再生柞蚕丝素蛋白对人骨髓间充质干细胞体外扩增的支持作用

大量的研究表明家蚕丝素蛋白具有良好的生物相容性。而对于柞蚕丝素蛋白在医用生物领域的研究报道在国内外尚较少。本研究选择再生柞蚕丝素蛋白为研究对象，观察了人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）在再生柞蚕丝素膜上的粘附、生长及表面抗原的变化。结果在1h观察再生柞蚕丝素对hBMSCs的粘附力几乎与胶原相同，明显优于家蚕丝素和聚苯乙烯培养板。MTT法检测结果显示在第4d hBMSCs在再生柞蚕丝素膜上的增殖明显高于其他各组。电镜观察结果显示hBMSCs在再生柞蚕丝素膜上能够很好的粘附、生长，细胞间能相互连接形成片状结构。流式细胞仪检测再生柞蚕丝素蛋白对hBMSCs表面抗原的表达亦无明显影响。本研究结果显示再生柞蚕丝素蛋白体外支持hBMSCs的粘附、生长，具有良好的细胞相容性。     

人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达

目的：系统研究人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）体外成骨诱导分化过程中成骨相关基因的表达变化。方法：应用密度梯度离心法分离hBMSCs,取第2代细胞通过流式检测及多向诱导分化方法进行干细胞鉴定;应用RT-PCR法对hBMSCs在体外成骨诱导不同时间点的成骨相关基因表达进行检测。结果：第2代hBMSCs表达间充质干细胞表面标志CD44、CD90,具有成脂和成骨分化潜能。成骨相关基因在诱导早期部分表达,中期均有表达,基因表达大部分在14天达高峰,与矿化相关的基因表达在21天达高峰。结论：hBMSCs体外成骨诱导过程中成骨相关基因呈动态表达,其表达时序与成骨细胞生理发育基本相似。     

利用hBMSCs在生物反应器中构建小口径血管的实验研究

目的采用改进的生物反应器系统,应用人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)构建小口径的组织工程血管。方法设计一套血管生物反应器系统,采用有限元方法对组织工程小血管托架材料进行分析,从而设计一套用于构建直径为2mm的小血管托架;收集人的原代骨髓基质干细胞进行体外扩增和培养,选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯(PGA)复合后置于血管生物反应器中动态培养;培养4周后,对材料复合物取材,进行大体观察、HE染色、扫描电镜和平滑肌免疫组化等指标检测。结果血管色泽明亮,有一定的弹性,用镊子反复压下血管能够反弹恢复原样;细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分。结论改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用hBMSCs成功构建组织工程化小血管组织。     

miR-34b对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及相关机制

目的：探讨miRNA-34b在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达及其可能的作用靶点和作用机制。方法：采用密度梯度离心和全骨髓贴壁相结合的方法分离培养人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSCs),并在体外诱导成骨分化。采用实时荧光定量PCR技术,检测hBMSCs成骨分化过程中的miR-34b的表达水平;然后过表达miR-34b,进一步观察其对hBMSCs成骨分化的影响。同时检测过表达miR-34b对成骨分化的关键信号通路之一Notch信号通路的活性影响,初步探讨其可能涉及的作用机制。结果：成功分离出hBMSCs,并构建了hBMSCs体外诱导成骨分化模型;且随着成骨诱导培养时间的延长,miRNA-34b表达水平逐渐降低。ALP活性检测、茜素红染色检测结果显示过表达miRNA-34b后,ALP活性显著降低,且茜素红染色的钙盐结节明显减少;同时Western blot实验结果显示过表达miRNA-34b后,成骨特异性标记分子Runx2的蛋白表达水平显著下降(P<0.05)。此外,过表达miRNA-34b后,Notch信号通路的活性显著降低。结论：miRNA-34b能够负向调控人骨髓间充质干细胞成骨分化;其作用机制可能与抑制Notch信号通路的活性有关,提示miRNA-34b可以作为诊断和靶向治疗慢性炎症性骨疾病的潜在作用靶点。     

二元镁合金在细胞培养基中的腐蚀特性

背景：镁和镁合金将可能成为新型骨科内植物材料,系统的研究镁合金相关金属离子对骨组织中的关键性细胞成人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）增殖的影响对于新型镁合金的开发十分关键。 目的：从生物学角度探索理想的镁合金元素构成 方法：制备纯镁和8种二元镁合金（Mg-Al、Mg-Ca、Mg-Mn、Mg-Sn、Mg-Si、Mg-Y、Mg-Zn、Mg-Zr）样品;采用α-MEM细胞培养基（含10%FBS）模拟体内环境下制备标准浸提液,并检测pH值;电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)检测浸提液中镁和添加元素含量;分离、鉴定、培养健康成人骨髓间充质干细胞;alamarBlue法分别检测培养达１、３、５、７天时100%、50%、25%浓度的纯镁和８种镁合金浸提液对hBMSCs增殖的影响,判断８种二元镁合金的生物相容性。 结果与结论：Mg-Ca、Mg-Y合金耐腐蚀性较差浸提液中Mg2 浓度分别达到408 ?37.9 mg/L 和351 ?15.3 mg/L,pH值分别为8.87?.19和8.84?.15;其次是Mg-Zr合金;其它二元合金耐腐蚀性与纯镁相当。纯镁和8种二元镁合金100%含量的浸提液均对hBMSCs的增殖具有显著抑制作用,当Mg2 浓度低于110mg／L,pH值7.35-7.65时纯镁和8种二元镁合金对hBMSCs的增殖无显著影响。     

低氧对人骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的影响

目的 探讨低氧对人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)向神经细胞分化的影响.方法 将第2代hBM-SCs进行传代、纯化,取第4代hBMSCs进行流式细胞仪检测鉴定;以含1％ FBS的α-MEM为基础诱导培养基,根据处理条件不同分为4组:常氧对照组、低氧对照组(3％氧浓度)、常氧诱导组[添加20 ng/mL表皮生长因子(E GF)及20 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)]、低氧诱导组(3％氧浓度下添加20 ng/mL EGF及20 ng/mL bFGF).连续诱导3d后,采用RT-PCR及Western blot技术检测神经元特异性烯醇化酶(NSE)、微管相关蛋白2(MAP-2)及胶质纤维酸性蛋白(GFAP)在基因及蛋白水平表达变化.结果 第4代hBMSCs流式鉴定结果示:骨髓基质标志CD105、CD90、CD29表达分别为95.8％、98.2％、95.1％,而造血细胞标志CD19表达为0.2％;与常氧对照组比较,低氧对照组NSE、MAP-2、GFAP在基因及蛋白水平表达均无明显改变(P＞0.05),而常氧诱导组及低氧诱导组相应表达均升高(P＜0.05),且低氧诱导组表达高于常氧诱导组(P＜0.05).结论 低氧促进EGF联合bFGF对hBMSCs向神经元细胞及神经胶质细胞分化的诱导作用.     

体外共培养hBMSCs和HUVECs对Panc-1胰腺癌细胞上皮间质转化的影响

目的:利用三维共培养技术体外构建含多种细胞的胰腺癌微组织,研究骨髓间充质干细胞(hBMSCs)、内皮细胞(HUVECs)对Panc-1胰腺癌细胞上皮间质转化的影响。方法:水凝胶复合细胞培养构建三维胰腺癌微组织模型。第一组:单纯Panc-1细胞;第二组:Panc-1细胞复合HUVECs;第三组:Panc-1细胞复合hBMSCs;第四组:Panc-1细胞复合HUVECs和hBMSCs。实时定量PCR分析胰腺癌肿瘤侵袭相关的基质金属蛋白酶(MMP-9)、肿瘤上皮间质化E-cadherin和Snail基因。Western blot测定胰腺癌肿瘤侵袭相关的MMP-9、肿瘤上皮间质化E-cadherin和Snail蛋白。结果:HUVECs共培养不影响MMP-9、E-cadherin和Snail基因和蛋白的表达(P>0.05),hBMSCs共培养促进MMP-9和Snail基因和蛋白的表达、抑制E-cadherin基因和蛋白的表达(P<0.05),同时加入两种细胞促进MMP-9和Snail基因和蛋白的表达、抑制E-cadherin基因和蛋白的表达(P<0.05)。结论:利用水凝胶为载体,加入骨髓间充质干细胞、内皮细胞与Panc-1胰腺癌细胞共培养,成功构建复杂的胰腺癌肿瘤微组织。通过对胰腺癌上皮间质转化相关机制研究,发现骨髓间充质干细胞通过调节MMP-9和上皮间质化对胰腺癌的侵袭行为起重要作用。     

瘦素对hBMSCs成骨分化的作用及机制研究

目的 探讨瘦素(leptin,LEP)对hBMSCs成骨分化的作用及机制. 方法 采用全骨髓法培养hBMSCs,取第3代hBMSCs分为A、B、C、D、E、F组,待细胞贴壁后各组分别加入400、200、100、50 ng/mL LEP、100 ng/mL BMP和普通培养基2 mL进行培养.于培养后7 d行ALP染色、21 d行矿化结节染色,倒置相差显微镜观察染色结果 ;并于培养后7、14、21 d,检测各组ALP活性、骨钙素(osteocalcin,OCN)水平,筛选LEP的最佳诱导浓度;B、E、F组细胞培养7 d后,采用RT-PCR检测成骨相关基因:核心结合因子(core-binding factor α1,Cbfα1)、ALP、Col Ⅰ、OCN mRNA的表达. 结果 诱导培养7 d,ALP染色结果 显示,A、B、C、D、E组细胞胞浆均呈蓝色阳性着色,F组呈弱阳性;诱导培养21 d,矿化结节染色结果 显示,A、B、C、D、E组细胞染色呈阳性,F组呈阴性.B组培养后7、14、21 d,ALP、OCN活性低于E组,但显著高于其余各组,差异均有统计学意义(P<0.05),200 ng/mL LEP为最佳浓度.B、E、F组细胞培养7d,F组Cbfα1、ALP、Col Ⅰ、OCNmRNA均不表达;B、E组各产物mRNA均有表达,但B组低于E组. 结论 LEP可促进hBMSCs成骨分化,其机制可能为LEP促进了成骨相关基因的表达.     

利用成体干细胞体外小口径血管的构建

设计了一套血管生物反应器系统,采用有限元的方法对组织工程小血管托架材料进行了分析,从而开发完成了一套用于构建直径为2 mm的小血管托架;通过收集人的原代骨髓基质干细胞（hBMSCs）和脂肪基质干细胞（ADSCs）进行体外扩增和培养,并选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯（PGA）复合后置于血管生物反应器中动态培养;在生物反应器中动态培养4周后,对材料复合物进行取材,分别进行大体观察、HE染色和扫描电镜等指标检测。结果表明：血管色泽明亮,有一定的弹性,细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分。说明改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用人骨髓间充质干细胞和脂肪基质干细胞成功构建组织工程小血管组织。