甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架的制备与表征

背景:随着组织工程为关节软骨损伤修复这一世界难题带来了新的希望,构建成分仿生的光固化3D打印水凝胶支架对软骨组织工程具有重要意义。目的:通过数字光处理3D打印技术构建成分仿生的甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架,评价其生物相容性。方法:从人脐带中分离提取华通胶组织后进行脱细胞处理,冷冻干燥后磨成粉末,溶于PBS中制备50 g/L的脱细胞华通胶溶液。制备甲基丙烯酰化透明质酸,冻干后溶于PBS中制备50 g/L的甲基丙烯酰化透明质酸溶液。将脱细胞华通胶溶液与甲基丙烯酰化透明质酸溶液以体积比1∶1混合,加入光引发剂后作为生物墨水。通过数字光处理3D打印技术分别制备甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶支架(记为HAMA水凝胶支架)与甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架(记为HAMA/WJ水凝胶支架),表征支架的微观结构、溶胀性能、生物相容性与促软骨分化性能。结果与结论:①扫描电镜下见两组支架均呈三维立体的网状结构,其中HAMA/WJ水凝胶支架纤维连接更加均匀;两组支架均在10 h内达到溶胀平衡,HAMA/WJ水凝胶支架的平衡溶胀比低于HAMA水凝胶支架(P<0.05)。②CCK-8实验显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖;死活染色显示骨髓间充质干细胞在两组支架上生长良好,并且HAMA/WJ水凝胶支架上的细胞立体分布均匀、细胞数量更多;鬼笔环肽染色显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架上的骨髓间充质干细胞黏附与铺展更佳。③将骨髓间充质干细胞接种于两组支架后进行成软骨诱导培养,qRT-PCR检测结果显示,HAMA/WJ水凝胶支架组聚集蛋白聚糖、SOX9、Ⅱ型胶原mRNA表达量均高于HAMA水凝胶支架组(P<0.05,P<0.01)。④结果表明,数字光处理3D生物打印HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖、黏附及成软骨分化。

基于迁移学习和表面肌电信号的上肢动作识别

准确识别脑卒中患者上肢运动意图是实现高效康复训练的关键步骤。为了提高基于表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)的上肢动作识别精度,提出了一种结合预训练模型和支持向量机(support vector machine,SVM)的肌电动作识别方法。该方法充分考虑通道之间的关联性,将预处理后的时域信号通过短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)转换为对应频谱图,并将所有通道的频谱图沿竖直方向拼接。利用两种微调的预训练模型VGG16和Resnet50对肌电图像提取特征,分别考虑三种上肢动作识别方案:仅使用微调的预训练模型进行识别、单个微调预训练模型提取特征后使用SVM进行识别、两个微调预训练模型提取特征拼接后使用SVM进行识别。实验结果表明,所提出的方法在采集的受试者肌电信号数据集上均达到90%以上的识别精度,可有效区分不同的上肢动作。

基于LabVIEW的智能车综合信息监控系统开发

针对比赛寻迹型智能汽车运行控制,开发了一种基于LabVIEW虚拟仪器平台,可用于以Freescale系列为微控制器的智能车综合信息监控系统。该系统可以满足光电、摄像头、电磁3种不同类别传感器智能车的信息采集与处理需求。通过无线通信模块,将实时采集智能车各项参数在LabVIEW搭建的上位机系统中显示,同时提供了调试窗口,方便队员进行在线调试,提高了智能车的开发制作效率,有效地帮助队员现场发挥取得好成绩。

海洋工程水下结构检测与清污机器人广义预测控制研究

水下机器人(ROV)的运动具有非线性、多耦合和时变等特点,需要一类数学模型要求低、自适应能力强的非线性控制方法;因此以自主研制的新型的面向海洋工程水下结构检测与清污机器人(MC-ROV)为研究对象,通过水池试验,研究并建立了纵向和艏向动力学模型;最后设计了一种新颖的结合PID控制的约束输入输出的直接广义预测控制算法,对MC-ROV纵向、艏向运动展开研究;仿真结果表明,该算法具有计算量小、震荡低、自适应强等优点,具有良好的控制效果。

混合热休克蛋白/肽疫苗与IL-2联合免疫治疗肉瘤的实验研究

目的观察混合热休克蛋白/肽(mHSP/P)疫苗、环磷酰胺(Cy)及重组人IL-2(rhIL-2)联合免疫治疗小鼠肉瘤的效果。方法取小鼠S180细胞肉瘤组织,经层析分离获得混合mHSP/P疫苗,进行常规蛋白质印迹鉴定。S180细胞接种至小鼠皮下后第2天开始实验,将小鼠按mHSP/P、Cy、rhIL-2药物组合、疗程和剂量的不同依次分为B～I组,以及给予生理盐水的A组(对照组)。自肿瘤移植后至第45天,观察计算肿瘤体积;以肿瘤移植后3个月仍无瘤生长或肿瘤逐渐缩小至消失为标准,观察各组小鼠的无瘤生存情况,并进行平均生存期比较;以对照组的肿瘤体积为参照,计算第35天各组小鼠肿瘤的生长抑制率。结果蛋白质印迹分析结果显示所获目的蛋白为含有HSP110、HSP70、HSP60、Gp96的混合mHSP疫苗。3种药物联合应用的治疗效果明显优于单用mHSP/P疫苗,且多疗程较单一疗程疗效好,其中rhIL-2的最佳治疗剂量为5×104～1×105IU/只,并可使30%的小鼠肿瘤消退而长期生存(治愈),平均生存期延长22～26d,肿瘤生长抑制率为65%～76%。结论mHSP疫苗与适量rhIL-2以及小剂量Cy联合应用为临床肉瘤治疗新的免疫治疗方案提供了实验基础。

CD146阳性亚群有作为软骨组织工程种子细胞的应用潜力

背景:再生医学的发展、组织工程技术的出现为软骨缺损重建提供了新的解决思路。在组织工程中,间充质干细胞是应用广泛的种子细胞,然而干细胞作为一个异质性的细胞群体其不同亚群发挥着不同的功能。因此,应用间充质干细胞关键功能亚群进行软骨修复具有广泛应用前景。目的:从人脂肪间充质干细胞中分离出CD146阳性亚群细胞,验证其生物学特性及其作为软骨组织工程种子细胞的潜力。方法:人脂肪间充质干细胞由浙江金时代生物技术有限公司提供,通过流式细胞术对人脂肪间充质干细胞表面标志物进行鉴定,应用免疫磁珠分选方法从人脂肪间充质干细胞中分选出CD146阳性表达的细胞亚群。通过基因芯片检测技术及生物信息学分析技术揭示2种细胞的分子特性;体外诱导2种细胞成软骨分化并进行鉴定;冻存复苏前后检测2种细胞的细胞活性及凋亡情况。结果与结论:①人脂肪间充质干细胞表达高水平干细胞相关标志物CD73、CD90,不表达造血干细胞相关标志物CD34、CD45、HLA-DR;②生物信息分析结果表明CD146阳性亚群细胞与脂肪间充质干细胞相比在炎症通路及骨骼肌肉系统疾病有不同功能;③CD146阳性亚群细胞能够成球软骨分化,并且其成软骨分化能力要优于人脂肪间充质干细胞;④CD146阳性亚群细胞复苏后凋亡情况和活性均要优于人脂肪间充质干细胞;⑤结果表明,CD146阳性亚群细胞具有良好的成软骨分化潜力,是一种具有前景的软骨组织工程种子细胞。

化学去细胞同种异体神经复合缓释神经生长因子修复周围神经缺损

目的探讨化学去细胞异体神经复合缓释神经生长因子(nerve growth factor,NGF)修复周围神经缺损的效果。方法采用药物微球技术制备NGF微球,与生物纤维蛋白胶混合形成NGF复合缓释制剂。取健康雄性SD大鼠20只,体重280～300g,制备化学去细胞异体神经。取健康雄性Wistar大鼠52只,体重250～300g,制备大鼠左侧坐骨神经10mm缺损模型。根据修复缺损材料不同,随机分成4组(n=13):自体神经移植组(A组)、化学去细胞异体神经移植加NGF复合缓释制剂组(B组)、化学去细胞异体神经移植组(C组)和化学去细胞同种异体神经移植和纤维蛋白胶组(D组)。右侧不作处理作为空白对照组。术后行大体观察;术后2周测量神经轴突生长距离;术后16周行电生理检测,计算术侧坐骨神经运动传导速度恢复率、术侧小腿三头肌收缩力恢复率及湿重恢复率,并行移植神经吻合中段HE和半薄切片甲苯胺蓝染色观察。结果所有动物均存活至实验完成,切口愈合良好。术后2周A组神经再生距离较其余3组长(P<0.05),B组优于C、D组(P<0.05),C、D组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后16周,A、B、C、D组术侧坐骨神经运动传导速度恢复率分别为73.37%±7.82%、70.39%±8.45%、53.51%±6.31%、55.28%±5.37%;A、B组与C、D组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。A、B、C、D组术侧小腿三头肌收缩力恢复率分别为85.33%±5.59%、69.79%±5.31%、64.46%±8.49%、63.35%±6.40%;A组与B、C、D组比较差异有统计学意义(P<0.05),B、C、D组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。A、B、C、D组术侧小腿三头肌湿重恢复率分别为62.54%±8.25%、53.73%±4.56%、46.37%±5.68%、45.78%±7.14%;A组与B、C、D组比较差异有统计学意义(P<0.05),B组与C、D组比较差异有统计学意义(P<0.05),C、D组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。组织学图像分析示B组有髓神经纤维数量、轴突直径及髓鞘厚度均优于C、D组(P<0.05),B组轴突直径小于A组(P<0.05)。结论复合缓释NGF的化学去细胞同种异体神经能满意修复一定长度的周围神经缺损,是一种有效的周围神经组织工程修复材料。

体外冲击波促进兔ACL重建后腱骨愈合的实验研究

[目的]观察采用体外冲击波(extracorporeal shock waves,ESW)治疗对ACL重建后腱骨愈合的影响。[方法]采用趾长伸肌肌腱建立兔ACL重建动物模型,2～3个月龄雌雄不限健康新西兰大白兔18只随机分为2组,ESW组ACL重建术后24h给予冲击波治疗,对照组ACL重建术后不给予冲击波处理,术后2、4、8周处死动物取标本做HE和Masson三色染色观察组织愈合病理学改变,血管墨汁灌注观察愈合组织新生血管含量。[结果]ESW组术后4周腱骨界面成纤维细胞和成软骨细胞增生活跃,胶原纤维合成明显增多、排列规则。术后8周腱骨界面由致密结缔组织连接,胶原纤维大量合成,呈垂直纵向规则排列,部分区域出现胶原纤维-纤维软骨组织-骨组织的移行带改变,形成类似韧带直接止点样结构。腱骨界面组织愈合较对照组迅速。术后4周和8周腱骨界面新生血管的含量ESW组显著高于对照组(P=0.028,P=0.008)。[结论]体外冲击波治疗可显著促进兔ACL重建后早期腱骨愈合。

化学去细胞法对粗大神经质量评价方法及影响因素的探讨

目的通过对粗大神经去细胞方法的研究,探讨对去细胞神经评价和制备的适宜方法。方法取杂种犬3只,切取5段直径6mm的新鲜坐骨神经,每段长50mm,在3%Triton-100和7%脱氧胆酸钠溶液中去细胞处理。实验分为5组:组,去细胞2遍;组,去细胞3遍;组,去细胞4遍;组,神经段两端用4号缝合线结扎后去细胞2遍;组,神经段两端用4号缝合线结扎后去细胞3遍。另设对照为未经处理的新鲜犬坐骨神经。从去细胞程度、基底膜板层素(Laminin)活性、脱髓鞘程度及神经纤维管道完整性4个方面进行评价。结果所有实验组神经段去细胞完全,Laminin活性保存完好。髓鞘染色评分以组和组最低,纤维管道完整性评分以组和组最佳。综合评价对于粗大神经的去细胞处理方法以组处理方法最佳。结论化学去细胞的神经脱髓鞘程度与去细胞次数不平行。在去细胞神经的质量控制中,应考虑基底膜Laminin的活性、去细胞、脱髓鞘及结构完整性的程度。对于粗大神经的处理,结扎神经段两端后再行去细胞处理可能是一种较好的方法。

化学去细胞异体神经修复神经缺损长度的实验研究△

[目的]研究神经长度是否影响化学去细胞神经的质量及化学去细胞异体神经修复犬神经缺损的适当长度范围。[方法]切取犬的坐骨神经全长,截取直径近似段长度12 cm,去除神经外膜的脂肪组织及血管,在5.0%Triton X-100和5.0%脱氧胆酸钠中重复消化得到化学去细胞神经;部分神经用于组织学评价,将12 cm神经按顺序切割为6段,石蜡包埋制备切片,厚度5μm。HE染色和Fastb lue染色,观察去细胞程度、神经细胞外基质结构完整性、髓鞘染色强度,观察每段神经的差异。在体内实验中,用化学去细胞异体神经桥接犬的坐骨神经缺损,缺损长度分别为8、10 cm组,每组各有6条成年犬,随访时间12个月。观察动物肢体功能恢复、肌电图变化及再生神经组织学表现,包括HE染色、S-100免疫组织化学染色、乙酰胆碱酯酶染色。[结果]去细胞神经全长各段在去细胞程度、结构完整性及残余髓鞘染色综合评价中无差异。体内移植实验结果显示8 cm去细胞异体神经移植组的犬在术后12个月踝关节可直立行走,而10 cm去细胞异体神经移植组犬12个月时踝关节不能直立行走。肌电图检查结果显示,两组动物的手术肢体均可记录到诱发的运动和感觉电位。肌电图波幅、时限及运动神经传导速度结果显示,8 cm移植组明显高于10 cm移植组(P<0.05)。组织学检查显示8 cm移植组再生的神经轴突通过移植段神经到达远侧的神经中,并与所支配的肌肉建立新的运动终板联系,坐骨神经支配的小腿三头肌中有大量新生的运动终板形成。在10 cm移植组有部分再生的神经纤维通过移植段神经进入远端的神经,小腿三头肌中新生的运动终板数量和大小明显低于8 cm移植组(P<0.05)。[结论]在化学去细胞神经的制备中,神经的长度对去细胞的质量无影响;化学去细胞异体神经修复神经缺损的长度若不超过8 cm可取得较满意的功能康复结果。

人脐带Wharton胶中间充质干细胞的分离、培养与鉴定

目的研究人脐带Wharton胶中间充质干细胞(MSCs)的生物学特性。方法去除新鲜人脐带动静脉和脐带外膜组织,获得Wharton胶,分别采用酶消化法和组织块培养法获得脐带Wharton胶中的干细胞,通过细胞传代培养、生长曲线测定、活细胞鉴定进行细胞生长动力学研究,流式细胞仪分析细胞表面分子特点,组织化学和免疫组化染色鉴定软骨特征性标志物表达情况。RT-PCR检测Sox-9及Col-2A1mRNA表达情况。结果采用酶消化法可以快速分离Wharton胶中MSCs,且细胞迅速贴壁生长;组织块法培养获得种子细胞时间较长。流式细胞仪检测显示所获得的细胞表达CD44、CD105等MSCs标志物,HLA-ABC表达阳性,HLA-DPDQDR表达阴性。经过冻存复苏后免疫表型无显著变化。组织化学和免疫组化染色显示脐带Wharton胶MSCs弱表达软骨特征性标志。RT-PCR显示Wharton胶MSCs表达Sox-9和Col-2A1。结论人脐带Wharton胶MSCs不向造血系分化,且具有前软骨细胞的特性,有望作为软骨组织工程新型的种子细胞。

羊软骨细胞在生物反应器中的培养和扩增

[目的]探索在旋转生物反应器内,应用微载体技术快速扩增分化良好的羊软骨细胞的方法。[方法]将培养的羊软骨细胞应用Cytodex3微载体在旋转生物反应器(RCSS)内,进行动态培养,应用倒置显微镜对微载体表面的软骨细胞进行动态观察,并对收获的软骨细胞进行Ⅰ、Ⅱ型胶原的细胞免疫化学染色分析。[结果]关节软骨细胞于1d内贴附于Cytodex3微载体表面,细胞初期为圆球形、半球形凸起,逐渐向周围伸展,随时间的延长,贴附于微载体的细胞逐渐增多,到培养后期,细胞密度可达最初接种的15～17倍,在微载体上收获的软骨细胞经Ⅰ型胶原的免疫细胞化学染色呈阴性,Ⅱ型胶原染色则呈强阳性。[结论]利用微载体细胞培养技术可简便快速地在体外扩增羊软骨细胞,可为构建组织工程化人工软骨提供大量活性、分化良好的软骨细胞。

酸性氧化电位水用于室内环境表面消毒效果的观察

目的观察酸性氧化电位水(EOW)对无菌室物体表面消毒后的效果。方法采用EOW浸泡拖布、抹布擦拭实验室、细胞培养室内的地面、墙、桌面,水浴锅内表面及拖鞋用EOW各浸泡5 min,前5处物体表面经擦拭、浸泡后,用培养皿扣贴取材,并按A、B、C、D 4组进行菌落计数;A组:为消毒前;B组:使用EOW擦拭、侵泡消毒后;C组:采用紫外线照射30 min后,从5处表面取材培养;D组:采用紫外照射30 min后,用EOW擦拭、浸泡后消毒采样培养。结果A组:GLP实验室、细胞培养室内环境表面均有菌落,有的无法计数;B组:除水浴锅中有1个平皿长出1个菌落处,有效率达90%;C组:虽经紫外线照射,空气中消毒效果较好,但从5处物体表面取材培养,可能与紫外线消毒离地面的距离较高有关;D组:细菌培养均为阴性。结论EOW消毒效果肯定、价格低廉,大面积、高处擦拭消毒使用方便,对皮肤刺激性小,符合环保要求,值得推广应用。

骨肉瘤的治疗及生存率的多因素分析

[目的]探讨影响四肢骨肉瘤患者生存的因素，分析手术联合化疗的疗效。[方法]统计分析骨肉瘤患者84例，其中男52例，女32例；年龄9～47岁，平均21岁。股骨42例，胫骨29例，肱骨13例。ⅡA期22例，ⅡB期62例。骨母细胞型47例，软骨母细胞型11例，纤维母细胞型19例，混合型7例。根据是否接受化疗分为两组，化疗组46例，非化疗组38例。手术方法：保肢组49例，截肢组35例。用Cox模型，卡方检验进行统计学处理。[结果]全部病例随访6～74个月，平均22．5个月。经Cox模型分析：年龄、性别、部位、病理分型对预后影响不大，化疗有利于生存（P=0．0001，B=-1．720467），ⅡB期肿瘤预后比ⅡA期差（P=0．0639，β°=1．107901）。经卡方检验：化疗组的肺转移率（54．35％）和非化疗组的肺转移率（94．7％）差异有显著性意义（P〈0．005）。化疗保肢组的局部复发率（17．14％）和非化疗组的局部复发率（57．14％）之间的差别有显著性意义（P〈0．005）。化疗保肢率（76．09％）和非化疗保肢率（35．00％）之间的差别有显著性意义（P〈0．005）。[结论]肿瘤外科分期、是否接受化疗是影响骨肉瘤治疗预后的主要因素。化疗可以降低肺转移率、局部复发率、提高保肢率，从而提高骨肉瘤患者的生存率及生活质量。

基于CEEMD的水下机器人MEMS陀螺降噪方法

MEMS陀螺仪工作时,容易受到各种噪声,尤其是高频噪声影响,不利于导航系统长时间工作,因此需要对数据实时去噪。互补集合经验模态分解(CEEMD)是一种按照自身尺度进行信号分解的算法,信号震荡随着分解级数逐渐减小,能够较好地分离高频和低频信号。以水下机器人MEMS陀螺仪为研究对象,根据水下实测数据,采用CEEMD分解陀螺信号,提取有效信息,并利用Allan方差验证CEEMD的有效性。仿真结果表明CEEMD对随机噪声、高频信号具有良好的降噪效果。

多功能模态切换的有缆遥控水下机器人控制系统设计与实验

针对一种面向海洋工程水下结构检测与清污、多功能模态切换的新型有缆遥控水下机器人(remotely operated vehicle,ROV)开发了一套水面水下控制系统.通过对机器人本体水下运动受力计算分析,设计出了动力推进系统,并搭建了水下控制器单元.水面控制台设计包含供电系统、操控系统、通信接口及上位机软件,可实现机器人遥控和监控2种模式下的中等范围搜索和定点观测,并可在浮游和爬行模态之间自由切换.水下机器人姿态测试、定航、定深实验表明:该ROV控制系统性能可靠,能够满足复杂多变环境中的工作要求.

人脐带Wharton胶中间充质干细胞体外无支架组织工程软骨的构建

背景:构建组织工程软骨的方法多为自体种子细胞复合天然或合成物支架,目前多存在种子细胞来源有限、支架安全性和生物相容性、以及细胞在支架中分布不均的问题。目的:探讨人脐带Wharton胶中间充质干细胞向软骨诱导分化并体外构建无支架组织工程软骨的可行性。方法:分离培养人脐带Wharton胶中的间充质干细胞,进行流式细胞学鉴定。对软骨诱导前后的细胞进行组织学和免疫组织化学染色,对其表达的葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原进行定量研究,并应用RT-PCR检测软骨诱导前后Ⅱ型胶原和Sox-9mRNA的表达。采用密集诱导培养→离心管培养→生物反应器培养,进行体外构建无支架软骨组织。结果与结论:人脐带Wharton胶富含干细胞,流式细胞仪检测结果显示这些细胞不表达造血干细胞标志,表达CD44,CD105、CD271等间充质干细胞表面标志;HLA-ABC阳性表达,HLA-DPDQDR阴性表达。未进行软骨诱导的细胞弱表达软骨细胞标志,诱导后葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原显著增高。RT-PCR结果显示人脐带Wharton胶间充质干细胞诱导前后均表达Sox-9、Ⅱ型胶原mRNA。说明人脐带Wharton胶间充质干细胞具有前软骨细胞的特性。采用密集诱导培养结合生物反应器培养,不用支架,体外可以构建成大块组织工程软骨。表明人脐带Wharton胶间充质干细胞是一种良好的构建组织工程软骨的种子细胞。

藻酸钙凝胶为载体体外短期培养羊软骨细胞的生物学性状

目的:观察以海藻酸钠为载体的成年羊软骨细胞移植前体外短期培养的生物学性状。方法:实验于2004-07/2005-11在解放军总医院骨科研究所完成。①取成年山羊关节软骨,酶消化法得到原代软骨细胞,体外培养扩增,选用培养的第2,3代羊关节软骨细胞与12g/L海藻酸钠混合,种植密度为2×109L-1,将102mmol/L氯化钙溶液滴入软骨细胞藻酸钠悬液,形成藻酸钙软骨细胞凝胶,用软骨细胞培养液培养。②3,6,912d,分别取凝胶,测定DNA、蛋白聚糖含量,并行苏木精-伊红、藩红花O染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色。结果:①藻酸钙凝胶中细胞的光镜形态学观察:软骨细胞在藻酸钙中呈丛状或球状生长,细胞在整个培养过程维持球形状态。②复合软骨细胞的藻酸钙凝胶的组织形态学及免疫组化测定结果:木精-伊红染色可见随培养时间的延长,细胞群增多变大;藩红花O染色显示软骨细胞周围存在不断增大的橙红染区,提示软骨细胞分泌蛋白聚糖含量持续增加。Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。③软骨细胞藻酸钙凝胶培养过程中DNA及蛋白聚糖含量的测定:随时间的延长,DNA的量逐渐增加,说明藻酸钙中的软骨细胞在不断增殖。藻酸钙中软骨细胞分泌的特异性基质蛋白聚糖随时间的延长而增多,象征着软骨细胞表型的稳定。结论:成年羊软骨细胞在藻酸钙中短期培养生长增殖良好,藻酸钙能保留羊软骨细胞表型,具备植入体内的条件。

细胞因子表达谱在人脐带Wharton胶间质干细胞诱导分化成软骨细胞的变化

[目的]观察从人脐带Wharton’s胶中分离的间质干细胞(WMSC)诱导分化成软骨细胞时表达细胞因子及生长因子的异同,从而为WMSC诱导的软骨细胞用于组织工程的构建以及其在临床的应用打下基础。[方法]从人正常足月分娩的脐带中分离间质干细胞,在体外以条件培基诱导分化成软骨细胞,免疫组化法鉴定其特性,应用细胞因子蛋白芯片方法检测WMSC及其诱导分化的软骨细胞所表达细胞因子及生长因子,并取成年人正常关节软骨为对照。[结果]78种细胞因子和生长因子在WMSC及其诱导分化的软骨细胞均有表达,两者表达谱相同,而表达量则多少有不同。诱导分化后表达量增多的因子为:MIP-3α,ENA-78,VEGF,PDGF-BB,SCF,FGF-7,GCP-2及SDF-1。减少的因子为MIP-1βHGF,NT-4,IL-10及MIP-δ。其共同表达的具免疫抑制作用的因子对降低异体移植时的免疫排斥可能有一定作用,其共同表达的金属蛋白酶抑制因子对其移植于体内时可具有保护作用。而共同表达的肿瘤生长抑制因子则可减少对干细胞移植后瘤变的担心。[结论]从人脐带wharton’s胶中分离的间质干细胞(WMSC)诱导分化成软骨细胞时表达细胞因子及生长因子谱相同,是一种理想的可替代自身软骨细胞的新型种子细胞,用于构建工程软骨组织。