColIImRNA的表达。结果: HE染色显示, 诱导后细胞呈软骨细胞样形态; 甲苯胺蓝及ColII染色的细胞外基质呈阳性。Westernblot和RT PCR的结果显示, 诱导分化后的MSC可表达ColII和前ColII的mRNA。结论: MSC在TGF- β1、Dex及VitC等诱导后, 可分化为软骨细胞。     

Indian Hedgehog信号通路在软骨细胞成熟及转分化过程中的调控作用

目的 探究Indian Hedgehog（IHH）信号通路对软骨内成骨过程中软骨细胞成熟以及转分化的影响。方法 取10日龄野生型小鼠的胫骨组织,采用原位杂交和免疫组织化学染色检测生长板区域IHH信号通路相关分子Ihh、Ptch1和Gli1的表达水平。构建肥大软骨细胞特异性Ihh基因敲除小鼠（Col10a1^Cre/+; Ihh^null/C）,并采用影像学检查和阿利新蓝染色评估该小鼠的骨骼发育状况。构建肥大软骨细胞IHH信号通路持续激活小鼠（Col10a1^Cre/+; R26Smo^M2/M2和 Col10a1^Cre/+; Ptch1^LacZ/C）,采用HE染色、原位杂交和TUNEL染色分别对受精15.5天胎鼠胫骨组织形态结构、Ihh（肥大软骨细胞分子标志物）和Col1a1（成骨细胞分子标志物）以及肥大软骨细胞凋亡水平进行检测;另外应用HE染色对10日龄小鼠的胫骨组织进行组织学分析。结果 肥大软骨细胞合成分泌IHH,但不表达Ptch1和Gli1。抑制肥大软骨细胞合成IHH蛋白会导致出生后小鼠出现侏儒症;X线检查结果显示小鼠出现严重的骨骼发育不良,包括胸廓狭小、球形头骨以及椎骨发育异常等表现。持续启动IHH信号通路时,胚胎早期软骨细胞成熟分化过程虽未见异常,但是出生后小鼠的骨小梁、骨内膜以及皮质骨等结构均出现一定的异常表现。结论 IHH信号通路虽然不参与肥大软骨细胞的终末分化过程,但在软骨细胞转分化的过程中起到了重要的调控作用。     

脂质体介导下重组pcDNA3-hBMP3转染兔关节软骨细胞的条件

目的　探讨基因转移效率与 pc DNA3- h BMP3质粒及阳离子脂质体的浓度、转染时机以及细胞的种殖密度等因素的关系 ,以寻求最佳的基因转染条件 .方法　细胞密度按 2× 10 4· cm- 2 接种后 ,对细胞接种后即时、孵化 2 ,5和 7d进行转染效率研究 ;G418浓度每 m L DMEM分别含有 2 0 0 ,30 0 ,40 0 ,5 0 0和 6 0 0μg,探讨 G418对软骨细胞的杀伤作用 ;选择不同细胞接种密度、不同脂质体浓度和 pc DNA3- BMP3浓度 ,在细胞对数生长期且细胞融合至 70 %～ 80 %时开始做转染 ,各组软骨细胞爬片的原位杂交结果通过计算机图像分析 ,以其灰度值判定基因转染的效率 .结果　最佳期的转染时机为软骨细胞接种后在孵箱内放置 2 d转染 ,即在软骨细胞对数生长期内做转染 .G418对软骨细胞的最佳筛选浓度为 40 0 mg· L- 1 .最佳的细胞种植密度、pc DNA3- BMP3浓度和脂质体的量应分别为 2× 10 4· cm- 2 ,5 μL 和 10 μL.结论　通过本研究探索出脂质体介导下 pc DNA 3- BMP3转染兔关节软骨细胞的最佳条件 .     

sox9基因过表达诱导人骨髓基质干细胞向软骨细胞分化

目的：观察转录因子sox9过表达对骨髓基质干细胞的诱导作用。方法：分离纯化培养人胎儿骨髓基质干细胞。利用脂质体转染基因sox9，抗生素G418筛选，分别取2d和16d转染后取细胞爬片做融合表达蛋白FLAG免疫组织化学鉴定和Ⅱ型胶原免疫组化，以空载体转染细胞作对照。结果：骨髓基质干细胞呈短小纺锤形成纤维细胞，早期较小，中后期体积变长变大。600μg／ml的G418是最适筛选浓度。转染后第2d和16d的细胞都表达sox9基因融合表达的标签蛋白F1AG。第2d和16d转染效率分别为90％和72％。转染后16d的MSC表达Ⅱ型胶原，转后2d实验组和对照组都为阴性。结论：sox9能稳定转染骨髓基质干细胞，sox9过表达并诱导MSCs出现软骨细胞表型。     

骨骺软骨细胞的培养和保存方法

目的建立大量生产骨骺软骨细胞的培养方法和保存方法,为组织工程骺软骨的培养提供种子细胞。方法2周龄兔胫骨上端骨骺软骨经机械剪切和化学消化后,接种、培养及液氮冻存。通过显微镜观察其生物学表现,并通过蕃红花“O”染色和Ⅱ型胶原免疫组化染色对其生物学特征进行鉴定。结果在体外观察到了骨骺软骨细胞从静止、增殖到肥大这个近似体内的生长过程,经多次传代后增殖能力降低,经过冻存的细胞生物学特征不变。蕃红花“O”和Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。结论我们成功地建立了骨骺软骨细胞的培养和冻存方法,并证明培养出的细胞是骨骺软骨细胞。     

白藜芦醇激活Nrf-2信号抑制H2O2诱导的骨关节炎软骨细胞凋亡、氧化损伤和炎症反应

目的 研究白藜芦醇在H₂O₂诱导骨关节炎软骨细胞凋亡、氧化损伤和炎症反应中的作用。方法 通过MTT试验检测H₂O₂和（或）白藜芦醇处理原代软骨细胞增殖活性,流式细胞仪检测细胞凋亡情况;通过实时定量荧光PCR和Western blotting检测各处理组Nrf2-HO-1/NQO-1信号因子,抗氧化酶基因SOD-2、GPx4和CAT,炎症信号因子NF-κB、COX-2和iNOS的表达水平;流式细胞仪检测细胞ROS水平和脂质氧化水平;ELISA检测各处理组细胞炎症因子IL-6、IL-8、TNF-α的释放情况。结果 白藜芦醇能够恢复H₂O₂诱导的原代软骨细胞凋亡,增加细胞增殖活性;上调Nrf2-HO-1/NQO-1信号因子和抗氧化酶基因SOD-2、GPx4和CAT的表达,降低H₂O₂诱导的ROS和脂质氧化水平;降低H₂O₂诱导的炎症信号因子NF-κB、COX-2和iNOS的表达水平,降低炎症因子IL-6、IL-8、TNF-α的释放。结论 白藜芦醇可能通过增加转录因子Nrf-2的激活以及其直接抗氧化和抗炎作用来发挥对软骨细胞的保护作用,以改善骨关节炎的氧化损伤和炎症反应。