GDF-5基因重组腺病毒修复人退变髓核细胞的实验研究

【摘要】 目的 探讨腺病毒介导的GDF 5基因对人退变髓核细胞外基质表达的影响,探求一种基因治疗新途径。方法 利用腺病毒载体将GDF 5基因导入退变髓核细胞,设置为空白对照组（Control组）、阴性对照组（GFP组）、实验组（GDF 5组）3组,并分为3、7、14、21天四个观察时间点,分别检测3组髓核细胞sGAG、Hyp的含量,免疫染色、Safranine O染色观察细胞外基质合成情况,Real time PCR检测Aggrecan、Collagen II mRNA表达水平。结果 GDF 5组髓核细胞sGAG/DNA、Hyp/DNA均在14、21天较Control组和GFP组明显增加,差异有统计学意义（P＜0.05）,而Control组与GFP组之间任意观察时间点比较差异均无统计学意义（P＞0.05）;免疫染色、Safranine O染色结果显示GDF 5组髓核细胞的蛋白多糖、Ⅱ型胶原、蛋白聚糖在14、21天均呈强阳性染色,Control组和GFP组呈弱阳性染色。Real time PCR结果显示GDF 5组Aggrecan、Collagen II mRNA的表达在14、21天较Control组和GFP组明显增加,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 腺病毒介导的GDF 5能明显促进人退变髓核细胞Aggrecan、Collagen II mRNA的表达,并增加蛋白多糖、Ⅱ型胶原的合成,对细胞外基质具有明确的修复作用,是一种有效的基因治疗新方法。     

种子细胞移植修复髓核治疗椎间盘退行性变研究进展

椎间盘退行性变(intervertebral disc degeneration,IDD)是引起下腰痛的主要原因,它可引起一系列疾病,如腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症和节段性腰椎不稳等。细胞移植治疗是目前实验研究的治疗方法之一。近年将这些种子细胞移植入发生退行性变的椎间盘,可有效增加髓核细胞外基质的形成,干预椎间盘退变的进程,对椎间盘退行性变疾病具有潜在的治疗效果。本文就髓核细胞、软骨细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞和胚胎干细胞等研究进展和干细胞体外诱导方法的研究进展作如下综述。     

兔骨髓间充质干细胞的分离培养及鉴定

目的:探讨一种简便可行的兔骨髓间充质干细胞(bone marrow derived mesenchymal stem cells,BMSCs)体外分离培养方法。方法:通过全骨髓贴壁分离法体外分离、扩增兔骨髓间充质干细胞,观察其增殖和生长特性,绘制生长曲线;倒置相差显微镜观察细胞形态;并向软骨细胞诱导分化,采用番红快绿染色和甲苯胺蓝染色鉴定。结果:经全骨髓贴壁法得到的骨髓间充质干细胞性状稳定,为纺锤状,呈克隆样生长;成软骨诱导培养的骨髓间充质干细胞,表现出软骨细胞的形态特征和生物学特征。结论:采用全骨髓贴壁分离法操作简便,是培养兔骨髓间充质干细胞的理想方案,在适当的条件下BMSCs能多向分化。     

体外共培养诱导脂肪干细胞向软骨表型细胞分化及鉴定的实验研究

目的:探讨脂肪干细胞经共培养诱导为软骨表型细胞的可行性,为软骨组织工程种子来源提供的新途径。方法:分离培养日本大耳白兔的脂肪干细胞及肋软骨细胞,将脂肪干细胞与软骨细胞分层共培养及脂肪干细胞单独培养于6孔板中2周。通过safranin-O染色、甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫化学染色对诱导后细胞表型进行鉴定,RT-PCR检测诱导后Ⅱ型胶原基因表达情况。结果:共培养诱导2周后的脂肪干细safranin-O染色和甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫化学染色呈阳性,Ⅱ型胶原基因表达接近于正常软骨细胞。结论:脂肪干细胞经与软骨细胞共培养后,可以诱导为软骨表型细胞。     

聚乳酸乙醇酸共聚物与纳米羟基磷灰石共混制备组织工程纤维环支架的实验研究

目的探讨以聚乳酸乙醇酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)与纳米羟基磷灰石(hydroxyapa-tite,HA)为原料,利用静电纺丝的技术制备出的三维多孔支架构建组织工程纤维环的可行性。方法将PLGA与HA溶解于丙酮中,配制20%(w/v)的溶液,磁力搅拌均匀后,进行静电纺丝,制备三维多孔支架。支架通过扫描电镜和磷酸盐缓冲液降解(phosphate buffered saline,PBS)的方式,观察支架的形貌和降解性能;利用CCK-8和伊红染色的方法观察支架的生物相容性。结果支架具有良好的纤维形貌,直径均匀,扫描电镜下可见HA结晶。支架在磷酸盐缓冲液中降解速度较快,8周时支架失重可达40%,表现出良好的降解性能。细胞毒性试验和伊红染色均表明细胞在支架上的生长情况较好,支架具有良好的生物相容性。结论 PLGA与HA共混制备的纳米纤维支架具有良好的空间结构和生物相容性,因此该支架是一种良好的组织工程纤维环支架材料。     

移植同种异体髓核细胞对兔椎间盘退变早期干预的实验研究

目的 在诱导椎间盘退变的早期移植同种异体兔髓核细胞（ NPC）,观察NPC对退变椎间盘的修复效果。方法 体外分离、培养NPC,并通过组织化学染色、免疫组织化学和免疫荧光染色对其进行鉴定。采用穿刺抽吸法建立兔椎间盘退行性变模型,造模同期进行细胞移植治疗。将27只5月龄日本大耳白兔随机分为3组：正常对照组（n=9）、NPC移植组（NPC组,n=9）及DMEM培养基组（DMEM组,n=9）。每只实验动物的L3-4、L4-5和L5-6作为实验干预椎间盘。术后4、8、12周分别利用标准化T2加权像信号强度（%ST2WI）、病理组织学、退变分数、免疫组化染色、免疫荧光染色以及二型胶原（Collagen Ⅱ）和蛋白聚糖（aggrecan）mRNA表达水平评价修复效果。结果 术后12周,DMEM组的%ST2WI值、CollagenⅡ和aggrecan 的mRNA表达量均明显低于其它两组（P＜0.05）,正常对照组和NPC组无明显差异（P＞0.05）;正常对照组和NPC组退变分数明显低于DMEM组（P＜0.05）,正常对照组和NPC组无明显差异（P＞0.05）;正常对照组、NPC组的Collagen Ⅱ免疫组化和aggrecan免疫荧光染色均显示强阳性,而DMEM组随着时间的推移阳性逐渐减弱。 结论 在退变早期移植同种异体的兔NPC能有效修复椎间盘组织的髓核退变。     

靶向抑制 PI3K 对PDK-1/Akt信号通路调控成骨细胞分化的影响

目的 通过观察磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)特异性抑制剂LY294002在成骨细胞分化过程中的影响,探讨PI3K通过调控PDK-1 /Akt信号通路对成骨细胞分化影响的分子机制。方法 采用体外培养C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)。通过CCK-8检测LY294002的最大安全浓度。对照组使用成骨细胞诱导培养基(OBM)处理BMSC,干预组在OBM中添加LY294002。检测两组细胞碱性磷酸酶（ALP）活性和细胞矿化能力,并分别采用Western-Blot和RT-PCR检测PDK-1 /Akt信号通路及下游蛋白和转录因子基因的表达水平。结果 CCK-8结果提示,在3.2 μM及以下浓度对BMSC的增殖没有影响;LY294002对成骨细胞分化的影响呈剂量依赖性（P＜0.05）;干预组ALP阳性细胞和细胞外基质矿化较对照组明显减少 (P＜0.05); Western-Blot 检测结果显示,干预组p-PDK 1和p-Akt蛋白表达水平较对照组明显降低 (P＜0.05);RT-PCR 结果提示,干预组成骨细胞相关基因ALP和骨钙素（OCN）mRNA较对照组表达明显下降 (P＜0.05)。结论 靶向抑制PI3K可通过PDK-1 /Akt信号通路明显下调成骨细胞相关基因ALP和OCN的表达,并抑制成骨细胞的分化。