Study on chondrogenic differentiation of canine mesenchymal stem cells induced by Type 2 recombinant adeno-associated viral mediated transfer of hTGF-β1

Objective To investigate the potential application of human transforming growth factor-beta-1 (hTGF-β1) gene mediated by type 2 recombinant adeno-associated virus (rAAV2) vector inducing chondrogenic differentiation of canine mesenchymal stem cells (MSCs) in vitro. Methods Canine MSCs from bone marrow were isolated and cultured in vitro by density gradient centrifngation and adherence screening methods. The morphology of MSCs was observed by inverted phase contrast microscope and Giemsa stain. Flow eytometry was used to detect surface antigens of MSCs, The third generation of MSCs were transfected by rAAV2-hTGF-β1 with or without MOI of 1 ×105 v.g./cell or 5×105 v.g./cell. The expression of hTGF-β1 was detected by Western blot after 10 days, and TGF-β1 synthesis was determined by ELISA at 3, 6 and 9 day, respectively. After 2 weeks of culturing, mRNA expressions of type Ⅱ collagen and aggrecan were determined by RT-PCR and the collagen Ⅱ protein was detected by immunocytochemistry. Results The MSCs appeared to be morphologically spindle-shaped and showed active capability of proliferation both in primary and passage generations. Flow cytometry analysis indicated that MSCs were universally positive for CD29, CD44 and CD105, but negative for CD34 and CD45. TGF-β1 expression can be observed by Western blot after 10 days in two transfection groups, MOI of 5 × 105 group and MOI of 1× 105 group. With the extension of time, the contents of hTGF-β1 increased in the two groups detected by ELISA, while there was a significant difference between them two (P < 0.01). After 2 weeks of transfection of MSCs by rAAV2-hTGF-β1, the expression of collagen Ⅱ and Aggreacan mRNAs were positive. It also showed positive of collagen Ⅱ detected by immunocytochemistry. Conclusion Canine MSCs show chondrogenesis differentiation after induction by Type 2 rAAV mediated transfer of TGF-β1 gene. The process is a potential application for cartilage tissue engineering.     

骨髓基质细胞移植修复半月板无血运区损伤的实验研究

目的比较自体与同种异体骨髓基质细胞移植对半月板无血运区损伤修复的影响。方法 40只成年新西兰大白兔随机平均分为 A、 B两组。 A组兔的骨髓基质细胞 (MSC)经体外培养后与纤维蛋白凝胶 (FG)混合,自体移植于其一侧的膝关节半月板缺损区,即 FG＋自体 MSC（自体移植组）;另一侧单纯植入 FG(FG植入组 )。于 B组兔的一侧膝关节半月板缺损区移植 FG＋同种异体 MSC(异体移植组 ),另一侧缺损不予修复 (空白对照组 )。分别于术后第 1、 2、 3个月取材,观察半月板损伤部位的组织形态学变化。结果 (1)自体移植组 :术后 1个月缺损区可见纤维组织,内有大量成纤维细胞;术后 2个月见大量软骨细胞并有胶原纤维形成;术后 3个月损伤区呈纤维软骨愈合。 (2)空白对照组 :术后 1～ 3个月缺损区始终未愈合。 (3)单纯 FG植入组 :术后 1～ 3个月缺损区可见纤维组织,内有少量成纤维细胞,没有软骨细胞生长,呈瘢痕样愈合。 (4)同种异体移植组 :与自体移植组所见大致相同,但有 3侧缺损区可见大量淋巴细胞浸润,胶原纤维少。结论骨髓基质细胞移植可促进半月板无血运区损伤的愈合,同种异体骨髓基质细胞移植修复半月板无血运区损伤发生免疫排斥反应的机率较低。     

转染白细胞介素1受体拮抗剂与转化生长因子β1软骨细胞和致炎软骨块共培养后炎性因子的变化

目的 观察重组人白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1Ra)和转化生长因子β1(TGF-β1)双基因在体外对兔骨关节炎(OA)的治疗效果.方法 取新西兰大白兔关节软骨经酶消化分离原代培养软骨细胞,并采用特异性细胞外基质Ⅱ型胶原免疫细胞染色进行鉴定.软骨细胞分为转染IL-1Ra组(A组)、转染TGF-β1组(B组)、转染IL-1Ra+TGF-β1双基因组(C组)、未转染组(D组)、空白组(E组).A、B、C 3组均以LipofectamineTM 2000 Reagent脂质体为转染媒介.各组加入软骨块与软骨细胞共培养,除E组外,其余各组均加入20 ng IL-1β,转染共培养后分别在12、24 h、2、4、6 d通过荧光显微镜观察软骨细胞转基因的表达.于共培养第2,4、6天后应用放射免疫分析(RIA)分别检测各组IL-1β和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量.结果 成功分离培养软骨细胞,Ⅱ型胶原免疫细胞染色显示细胞胞质染成棕黄色.胞核基本不着色.荧光显微镜下A、B、C组均有绿色荧光蛋白的表达,转染后24 h,3组细胞的转染率最高分别为(16.16+2.71)%、(16.54±2.91)%、(17.20±2.39)%,第2天后随时间的延长转染率逐渐降低.同时间点IL-1β水平D组＞B组＞A组＞C组＞E组;而第2、6天TNF-α水平D组＞A组＞B组＞C组＞E组,第4天E组＞A组＞B组＞C组＞D组,其中A组虽然略高于B组,但差异没有统计学意义,其余各组间差异均有统计学意义.A、B、C组的IL-1β和TNF-α在第6天的水平明显低于第2、4天,D、E组IL-1β水平不随时间的延长而改变,TNF-α水平D组在第4天时最低,E组则最高.结论 转染IL-1Ra和TGF-β1基因均有降低炎性因子水平的作用.联合应用转染IL-1Ra和TGF-β1基因可能控制炎性反应,为体外OA的基因治疗提供实验基础.     

去抗原生物型半月板移植修复羊半月板缺失

背景:同种异体半月板移植的临床疗效和预后均已获证实,但因来源和匹配问题难以推广.课题组应用已取得专利技术的去抗原处理技术,处理猪的半月板,得到了新型生物型半月板.目的:观察生物型半月板植入山羊膝关节内的组织学变化,探讨生物型半月板重建膝关节半月板的可行性及应用前景.设计、时间及地点:以山羊为对象的动物实验,于2005-06/2006-06在中山大学第三附属医院中心实验室完成.材料:选用健康山羊15只,用于半月板移植实验.取新鲜屠宰的完整猪半月板,用于制备生物型半月板.方法:切除山羊的膝关节内侧半月板,将生物型半月板塑形后原位植入羊的膝关节半月板缺失部位.主要观察指标:分别于术后1,3,6,12个月处死动物,行组织学,扫描电镜及墨汁灌注观察微循环等检测.结果:所有动物患肢切口均愈合良好,无感染,无死亡.植入半月板与周组织愈合良好,连接紧密.随着术后时间的延长,植入半月板逐渐吸收溶解,植入半月板内出现活的细胞,但术后1年仍有约1/4的组织无活细胞.术后1年墨汁灌注发现,周围组织长入并建立微循环,但仅限于周边约10%的范围(正常山羊约15%).植入半月板在术后6个月开始逐渐吸收溶解,扫描电镜下可见植入半月板表面逐渐毛糙,部分区域有破裂现象,但术后1年仍保持大体的形态.结论:生物型半月板植入山羊体内后,无明显排斥反应,植入半月板能与山羊关节囊良好愈合.植入半月板在溶解吸收过程中,宿主自体组织可以长入并建立微循环,植入半月板对山羊的软骨保护作用明显,但仍观察到轻度的软骨损伤.     

富血小板血浆对人骨髓间充质干细胞成骨诱导的影响

背景:富血小板血浆足经过特殊方法提取的血小板含量丰富的血浆,相较普通血清含有更丰富的细胞因子,如血小板衍生因子、转化生长因子β、血管内皮生长因子等.目的:观察富血小板血浆对成骨诱导人骨髓间充质干细胞生物学特性的影响,拟探讨促进人骨髓间充质干细胞的增殖与诱导成骨细胞的培养方法.设计、时间及地点:配对样本对比观察,于2007-03/2008-03在中山大学组织工程实验室完成.对象:18名健康志愿者,男12名,女6名,平均年龄27.5岁.随机分为3组:富血小板血浆组、胎生血清组、无血清对照组,每组6人.方法:抽取18名健康志愿者自体外周静脉血获取富血小板血浆.采用密度梯度离心法获取健康志愿者骨髓间充质干细胞,常规原代培养,传代诱导培养时根据分组情况,分别采用10%AB型血清、10%自体富血小板血浆与无血清,配比高糖DMEM培养基、50mg/L抗坏血酸、1008mol/L地塞米松、103mol/L-β甘油磷酸钠.主要观察指标:倒置相差显微镜、扫描电镜观察各组细胞彤态,MTT法检测细胞增殖情况,细胞碱性磷酸酶活性、骨钙素水平.结果:3组细胞均存接种后12～24 h开始贴壁,并由圆形逐步变化为梭型、多角形、有多个突起的不规则形状等.细胞传代诱导培养后,富血小板血浆组与胎生血清组细胞生长迅速,明显快于无血清对照组(P<0.05).从传代培养第2、4、6代的细胞生长看,随着培养时间的延长富血小板血浆组细胞增殖明显快于胎生血清组.3组细胞碱性磷酸酶活性与骨钙素随诱导时间的延长而增高,培养第3,6,9,12天胎生血清组碱性磷酸酶活性较富血小板血浆组低,培养第15天两组无明显差异.培养第3,6,9天富血小板血浆组细胞内骨钙素含量与胎生血清组无明显差别,12 d后明显高于胎生血清组.无血清对照组碱性磷酸酶活性及骨钙索含量较富血小板血浆组变化程度明显减小.并且各时间点碱性磷酸酶活性与骨钙素含量均低于富血小板血浆组(P<0.01).结论:自体富血小板血浆能够有效加快人骨髓间充质干细胞的增殖,并能有效促进诱导培养的人骨髓间充质干细胞成骨特性表达.     

Ⅰ型胶原负载骨髓基质细胞修复兔膝关节软骨缺损

目的探讨同种异体骨髓基质细胞(MSCs)-Ⅰ型胶原复合移植修复关节软骨缺损的疗效。方法构建Ⅰ型胶原支架,将体外培养的兔MSCs吸附于该支架上培养,检测支架对MSCs的吸附及增殖的影响,再移植于兔膝关节全层软骨缺损处,分批取材,进行大体、组织学观察。结果MSCs在Ⅰ型胶原支架内贴附良好,分泌胞外基质,MSCs-胶原复合移植组软骨缺损处在术后12周为透明软骨样修复,空白对照组为纤维瘢痕样修复。结论Ⅰ型胶原支架与MSCs相容性良好,MSCs-胶原复合移植可达到透明软骨样修复软骨缺损。     

膝关节镜术后注射玻璃酸钠疗效观察

1997年1月～2000年12月,我科对176例膝骨关节炎、类风湿性关节类、各类滑膜炎患者施行膝关节镜术．术后关节腔内注射玻璃酸钠(商品名施沛特,山东正大福瑞达制药有限公司生产)．使患者术后关节疼痛及关节肿胀明显减轻,关节活动度得到改善,疗效满意。现报道如下。     

早期骨关节炎软骨下骨趋化因子信号通路的表达

背景：趋化因子广泛存在于炎症反应组织当中,起诱导炎症细胞趋向炎症组织参与免疫应答的作用,大量的实验研究表明,趋化因子在骨关节炎致病过程中起了重要作用。 目的：分析早期骨关节炎软骨下骨的趋化因子信号通路表达改变情况,为阐述其在骨关节炎致病机制中的重要作用提供依据。 方法：30只SD大鼠随机均分为实验组和对照组。实验组切除右膝内侧半月板及内侧副韧带,对照组仅切开关节囊。于造模后1,2,4周取右膝关节标本,采用全基因表达谱芯片技术研究软骨下骨全基因表达,利用差异基因分析、信号通路分析的方法分析趋化因子信号通路的表达改变情况。 结果与结论：①发现一系列与趋化因子信号通路相关的差异表达基因。②实验组与对照组相比较,趋化因子信号通路在造模后1周差异有显著性意义(P < 0.05),造模后2,4周差异无显著性意义(P > 0.05)。说明趋化因子信号通路在极早期膝关节骨关节炎的软骨下骨改变中起重要作用。     

骨关节炎软骨下骨中视网膜母细胞瘤RB1-诱导卷曲蛋白1的表达及作用

文题释义：视网膜母细胞瘤RB1-诱导卷曲蛋白1(RB1-inducible coiled-coil 1,RB1CC1)：是一种相对分子质量为200的FAK家族相互作用蛋白,最初通过酵母双杂交筛选鉴定为Pyk2相互作用蛋白,并可作为RB1基因的潜在调节因子,参与肿瘤细胞的周期调控。RB1CC1多在心脏、睾丸、肌肉骨骼以及小鼠胚胎等组织中大量表达,对细胞的生长、分化、凋亡和自噬起到重要的调控作用。 骨涎蛋白：是一种由成骨细胞、破骨细胞合成的磷酸化糖蛋白,相对分子质量为75,含有约300个氨基酸。在骨组织中大量表达,可特异性定位于矿化的骨组织内,参与成骨细胞和破骨细胞的骨代谢活动,是成骨细胞矿化成熟的标志。骨涎蛋白的RGD序列基因可与血管内皮细胞的整合素结合,从而引导软骨组织内血管形成。 背景：骨关节炎以关节软骨的退变和软骨下骨的重建为主要病理特征。骨关节炎的具体发病机制目前仍未清楚,大部分研究以软骨与软骨下骨为主要切入点,探索疾病过程中的分子机制和信号通路变化,为骨关节炎的诊断与治疗提供新的生物靶点和研究方向。 目的：探讨在骨关节炎进程中软骨下骨RB1CC1的表达情况。 方法：8周龄C57小鼠随机分为实验组和假手术组,实验组又随机分为4周和8周2个亚组。实验组小鼠行右侧膝关节内侧半月板胫骨韧带切除,游离内侧半月板,诱导骨关节炎;假手术组小鼠则仅切开关节囊而不行内侧韧带切除和半月板游离。实验方案于2017-12-13经南方医科大学第三附属医院动物实验伦理委员会批准,批准号为No.44007200038731。 结果与结论：与假手术组相比,实验组骨关节炎RSI评分均显著升高,关节软骨面Ⅱ型胶原表达降低,软骨下骨中的RB1CC1表达逐渐升高,RB1CC1与成骨相关指标BSP2的表达趋势有一致性;提示随着骨关节炎进程的发展,软骨下骨的RB1CC1表达逐渐增多,可能与促进软骨下骨增生及重塑有关。 ORCID: 0000-0002-2838-3707(蔡道章) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

胶原或明胶吸附施万细胞移植促进全横断脊髓损伤修复的研究

目的 探讨胶原或明胶吸附施万细胞移植对全横断脊髓结构和功能修复的影响。方法 将胶原或明胶吸附施万细胞移植到成年大鼠全横断脊髓的损伤处，术后3个月用爬网格方式测试动物后肢自主运动功能恢复情况；用荧光金逆行标记法观察大脑感觉运动区和脑干红核的神经元神经纤维再生；用免疫组织化学法检测脊髓CGRP和5-HT能神经纤维再生。结果 移植施万细胞的大鼠后肢自主运动功能有显著的恢复。大脑感觉运动区和脑干红核均有被荧光金标记的神经元胞体，提示两个区域的神经元轴突能在脊髓再生并穿越损伤区到达尾侧脊髓。脊髓损伤处有CGRP和5-HT阳性神经纤维，以及损伤处尾侧有5-HT阳性神经纤维。对照组大鼠以上结果均为阴性。结论 施万细胞移植可促进大鼠全横断脊髓结构和功能的恢复。胶原或明胶可作为移植细胞的网架用于细胞治疗。