骨髓基质干细胞转染腺病毒BMP7后的成骨改变

目的 探讨BMP7腺病毒转染对骨髓基质干细胞（BMSCs）的体外、体内成骨功能的影响。方法 用重组骨形成蛋白7腺病毒（adenovirus bone morphogenetic protein7，Adeno-BMP7）转染（M．O．I=100）70％～80％融合时的第二代的羊骨髓基质干细胞，3d后分别进行免疫印迹（Westem—blot）、钙结节染色和珊瑚、细胞复合物皮下回植。结果 Western—blot检测表明转染Adeno—BMP7后的BMSCs有BMP7蛋白水平上的表达；钙结节染色表明转染Adeno—BMP7后的BMSCs可形成较大的钙结节。转染Adeno—BMP7的BMSCs可明显促进皮下新骨的形成。结论 Adeno—BMP7转染可促进BMSCs的体外成骨定向分化，Adeno—BMP7转染后的BMSCs具有更强的体内成骨能力。     

BMP7修饰的骨髓基质干细胞修复羊股骨缺损的实验研究

目的 观察用BMP7修饰前后的骨髓基质干细胞修复羊股骨缺损效果的差异,探讨用组织工程与基因工程相结合的方法修复长骨缺损,为临床研究打下基础.方法 分别用含有地塞米松(10～8 M,Sigma)、β-磷酸甘油钠(10 mM,Sigma)的DMEM培养的骨髓基质干细胞(组1,n=7)和Adeno-BMP7转染的骨髓基质干细胞(组2,n=7)与珊瑚复合,再分别用于修复股骨缺损,通过不同时间点的X线观察、组织学观察和灰度分析来评价骨缺损的程度.结果 组1 X片显示4月前新生骨密度逐渐增高;八月时,骨缺损处新生骨转化为新生皮质骨.组2X片显示在3月前就有大量新生骨形成,新生皮质骨形成时间明显早于组1.由于组2新生骨形成的体积较大,X片灰度分析与组1相比并没有显著性差异.结论 两种方法都能修复羊股骨缺损.BMP7局部基因转染的方法有利于骨组织再生.     

骨形成蛋白7重组腺病毒的构建及转染骨髓间充质干细胞的研究

目的 构建骨形成蛋白(BMP)7重组腺病毒，使其转染骨髓间充质干细胞并在细胞内得到表达。方法 将BMP7基因克隆到转移载体pAdTrack—CMV中，在细菌BJ5183中与pAdEasy腺病毒基因组进行同源重组，得到BMP7重组腺病毒基因组，通过转染HEK293细胞包装出重组腺病毒。利用BMP7重组腺病毒转染分离纯化后的骨髓间充质干细胞，鉴定BMP7在细胞内的表达。结果 经过多聚酶链反应(PCR)及酶切鉴定证明获得了BMP7转移质粒padTrack—BMP7和BMP7重组腺病毒基因组，并包装出重组腺病毒。逆转录PCR和免疫组织化学证明BMP7在重组腺病毒转染后的骨髓间充质干细胞中得到了表达。结论 BMP7重组腺病毒的构建和在骨髓间充质干细胞中的表达，为BMP7基因治疗的研究奠定了基础。     

BMP—2基因转染的人骨髓基质干细胞复合PLA／PCL支架体外构建组织工程骨

目的 用人骨形态发生蛋白2腺病毒表达载体(Ad—BMP—2)转染的人骨髓基质干细胞(hBMSC)，复合PLA／PCL(聚乳酸／聚己内酯)生物降解支架体外构建组织工程骨。方法 用Ad—BMP—2转染体外培养的成人BMSC，免疫组化、原位杂交染色和蛋白印迹方法检测细胞BMP—2的表达，并通过流式细胞仪和ALP活性检测分析其对细胞增殖、分化的影响。然后将转染后细胞接种到PLA／PCL支架上，扫描电镜观察细胞贴附、生长状况。结果 转染后，hBMP—2基因在mRNA水平和蛋白水平均有表达；S期细胞比例和ALP活性明显增高。扫描电镜见转染细胞分布均匀，伸展良好。结论 Ad—BMP—2可高效转染hBMSC，且促进细胞增殖及成骨转化。转染后细胞在PLA／PCL上生长良好，BMP—2基因治疗的组织工程骨构建成功。     

腺病毒介导BMP-2和EGFP基因转染兔骨髓基质干细胞及种植脱钙骨的体外观察

目的用腺病毒载体介导人骨形态发生蛋白-2及EGFP基因转染兔骨髓基质干细胞(rBMSC),种植DBM(脱钙骨)支架体外构建组织工程骨。方法兔髓基质干细胞(rBMSC)的分离、培养;流式细胞仪检测细胞表面标记;转染后,荧光显微镜观察细胞最适感染复数(MOI)及蛋白印迹检测外源基因的表达情况;采用Urist提供的方法制备脱钙骨(DBM),用细胞计量法测定BMSCs与DBM复合培养的黏附率。然后将转染后细胞接种到DBM支架上,用荧光显微镜观察细胞是否成功粘附于支架材料上,扫描电镜观察细胞贴附、生长状况。结果 BMSCs细胞表型鉴定:CD44表达阳性,CD45表达阴性;转染后,蛋白印迹试验检测到BMP-2表达增高;骨髓间充质干细胞与脱钙骨基质的平均粘附率为(72.74±1.99)%;扫描电镜见转染细胞生长良好,伸出丝状突起,相互连接。结论成功培养及鉴定兔BMSCs,Ad-BMP-2/EGFP可高效转染兔BMSCs,转染后的细胞种植于DBM支架材料后生长状况良好,组织工程骨构建成功。     

腺病毒介导TGF-β1及BMP-7基因共表达感染骨髓基质干细胞修复兔关节软骨缺损

目的探讨腺病毒介导转化生长因子β1(TGF-β1)及骨形成蛋白7(BMP-7)基因共表达感染对骨髓基质干细胞(MSCs)增殖和定向分化的影响,观察其构建组织工程化软骨对关节软骨缺损的修复质量和疗效。方法以腺病毒AdEasy为基因转移载体,制备携带TGF-β1和BMP-7基因的高滴度腺病毒感染兔MSCs,利用外源性基因编码的生长因子诱导其表达软骨细胞表型,通过免疫细胞化学、原位杂交、RT-PCR及己糖醛酸水平检测等方法鉴定。再将其与骨基质明胶(BMG)支架相复合体外构建组织工程化软骨,移植修复同种异体兔关节软骨缺损并进行形态学和组织学观察及修复结果分析。结果腺病毒感染MSCs后免疫细胞化学染色和RT-PCR可检测出外源基因及其编码蛋白的表达,通过原位杂交可检测出Ⅱ型胶原蛋白基因表达,细胞培养液中己糖醛酸水平明显升高。将其复合于骨基质明胶上,经组织染色和电镜观察可见前体软骨细胞贴附于BMG表面和孔隙内大量增殖,在体移植修复实验组新生组织为类透明软骨,修复效果明显优于各对照组。结论MSCs经携带TGF-β1和BMP-7基因的腺病毒感染后,体外能向软骨细胞作定向分化,可用于制备组织工程化软骨,使提高关节软骨缺损的修复质量成为可能。     

重组BMP4/7融合基因腺相关病毒的构建及其对兔骨髓基质干细胞生物学行为的影响

[目的] 应用重组骨形成蛋白4/7融合基因腺相关病毒载体(AAV BMP4/7)转染兔骨髓基质干细胞(BMSCs),观察其对BMSCs生物学行为的影响.[方法] (1)采用RT-PCR一步法和基因重组法,从胎盘组织中克隆BMP4和BMP7成熟肽cDNA,获取BMP4/7融合基因,克隆到质粒pGEM质粒中;(2)从pGEM-BMP4/7质粒中切取BMP4/7融合基因克隆到穿梭质粒,在大肠杆菌内重组,在293细胞中构建AAV-BMP4/7重组腺相关病毒载体;(3)不同MOI值的AAV-BMP4/7转染兔BMSCs,观察细胞形态学变化,MTT法描记细胞生物曲线,观察对细胞增殖的影响,以AAV-EDFP做对照;(4)AAV-BMP4/7转染兔BMSCs细胞7、14 d后,行ALP及OC含量测定,观察成骨活性,以AAV-EDFP做对照.[结果] (1)成功构建高滴度的携带BMP4/7融合基因的重组腺相关病毒AAV-BMP4/7;(2)AAV-BMP4/7转染BMSCs细胞后,细胞增殖活性良好,转染效率为72%,细胞形态呈典型的成骨改变,1×105 vg/cell的MOI值对细胞形态影响较小,而转染效率强于5×104vg/cell(59.38%).(3)AAV-BMP4/7转染细胞后,ALP、OC含量均明显增高,并与转染后诱导培养的时间呈正相关,与对照组比较差异统计学意义(tALP=896.88 P<0.001 tOC=543.24 P<0.01).[结论] AAV-BMP4/7融合基因转染效率高,对BMSCs细胞有明显的诱导成骨活性,对骨愈合的基因治疗提供了新的思路和途径.     

BMP-2基因转染的人骨髓基质干细胞复合PLA/PCL支架体外构建组织工程骨

目的　用人骨形态发生蛋白 2腺病毒表达载体 (Ad -BMP - 2 )转染的人骨髓基质干细胞 (hBMSC) ,复合PLA/PCL(聚乳酸 /聚己内酯 )生物降解支架体外构建组织工程骨。方法　用Ad -BMP - 2转染体外培养的成人BMSC ,免疫组化、原位杂交染色和蛋白印迹方法检测细胞BMP - 2的表达 ,并通过流式细胞仪和ALP活性检测分析其对细胞增殖、分化的影响。然后将转染后细胞接种到PLA/PCL支架上 ,扫描电镜观察细胞贴附、生长状况。结果　转染后 ,hBMP - 2基因在mRNA水平和蛋白水平均有表达 ;S期细胞比例和ALP活性明显增高。扫描电镜见转染细胞分布均匀 ,伸展良好。结论　Ad-BMP - 2可高效转染hBMSC ,且促进细胞增殖及成骨转化。转染后细胞在PLA/PCL上生长良好 ,BMP - 2基因治疗的组织工程骨构建成功     

腺病毒介导hVEGF编码基因转染骨髓基质干细胞的实验研究

目的应用携带hVEGF基因的重组腺病毒载体转染大鼠骨髓基质干细胞(BMSCs),观察hVEGF的表达情况。方法体外培养大鼠骨髓基质干细胞,含hVEGF基因的重组腺病毒转染骨髓基质干细胞,转染后在荧光显微镜下观察并采用ELISA法检测hVEGF的表达水平。结果 rAd-hVEGF转染骨髓基质干细胞后,ELISA检测发现转染组上清液中hVEGF蛋白分泌量明显高于对照组(P<0.01)。结论 rAd-hVEGF转染大鼠骨髓基质干细胞能够表达并分泌hVEGF,为缺血性脑血管疾病的基因治疗提供可行性研究。     

人BMP-7及VEGF基因共表达腺病毒的构建及在兔骨髓基质干细胞中的共表达

目的：构建人BMP-7及VEGF165基因共表达腺病毒并观察其在兔骨髓基质干细胞(rBMSC)中的表达。方法：利用AdEasy腺病毒表达系统构建人BMP-7及VEGF165基因共表达腺病毒AdB7V，体外感染rBMSC后通过观察绿色荧光蛋白表达及RT-PCR、免疫组化方法鉴定外源基因的表达。结果：rBMSC经AdB7V感染后72h可观察到绿色荧光蛋白(GFP)表达，RT-PCR、免疫细胞化学方法证实外源性BMP-7及VEGF165基因均可在rBMSC中表达。结论：成功构建人BMP-7及VEGF165基因共表达重组腺病毒，证实了其在rBMSC的表达，为骨再生的局部联合基因治疗打下基础。     

骨髓基质干细胞体外复合珊瑚材料的生长和成骨活性

目的 尝试以骨髓基质干细胞(Bone Marrow Stromal Cells,BMSCs)作为种子细胞,复合珊瑚体外培养,以发现适宜的细胞接种密度以及复合物体外共培养时间.方法 分离犬BMSCs,成骨诱导后复合珊瑚继续培养,以无诱导BMSCs复合物为对照.进行黏附率、生长曲线、扫描电镜、碱性磷酸酶(AKP)和骨钙蛋白(OCN)生物化学定量检测.结果 AKP和OCN检测均显示成骨诱导BMSCs-材料组显著高于无诱导BMSCs-材料组.复合物接种密度超过1.5×107/cm3时,黏附率显著下降;生长曲线示7天后BMSCs在材料上生长进入平台期,电镜示诱导BMSCs复合珊瑚7天后生长良好,且OCN从第7天开始表达.结论 诱导BMSCs-珊瑚复合物成骨活性高于无诱导细胞-材料复合物.复合物接种密度1.5×107/cm3,体外共培养7天较适宜.     

骨髓间质干细胞的分离培养鉴定与生物学特性

目的 观察贴壁法分离提取大鼠乳鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)并进行体外扩增培养的可行性并探讨其生物学特性,为进一步实验研究作基础.方法 实验2008-01/06于南昌大学第一附属医院泌尿外科研究所完成.贴壁法分离培养SD大鼠乳鼠MSCs,经CD29、CD34、CD44、CD45鉴定MSCs,并绘制不同代数细胞生长曲线和贴壁率曲线分析其生物学特性.结果 ①原代细胞生长潜伏期略长,孵育24 h后小部分圆形单核细胞开始贴壁,48 h可见巢状克隆集落形成,贴壁细胞呈多形性,贴壁3d后增殖加快,9d后基本融合.②生长曲线及贴壁率曲线提示第2至第6代细胞接种存活率基本相同,生长曲线基本一致,而第7代以后细胞的生长速度渐缓,贴壁时间延长,细胞接种存活率也明显降低,并出现衰化现象.③免疫组化鉴定结果 显示CD29、CD44表达基本阳性,而CD34、CD45表达阴性.结论 贴壁法比较容易分离培养MSCs,为组织工程的应用提供了足够的种子来源,MSCs有一定的增殖能力但并不是无限的,而是随传代扩增逐渐衰化,因此了解和掌握MSCs的生物学特性为进一步研究应用打下基础.     

Effect of cortisone on cells at the bone-marrow interface

Summary A study of the association between the rate of proliferation of marrow fibroblast-like stromal cells (in vitro) and the rate of endosteal bone mineralization (EsMR) (in vivo) was undertaken in an osteopenic rat model. We report than 200 g male rats treated with cortisone acetate (5 mg/day for 7 days) exhibit decreases in marrow fibroblast colony-forming units (FCFU) and tetracycline-based measurements of EsMR at the level of the femoral midshaft. In cortisone-treated rats recovering for 1–3 weeks, the FCFU census and EsMR normalized during the first posttreatment week, remained at control levels after 2–3 weeks, and exhibited a relapse in the third week which signified only partial recovery. These changes were unrelated to patterns of body weight gain. The data indicate that the FCFU census can serve to index endosteal osteoblast vigor.     

In Vivo and In Vitro Comparison of Densitometers in the NOREPOS Study

The purpose of this study was to assess the agreement of in vivo hip scans on 3 densitometers (1 GE Lunar DPX-IQ and 2 GE Lunar Prodigy scanners) and to evaluate whether the European Spine Phantom (ESP) was able to reproduce the in vivo variability. Sixteen subjects had 3 repeated scans (with repositioning) on each densitometer, and the ESP was measured on each densitometer at least 40 times. Mean differences between hip scans on the Prodigy scanners were small and insignificant, and the in vivo results were not significantly different from the in vitro results. Bland and Altman plots showed no systematic differences between the Prodigy scanners over the range of bone mineral density (BMD). On the other hand, differences between Prodigy and DPX-IQ changed systematically over the range of BMD. The ESP did not fully reproduce the in vivo difference between Prodigy and DPX-IQ. In conclusion, the ESP is a valid substitute when assessing agreement between Prodigy scanners. However, when assessing agreement between different types of scanners, substitution of in vivo with in vitro measurements should be made with caution.     

体内构建组织工程骨的示踪观察：CM-DiI长效示踪骨髓间充质干细胞的可行性研究

目的探索组织工程骨体内成骨时,CM-DiI长效示踪骨髓间充质干细胞的可行性,为种子细胞的体内转归研究提供标记方法。方法分离比格犬BMSCs,成骨诱导至第2代,用荧光染料CM-DiI进行细胞标记。荧光倒置显微镜观察标记后的细胞形态,MTT比色法测定标记前后BMSCs的增殖状况,检测标记前后Ⅰ型胶原（Col-Ⅰ）、骨形态发生蛋白（BMP-2）、骨钙素（BGLAP）和骨黏连蛋白（SPARC）的表达。最后,CM-DiI荧光标记后的BMSCs与β-TCP复合共培养后植入比格犬背部皮下,8周后取材,荧光显微镜下观察BMSCs体内转归,HE染色观察异位成骨情况。结果CM-DiI标记后早期细胞呈现红色荧光,48 h后荧光增强,72 h内荧光强度无明显减弱。BMSCs在CM-DiI标记前后细胞形态基本一致,两组间细胞的增殖率无明显差别;标记后RT-PCR检测Col-Ⅰ、BMP-2、BGLAP、SPARC表达,显示标记后的BMSCs亦可向成骨方向分化。扫描电镜检测到标记后细胞在β-TCP上增殖良好,细胞基质分泌丰富。细胞-支架复合物植入比格犬皮下,8周后荧光显微镜观察到标记细胞仍存在,且HE染色可见支架孔隙中有类骨基质沉积。结论CM-DiI对BMSCs的生长增殖、成骨分化无明显影响,对体内组织工程骨中BMSCs的示踪时间可长达8周,可用作体内细胞的长效示踪剂。     

人骨形态发生蛋白-7全长基因cDNA的克隆和序列分析

目的 克隆人骨形态发生蛋白-7(BMP-7)全长基因,并进行测序及序列分析,研究其结构和功能。方法 采用异硫氰酸胍一步法从人胎儿肾中提取总RNA,利用逆转录—聚合酶链反应(RT-PCR)的方法,分段扩增出hBMP-7全长基因cDNA,与PGEM-Teasy连接成PGEM-Teasy/hBMP-7重组质粒,采用Sanger双脱氧链终止法测定基因序列。结果以4号特异引物引导的RT-PCR扩增出BMP-7基因3′端540bp片段,以2号特异引物引导的RT-PCR扩增出BMP-7基因5′端750bp片段,重组连接两片段得到BMP-7全长基因cDNA。与Genebank上发表的hBMP-7序列(XM30619)比较有一个碱基不同,第862位核苷酸由T→G,编码的氨基酸由苯丙氨酸变为缬氨酸。结论 首次从中国人胎肾中分段克隆出BMP-7全基因。cDNA,该基因在骨关节系统的损伤与修复中具有重要的临床应用价值。     

重组人骨形态发生蛋白2/脱细胞骨基质材料复合移植修复兔骨缺损的研究

目的观察重组人骨形态发生蛋白2/脱细胞骨基质材料(rhBMP2/ACBM)对体外培养的骨髓基质细胞(MSCs)增殖和分化的影响及兔桡骨骨缺损的修复作用。方法在制备rhBMP2/ACBM复合缓释载体的基础上,取培养第3代MSCs种植到材料上,体外培养4～7d,观察MSCs的增殖及碱性磷酸酶(AKP)、骨钙素的表达;将自体MSCs材料复合培养后24h回植到骨缺损局部,同期观察复合材料及空白对照组,分别于4、8、12周,通过X线、单光子放射计算机断层显象术(SPECT)、及组织学方法评价其对骨缺损的修复效果。结果与单纯体外培养组比较,复合载体在体外对MSCs具有成骨细胞诱导作用,而对细胞增殖无影响。与复合载体植入组比较,细胞材料复合植入组,4周时成骨量明显增多(P<0.05),且12周新骨塑型好。结论复合载体具有良好的体内外诱导成骨作用,细胞载体复合植入对骨缺损修复效果良好。     

转染重组人骨形态发生蛋白-7基因对骨髓基质细胞生物学行为的影响

目的 观察重组人骨形态发生蛋白-7(rhBMP-7)基因转染骨髓基质细胞(BMSCs)后的稳定表达及表达产物对BMSCs生物学行为的影响。方法利用脂质体介导法将rhBMP．7基因转染BMSCs，以G418筛选出阳性克隆并扩大培养，用免疫组织化学链霉抗生物素蛋白-生物素-过氧化物酶复合物(SABC)法检测转基因细胞的稳定表达；转染48h后，用转基因细胞的培养液上清刺激正常培养的BMSCs，利用^3H标记的胞腺嘧啶氧核苷(^3H-TdR)掺入法、Na2^35SO4掺入法以及氯胺T法检测基因表达产物对BMSCs增殖、合成蛋白多糖以及胶原的影响。结果 转基因细胞4周时仍能表达外源性基因；基因表达产物能明显促进BMSCs的增殖以及蛋白多糖和胶原的合成。结论 rhBMP-7基因转染BMSCs后可获得稳定表达，且基因表达产物能促进BMSCs增殖。诱导其向软骨细胞分化并增强其生物学活性。