骨髓间充质干细胞-支架复合体向软骨诱导分化的实验研究

目的:以骨髓间充质干细胞作为种子细胞,探索组织工程化软骨的构建.方法:分离、获取、扩增骨髓间充质干细胞,通过将扩增的骨髓间充质干细胞接种于聚羟基乙酸(PGA)上,在成软骨诱导因子作用下在体外诱导培养3周后,将实验组和对照组的标本转植入自体兔腹腔内,进行体内培养6～12周后,再进行检测,评估工程化软骨的形成.结果:骨髓间充质干细胞接种于PGA支架上后,经过体外诱导培养和体内培养后,获得标本(7/10)出现软骨组织外观,进行组织学切片可见软骨陷窝,进行Ⅱ型胶原蛋白的免疫组化、Ⅱ型胶原mRNA原位杂交均为阳性.结论:兔骨髓间充质干细胞在成软骨诱导剂作用下,经体外和体内培养后,可生成组织工程化类软骨.     

骨髓间充质干细胞构建人工软骨的实验研究

目的以骨髓间充质干细胞作为种子细胞,探索组织工程化软骨的构建。方法分离、获取、扩增骨髓间充质干细胞,通过将扩增的骨髓间充质干细胞接种于聚羟基乙酸(PGA)上,在成软骨诱导因子作用下作体外诱导培养3周,将实验组和对照组的标本转植入自体兔腹腔内,进行体内培养6~12周后,再进行检测,评估工程化软骨的形成。结果骨髓间充质干细胞接种于PGA支架上,经过体外诱导培养和体内培养后,实验组获得的标本出现软骨组织样外观,进行组织学切片可见软骨陷窝,进行Ⅱ型胶原蛋白的免疫组化、Ⅱ型胶原mRNA原位杂交均为阳性。结论兔骨髓间充质干细胞在成软骨诱导剂作用下,经体外和体内培养,可生成组织工程化类软骨。     

兔自体骨髓间充质干细胞移植修复关节软骨缺损的研究

目的:研究将体外培养的兔骨髓间充质干细胞(MSCs)定向诱导分化为成骨细胞的方法, 探讨其作为组织工程化骨的种子细胞的可行性.方法:采用Percoll分离液,从兔的骨髓组织中分离骨髓间充质干细胞,用低糖型的DMEM( Dulbecco's modified Eagle's medium)培养液中添加成骨诱导剂地塞米松、β-甘油磷酸钠及抗坏血酸进行培养.诱导2周后钙-钴法染色检测碱性磷酸酶(ALP)表达, 诱导4周后VonKos-sa染色检测钙结节形成.结果:第3代兔MSCs呈典型的成骨细胞形态,诱导2周ALP染色阳性率达80%,诱导4周后VonKossa染色可见钙结节形成.结论:经过分离纯化后的兔骨髓基质细胞在体外培养条件下可以分化为成骨细胞.     

人胰岛素样生长因子-1基因强化组织工程法诱导裸鼠异位软骨形成

目的 探讨人胰岛素样生长因子-1(hIGF-1)基因转染诱导后的人骨髓基质干细胞(hMSCs)与再生丝素膜复合后在裸鼠体内形成组织工程软骨的能力.方法 分离培养hMSCs,体外诱导成软骨样细胞,流式细胞仪测定细胞表型,免疫组化检测软骨细胞表型;脂质体介导hIGF-1转染诱导后的hMSCs, RT-PCR、酶免疫测定法和免疫组化检测hIGF-1及Ⅱ型胶原的表达;转染后的hMSCs与再生丝素膜复合培养,扫描电镜观察细胞形态,复合物植入裸鼠皮下,HE及免疫组化染色观察新生软骨的结构和表型.结果 分离培养出纯化的hMSCs符合间充质干细胞表型,具有快速增殖及经诱导后向软骨分化的能力,诱导后的细胞表达Ⅱ型胶原;转染诱导后的hMSCs能稳定分泌具活性的hIGF-1蛋白,并表达软骨细胞表型;转染后的hMSCs与再生丝素膜复合培养显示良好的生物相容性,新生组织具典型的软骨组织陷窝,并表达Ⅱ型胶原.结论 经hIGF-1基因诱导后的hMSCs与再生丝素膜在体内能构建出软骨样组织.     

壳聚糖制作组织工程软骨支架的研究

目的:探讨在动物体内,利用新型生物材料壳聚糖制作软骨组织的可行性。方法:在体外,将培养的兔关节软骨细胞,种植于多聚赖氨酸包埋的壳聚糖支架上。体外培养4周,对组织工程软骨进行标本观察,HE染色,检测软骨内DNA含量。结果:制备的复合支架成形良好,交联后的机械强度明显提高。结论:壳聚糖适合细胞的贴附生长,可作为间充质干细胞的载体。     

壳聚糖制作组织工程软骨支架的研究

目的：探讨在动物体内,利用新型生物材料壳聚糖制作软骨组织的可行性。方法：在体外,将培养的兔关节软骨细胞,种植于多聚赖氨酸包埋的壳聚糖支架上。体外培养4周,对组织工程软骨进行标本观察,HE染色,检测软骨内DNA含量。结果：制备的复合支架成形良好,交联后的机械强度明显提高。结论：壳聚糖适合细胞的贴附生长,可作为间充质干细胞的载体。     

培养的人骨髓间充质干细胞向成骨细胞、脂肪细胞分化

目的探讨体外培养的人骨髓间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞、脂肪细胞分化的方法,以及钙结节形成、Ⅰ型胶原表达等情况. 方法分离人骨髓间充质干细胞,经过原代培养和传代培养,分别加入成骨诱导、脂肪诱导培养体系,经过倒置显微镜观测与HE染色了解诱导后细胞形态变化,并通过von Kossa染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色、苏丹黑染色与油红O法染色鉴定细胞的性质.另取2代细胞体外培养,加入成骨诱导分化试剂,以碱性磷酸酶(ALP)为检测指标计数细胞阳性率,比较成骨诱导1、2、3、4周时细胞碱性磷酸酶的变化.结果体外培养的MSCs在合适的条件下能够向成骨细胞、脂肪细胞分化.细胞经成骨诱导2～3周时细胞碱性磷酸酶阳性率最高,达到85%.结论 MSCs体外培养在一定条件下向成骨细胞、软骨细胞与脂肪细胞分化,体外培养时形成钙结节,并表达Ⅰ型胶原.培养2～3周后细胞经成骨诱导分化细胞ALP阳性率较高.     

胎儿骨髓间充质干细胞在体外无支架下向软骨组织分化的探讨

目的　探讨骨髓间充质干细胞 (mesenchymalstemcells,MSCs)无支架条件下在体外向软骨组织定向分化的条件。方法　取引产胎儿骨髓悬液 ,经Percoll密度梯度离心 ,获取单个核细胞 ,细胞贴壁、扩增后 ,再以高糖DMEM(TGF β15ng/ml)进行成软骨细胞预诱导 ,4～ 7d后获得成纤维样单层贴壁的MSCs。以此MSCs为种子细胞 ,2× 10 6个细胞离心成团 ,在TGF β1与IGF Ⅰ及其它辅助成分的协同作用下 ,体外培养 3wk后形成组织团块。经固定、包埋、切片后行甲苯氨蓝染色 ,免疫组化方法测定特异性Ⅱ型胶原。通过图象分析软件检测组织块蛋白多糖和Ⅱ型胶原表达强度 ,并与胎儿正常软骨比较。结果　胎儿骨髓单个核细胞经过预诱导 ,细胞表达特异性Ⅱ型胶原 ,甲苯氨蓝染色蓝染明显增强 ;再经离心成团、体外诱导培养后形成有光泽软骨样组织块 ,其甲苯氨蓝染色呈蓝染 ,特异性Ⅱ型胶原为阳性表达 ,图象分析表明其蛋白多糖及Ⅱ型胶原表达强度与胎儿正常软骨相似。结论　胎儿骨髓间充质干细胞经高糖DMEM预诱导后可向软骨细胞分化 ;离心成团后 ,在TGF β1与IGF Ⅰ及其它辅助成分的协同作用下具有形成类软骨组织的能力 ,本实验建立的定向诱导培养系统在无支架条件下可使MSCs向软骨样组织分化。     

采用三维培养法诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨分化的实验研究

目的:探索兔骨髓间充质干细胞向软骨组织转化的条件,为组织工程寻找新的工程化软骨.方法:用密度梯度离心法和贴壁法分离纯化骨髓间充质干细胞,传代扩增后,用成软骨诱导剂进行诱导培养,分别在诱导培养第7、14、21天取出标本进行组织切片,对标本行免疫组化、原位杂交检测.结果:骨髓间充质干细胞经7、14、21天的三维诱导培养后,培养管出现软骨外观组织块,组织学切片可见软骨陷窝,进行Ⅱ型胶原的免疫组化、原位杂交均为阳性.结论:兔骨髓间充质干细胞在软骨诱导剂和离心培养条件下可成功生成软骨组织.     

骨髓来源成骨细胞复合纳米晶羟基磷灰石胶原构建组织工程骨的实验研究

目的 :探讨纳米材料作为组织工程骨基质材料的可行性。方法 :分离培养兔骨髓间充质干细胞 ,诱导为成骨细胞后作为种子细胞 ,与纳米晶羟基磷灰石胶原材料于体外联合培养 ,复合物植入兔桡骨节段性缺损处 ,通过大体观察、HE染色及X线摄片了解成骨情况。结果 :兔骨髓间充质干细胞在体外可以大量扩增 ,能定向诱导为成骨细胞 ;复合物植入 16周后 ,X线摄片中可见桡骨缺损处连接良好。结论 :纳米晶羟基磷灰石胶原材料是组织工程骨的较好的支架材料。     

骨髓间充质干细胞复合脱钙骨基质修复兔膝关节全层软骨缺损的实验

目的:研究骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)复合脱钙骨基质(deminerized bone matrix, DBM)修复兔膝关节全层软骨缺损的疗效. 方法:MSCs取自4～6 mo龄2.5～3.5 kg的青紫兰兔,体外分离培养后种植于DBM支架上体外培养,再移植于兔膝关节全层软骨缺损模型处. 实验动物选用健康的青紫兰兔36只,随机分成A, B, C 3个处理组各12只,A处理组(MSCs/DBM)双侧股骨髁间窝软骨缺损处植入DBM吸附体外分离培养的自体MSCs复合物;B处理组(DBM)单纯植入DBM;C处理组(对照)不作任何植入. 分别于术后4, 8和12 wk各处死4只兔子,取材进行大体、组织学及免疫组化染色观察,根据关节软骨组织学计分标准进行评分,数据输入SPSS 10.0软件统计分析,比较各组的评分差异是否具有统计学意义. 结果:MSCs复合DBM所修复组织为透明软骨样修复;而单纯DBM移植组和对照组为纤维性修复. 对术后12 wk大体及组织学形态进行评分. 按完全随机设计进行方差分析和SNK-q检验,结果显示,SMCs/DBM组明显优于DBM植入组和对照组(P<0.05);DBM组优于对照组(P<0.05). 结论:运用软骨组织工程的原理,以DBM为支架材料的自体MSCs移植是一种修复软骨缺损的行之有效的方法.     

诱导的人骨髓间充质干细胞在裸鼠体内生成软骨的实验研究

目的探讨利用组织工程方法,将人骨髓间充质干细胞(MSCs)在体外诱导、培养后,再造软骨组织的可能性。方法从胸外科手术所获得的肋骨骨髓腔中分离得到人MSCs,经无血清培养基诱导培养为软骨细胞,接种于支架材料上,埋植于裸鼠体内,6周后取材进行大体及组织学观察。结果大体观察见裸鼠皮下形成包块,触之有韧性;组织学观察可见有大量软骨细胞成堆形成,但尚有部分未降解的支架材料残留。结论人MSCs在体外经定向诱导后成为软骨细胞,与支架材料复合物可在裸鼠体内形成软骨组织;人MSCs可能成为组织工程软骨的“种子细胞”。     

间充质干细胞复合同种异体脱钙骨的形态学观察

目的探讨以间充质干细胞(MSC)与同种异体脱钙骨复合培养法构建组织工程化生物衍生骨的可行性。方法预先制备同种异体脱钙骨,取健康成人骨髓,用单核细胞分离液分离MSC,间充质干细胞基础培养基原代和传代培养。倒置显微镜下观察细胞生物学特性,用FITC标记的抗CD105对第3代细胞进行流式细胞鉴定,并与同种异体脱钙骨复合培养1周后行扫描电镜观察。结果原代及传代培养的MSC增殖迅速,第3代CD105阳性细胞占64.1%,复合同种异体脱钙骨培养1周后细胞生长状态良好,增殖迅速,在材料表面形成细胞层。结论未诱导的MSC是骨组织工程适宜的种子细胞,与同种异体脱钙骨复合可作为骨组织工程的载体。     

人脐血间充质干细胞的分离培养与向神经元样细胞诱导分化的实验研究

目的 探讨来源于人脐血的间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)分化成神经元样细胞的可行性，以及在体外分离、纯化和扩增的条件。方法 无菌条件下收集正常足月剖腹产胎儿的脐带血，经肝素抗凝，用淋巴细胞分离液分离脐血的单个核细胞，以偏酸性的Mesencult^TM作为培养基进行培养和纯化，获得贴壁细胞，取扩增第三代后的MSCs向神经元样细胞诱导分化。用免疫荧光标记方法检测神经元特异性标记物。结果 来源于脐血的单个核细胞种植于特定的培养基中后，可产生贴壁细胞，主要表现为破骨样和间充质样细胞；传3代后，这些细胞可得到纯化、扩增；免疫组化标记显示经诱导后的MSCs表达神经丝蛋白(NF)和神经元特异性烯醇化酶(NSE)。结论 源于脐血的MSCs在体外可以培养、扩增，并向神经元样细胞分化，可作为神经干细胞的来源而用于实验研究和临床。     

间充质干细胞复合同种异体脱钙骨的形态学观察

目的：探讨以间质干细胞（MSC）与同种异体脱钙骨复合培养法构建组织工程化生物衍生骨的可行性。方法：预先制备同种异体脱钙骨，取健康成人骨髓，用单核细胞分离液分离MSC，间充质干细胞基础培养基原代和传代培养。倒置显微镜下观察细胞生物学特性，用FITC标记的抗CD105对第3例细胞进行流式细胞鉴定，并与同种异体脱钙骨复合培养1周后行扫描电镜观察。结果：原代及传代培养的MSC增殖迅速，第3代CD105阳性细胞占64．1％，复合同种异体脱钙骨培养1周后细胞生长状态良好，增殖迅速，在材料表面形成细胞层。结论：未诱导的MSC是骨组织工程适宜的种子细胞，与同种异体脱钙骨复合可作为骨组织工程的载体。     

In vivo chondrogenesis of induced human marrow mesenchymal stem cells in nude mice]

OBJECTIVE: To investigate the feasibility of generating cartilage tissues from human bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) cultured and induced in vitro using tissue engineering technique. METHODS: Human bone marrow MSCs were isolated from the ribs of patients receiving chest surgeries and induced into cartilage cells in serum culture-free medium. The cells were then seeded on perchloroethylene (PCE) as the scaffold material for the formation of cell-PCE composite, which was implanted under the dorsal skin of nude mice. Specimens of the implants were harvested 6 weeks after implantation and subjected to gross morphological observation and histological examination. RESULTS: Gross observation showed subcutaneous lump with considerable tenacity, and histologically, large amount of cartilage cells in clusters were seen to have evolved, in the presence of some scaffold material failing to be degraded, indicating that cartilage formation from the MSCs occurred approximately 6 weeks after the implantation of the induced MSCs. CONCLUSION: Human MSCs can be induced into chondrocytes in vitro, and the MSC-PCE composite possesses the potential to develop into cartilage in nude mice. Human MSCs can therefore be used as the seed cells to construct tissue-engineered cartilage.     

流体切应力作用于间充质干细胞对其内皮分化后细胞间黏附因子1表达的影响

目的探讨流体切应力作用于成体骨髓间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSCs）后,其定向内皮诱导所得细胞的细胞间黏附因子1（intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1）的表达变化。方法体外培养大鼠骨髓MSCs,于流室系统中加载不同强度的流体切应力后,将其向内皮细胞系诱导,以荧光实时定量RT-PCR检测所得细胞ICAM-1的mRNA表达水平,以流式细胞仪检测ICAM-1蛋白表达水平,并进一步观察细胞传代后ICAM-1mRNA及蛋白表达水平变化。结果大鼠MSCs经过流动加载后,定向内皮诱导所得细胞的ICAM-1mRNA及蛋白表达水平均较静态对照组有所升高（P〈0.05）,但当细胞传代后,ICAM-1蛋白水平回落至对照组水平（P〉0.05）,而mRNA表达水平继续升高。结论流体切应力能增加MSCs来源的内皮细胞黏附因子的表达,证实了血流动力学因素在动脉粥样硬化发病机制中所起的重要作用。     

兔骨髓间充质干细胞的提取与体外培养

目的 通过提取兔骨髓中间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)并加以纯化，在体外培养条件下研究其增殖及生长特性。方法 从骨髓中提取间充质干细胞，体外培养扩增，再以相差显微镜、电镜观察并绘制生长曲线。结果 原代培养及传代培养显示，兔自体骨髓间充质干细胞具有活跃的增殖倍增能力；骨髓间充质干细胞内细胞器与其生物活性变化相一致。结论 骨髓间充质干细胞体外培养成功，为今后利用自体间充质干细胞通过组织工程学方法修复软骨、骨、肌肉系统的组织缺损奠定了基础。     

人胚胎关节软骨来源的间充质干细胞

目的: 研究从人胚胎关节软骨中分离的细胞的特性、对其表面标志进行鉴定,探讨其多向分化潜能.方法: 从12～20周人胚胎关节软骨中分离细胞,观察细胞的形态、生长状态,采用流式分析的方法对其表面标志进行鉴定并探讨其成骨、成脂、成软骨以及成神经元样细胞的多向分化的潜能.结果:(1)从人胚胎关节软骨中分离的细胞,细胞形态均一,以梭形为主,生长旺盛,可传20代.(2)对不同代的细胞进行流式鉴定,发现其表面标志CD 44、CD 147、CD 90为阳性,CD 34、CD 45、HLA-DR为阴性,与骨髓来源的间充质干细胞的表面标志相似.(3)对其进行成骨、成脂、成软骨、成神经元样细胞的诱导,发现软骨来源的细胞具有多向分化的能力.结论: 从人胚胎关节软骨中可获得间充质干细胞.     

转化生长因子β1基因修饰的间充质干细胞／仿生基质材料的体外复合培养

目的 探讨转化生长因子β1（TGF－β1)基因转染对间充质干细胞（MSCs)增殖分化的影响,评价涂覆多聚赖氨酸（PLYS）的聚DL乳酸（PDLIA）仿生基质材料能否作为关节软骨组织工程学研究的支架材料。方法 将组织工程学与分子生物学有机结合,体外将具有多重生物学效应的TGF－β1基因转入关节软骨组织工程首选种子细胞－－间充质干细胞（MSCs）,并与表面涂覆PLYS的PDLLA可降解三维多孔基质材料体外复合培养。以单纯空载体转染MSCs为对照,通过扫描电镜等方法观察种子细胞的粘附、增殖及分化等情况。结果 基质材料孔隙率为88％,其中孔径为150－200μm的有效孔占80％。所有细胞增能很好地粘附于基质材料上,其中TGF－β1基因修饰的MSCs增殖分化活性明显优于对照组。结论 利用扮子组织工程学原理可使TGF－β1持续高效发挥作用,使提高关节软骨缺损的修复质量和远期疗效成为可能。涂覆PLYS的PDLLA仿生基质材料不仅具有良好的生物相容性和结构相容性,而且具有更好的表面相容性和生物学活性,在一定程度上解决了细胞－－基质材料之间非的界面不相容问题,是关节软骨缺损修复的良好基质材料。