壳聚糖载体介导关节内基因转移：转染效率与基因产品的关系

目的:分析壳聚糖-DNA超微颗粒在关节内的转基因效应。方法:实验于2005-09/2006-06在上海交通大学医学院健康科学研究所骨科细胞与分子生物学实验室完成。实验材料:①模型制备:采用切断内侧副韧带,切除内侧半月板的方法制备骨关节炎兔模型。②基因产品:白细胞介素(interleukin,IL)1Ra基因、IL-10基因。实验分组:15只新西兰兔按随机数字表法分为3组:①空载体对照组(n=3),造模后5d两侧膝关节关节腔注射400μL壳聚糖-PcDNA3.1溶液,共3次,每48h1次。②IL-1Ra基因治疗组和IL-10基因治疗组,每组6只,造模后5d对照侧膝关节关节腔分别注射20μg裸DNA(PcDNA3.1-IL-1Ra或PcDNA3.1-IL-10),实验侧膝关节关节腔注射400μL壳聚糖-DNA超微颗粒(含20μgIL-1Ra或IL-10),注射次数及间隔时间同空载体对照组。实验评估:①采用酶联免疫吸附分析及免疫组织化学检测IL-1Ra和IL-10基因的表达和分布。②苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色观察骨关节炎软骨组织学变化。结果:纳入新西兰兔15只,均进入结果分析。①IL-1Ra和IL-10基因在关节滑液中的表达:空载体对照组及IL-1Ra基因治疗组对照侧膝关节滑液中未检测到IL-1Ra表达,实验侧于第1次基因注射后7,14d检测到IL-1Ra表达。IL-10基因治疗组对照侧和实验侧均未检测到IL-10表达。②IL-1Ra基因在兔膝关节的分布:IL-1Ra基因治疗组兔软骨表层和中间层部分细胞内表达IL-1Ra,至少持续到第1次基因注射后14d。在滑膜组织中未观察到明显的IL-1Ra表达。③兔骨关节炎软骨组织学变化:空载体对照组呈早期骨性关节炎的典型性改变。苏木精-伊红染色显示软骨细胞坏死,蛋白多糖甲苯胺蓝染色不均一,软骨表层和中间层大部分区域失染,软骨细胞簇聚区域其周围深染。IL-1Ra基因治疗组在软骨损坏方面明显减轻,甲苯胺蓝部分失染。结论:①壳聚糖-DNA超微颗粒的转染效率与基因产品有关。②将IL-1Ra用关节腔直接注射壳聚糖-DNA超微颗粒的方法直接转移入关节腔能一定程度上减轻骨性关节炎的进程。     

生物力学信号对骨髓间充质干细胞体内外成骨分化的影响

具有多向分化潜能的骨髓间充质干细胞(BMSC)已成为组织工程学种子细胞的重要来源,用以促进受损组织的修复。以往大量研究表明BMSC所处生物化学微环境对其分化具有重要的调节作用,进一步研究表明除细胞因子等生物化学信号外,生物力学信号也可影响BMSC的分化.这方面的研究已日益引起关注。为模拟组织体内受力情况,对生物力学的研究主要包括流体剪切力、流体静压力、压应力、张应力、冲击波等。该文着眼于生物力学信号对BMSC成骨方向分化的影响,简要介绍几种研究较多的生物力概念和模型,并对近年各种力学作用影响BMSC体内外成骨分化的研究进展作一综述。     

玉米醇溶蛋白仿生组织工程支架材料体内外诱导成骨的实验研究

目的 检测玉米醇溶蛋白(zein)仿生三维多孔支架材料的生物相容性、骨诱导性和生物可降解性. 方法 将人骨髓基质干细胞(BMSCs)载人海藻酸钠或zein制成复合物.通过扫描电镜观察、噻唑蓝分析法以及碱性磷酸酶染色与定量检测,分别比较zein和海藻酸钠对BMSCs体外黏附、增殖和分化的影响.取24只8周龄裸鼠,随机分为两组,制成肌袋植入异位成骨模型.对照组单纯植入zein,实验组植入zein与兔BMSCs复合物.术后2、4、8和12周取材进行影像学和组织学观察. 结果 与海藻酸钠相比,zein在任何时间段均能够更好地促进兔BMSCs的体外增殖和分化,差异有统计学意义(P<0.05).同时,与单纯植入zein相比,BMSCs能够增强zein体内诱导成骨的作用. 结论 zein具有良好的生物相容性、骨诱导性和生物可降解性.