腺病毒介导的骨形态发生蛋白-2基因转染脂肪间充质干细胞的实验研究

目的探讨腺病毒介导的人骨形态发生蛋白-(2Ad-hBMP-2)基因转染大鼠脂肪间充质干细胞(ADSCs)的可行性及其成骨特性。方法取4周龄SD大鼠腹股沟的脂肪组织,经体外分离培养的方法获得ADSCs,分别转染以腺病毒为载体的绿色荧光蛋白(Ad-GFP)基因和Ad-hBMP-2基因。用荧光显微镜每隔12h观察转染Ad-GFP的细胞,并确定转染率,观察其形态变化,绘制生长曲线;利用免疫细胞化学法对转染Ad-hBMP-2的细胞作碱性磷酸酶(ALP)染色,用免疫细胞化学法作骨钙素(OC)检测确定成骨活性,Westernblot法检测hBMP-2的表达。结果12h后荧光显微镜观察转染Ad-GFP的细胞,有52%的阳性表达细胞,48h后转染率达95%;转染Ad-hBMP-2后倍增时间延长,ALP、OC检测为阳性表达,hBMP-2蛋白转染后48h为阳性表达,并持续至第5代。结论ADSCs可以作为腺病毒转染的载体,转染Ad-hBMP-2基因后有明显的成骨作用,可以作为骨组织工程的种子细胞。

rhBMP-2/聚乳酸与聚乙醇酸共聚物载药微球的制备及成骨活性研究

目的制备一种具有良好降解性和成骨活性可注射的rhBMP-2载体材料。方法采用复乳-溶剂蒸发技术制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物P(LGA)微球。测定材料的制备参数及其特性,包括材料的形貌、载药率、释药速度,并将载药微球植入鼠股部肌袋,通过X线、组织学评价载体材料的异位成骨能力。结果载药微球粒径为(253±64)μm,载药率0.52%±0.14%,载药微球rhBMP-2体外释放24h时为15.2%±0.8%,随后呈持续缓慢释放,28d时总计达48.6%±5.3%。载药微球植入鼠股部肌袋4周,材料周围有明显的骨形成。结论载有rhBMP-2的PLGA微球具有良好的缓释效果和生物活性,是一种较为理想的生长因子载体材料和释放系统。

BMP-2促进人炎症牙髓干细胞骨向诱导分化的体外研究

目的:研究人骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein,BMP-2)对人炎症牙髓组织来源的牙髓干细胞(dental pulp stem cells from inflamed pulps,DPSCs-IPs)体外骨向诱导分化的影响。方法:取第三代DPSCs-IPs,按是否于培养基中加入BMP-2分成:BMP-2+DPSCs-IPs组(实验组)和DPSCs-IPs组(对照组)。无成骨诱导条件培养1周后,对各组分泌的胶原基质行Trichrome染色,观察并比较实验组和对照组之间的骨向诱导分化情况;实时定量RT-PCR检测二者的Ⅰ型胶原蛋白(collagenⅠ,COL-Ⅰ)mRNA表达情况。在成骨诱导条件下,培养3周后对各组分泌的钙化基质行Von Kossa染色,通过实时定量RT-PCR检测转录因子及成骨相关基因的表达。结果:无成骨诱导培养1周后,实验组DPSCs-IPs分泌的胶原基质Trichrome染色较对照组深,COL-ⅠmRNA的表达水平显著上调(P<0.05),说明BMP-2可诱导DPSCs-IPs沉积更多的胶原基质;成骨诱导培养3周后,相对于对照组,实验组DPSCs-IPs沉积了更多的钙化基质,Nanog、八聚体结合转录因子4(octamer-binding transcription factor 4,Oct4)、性别决定区因子(SRY-related high-mobility group box 2,Sox2)等转录因子表达升高,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP),牙骨质蛋白1(cementum protein 1,CEMP-1)、COL-Ⅰ等成骨相关基因表达水平显著上调(P<0.05)。结论:BMP-2在成骨诱导条件下可促进DPSCs-IPs进行体外骨向诱导分化。

转染骨形态发生蛋白-2基因的血管内皮祖细胞的构建

目的通过克隆、构建pEGFP-BMP-2表达质粒载体,观察骨形态发生蛋白-2(BMP-2)基因在血管内皮祖细胞(EPCs)中的表达与分布。方法采用密度梯度法分离兔骨髓的单个核细胞,应用细胞荧光化学法及DAPI染细胞核法鉴定培养的细胞;BMP-2重组于pEGFP-C3中,经酶切、测序分析鉴定后,将其转染入EPCs内并筛选稳定转染细胞。结果鉴定培养的细胞为EPCs;pEGFP-C3-BMP-2表达质粒载体经双酶切鉴定、测序分析证实其构建成功;成功转染的EPCs中绿色荧光弥散分布于细胞胞质内,表明pEGFP-C3-BMP-2蛋白高表达,表达率为46%。结论分离与培养出EPCs;构建的pEGFP-C3-BMP-2表达质粒载体转染后,BMP-2蛋白高效表达于EPCs胞质中。

FGF-2/PELA/BMP-2微囊支架促进大鼠骨膜来源干细胞的成骨分化

目的观察成纤维细胞生长因子-2/聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸/骨形态发生蛋白-2(FGF-2/PELA/BMP-2)微囊支架对SD大鼠骨膜来源干细胞成骨分化作用。方法提取SD大鼠骨膜来源干细胞(PDSC),进行流式细胞学表面标记物鉴定及成骨、成软骨、成脂三系诱导并进行茜素红、甲苯胺蓝、阿利新蓝、油红O染色及免疫荧光实验。制备FGF-2/PELA/BMP-2、FGF-2/PELA、PELA/BMP-2、PELA四组材料,进行扫描电镜(SEM)观察微囊表面,通过ELISA实验制作两因子的控释曲线。将4组材料浸提液与第3代骨膜来源干细胞进行共培养,分别在7、14 d进行碱性磷酸酶(AKP)活性检测,分别在7、14、21 d进行q RT-PCR成骨基因表达检测,观察比较各组PDSC成骨分化能力,数据汇总后进行统计学分析。结果流式细胞学表面标记物鉴定显示PDSC表达间充质干细胞表面标记物,三系诱导分化染色结果表面PDSC具有成骨、成软骨、成脂等多向分化能力。AKP活性结果显示,FGF-2/PELA/BMP-2组在PDSC培养的7 d及14 d,AKP活性最高,差异显著。FGF-2/PELA/BMP-2组的q RT-PCR结果提示Run X-2、OCN表达量均高于其他组,且在第14天Run X-2表达量达到顶峰,OCN呈持续增长趋势。结论 FGF-2/PELA/BMP-2仿生控释微囊支架中的细胞因子活性得以保留,并相对其他实验组具有更高的促进PDSC成骨分化的能力。

活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料对拔牙创早期愈合及牙槽嵴吸收影响的实验研究

目的观察活性纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(AnHAC/PLA)促进犬拔牙创早期愈合及减少牙槽嵴吸收的效果。方法将小块状纳米羟基磷灰石复合胶原/聚乳酸材料(nHAC/PLA)、AnHAC/PLA、自体牙槽松质骨植入犬拔牙创中,并设空白对照。术后4周、8周、12周通过大体观察测量、HE染色和M asson′s三色法染色来观察比较拔牙创骨缺损的修复情况及牙槽嵴的吸收情况。结果AnHAC/PLA材料修复拔牙创骨缺损及减少牙槽骨吸收的能力强,与自体牙槽松质骨组类似,nHAC/PLA材料的能力较弱,但明显优于空白对照组。结论AnHAC/PLA可早期修复拔牙创,减少牙槽嵴的吸收。

新型梯度复合HA/ZrO2组织工程骨支架在猕猴颈椎融合中的应用

目的 构建新型梯度复合羟基磷灰石-二氧化锆（HA/ZrO2）组织工程骨支架,并评估其在猕猴颈椎椎间融合中的效果.方法 通过离子交联法制备壳聚糖水凝胶作为骨形态发生蛋白2（BMP-2）的缓释载体,扫描电镜下观察其微观形态,检测其载药量、包封率及缓释速率;然后分离、培养猕猴源性骨髓间充质干细胞（BMSCs）,并进行碱性磷酸酶、冯库萨染色等对其进行鉴定;最后将前期制备好的BMP-2明胶/壳聚糖凝水胶缓释系统和第3代猕猴BMSCs加载于HA/ZrO2泡沫陶瓷,以构建新型组织工程骨,并观察其形态特征.将24只雄性猕猴按照随机数字表法分成4组,其中组织工程骨组（n=8）为植入梯度复合HA/ZrO2泡沫陶瓷负载BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统和第3代猕猴BMSCs,泡沫陶瓷组（n=8）为植入梯度复合HA/ZrO2泡沫陶瓷,自体髂骨组（n=4）为植入自体髂骨,假手术组（n=4）为只对相应部位的软组织进行切开、缝合,未破坏其椎间盘;观察术后颈椎X线（术后即刻、8周、16周）、组织形态学表现（术后8周、16周）及测试相应节段的生物力学（术后16周）.结果 扫描电镜下BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶呈3D网状结构,内见均匀分布的壳聚糖微球,其负载BMP-2后的包封率和载药率随时间逐渐降低：第1天分别为87.4%＆#177;0.9%和58.2%＆#177;0.5%、第15天分别为45.2%＆#177;0.6%和30.1%＆#177;0.4%,累积释放率第1天为12.6%＆#177;0.11%、第15天为55%＆#177;0.16%.显微镜下观察见BMSCs的形态呈多样性,以梭形及短棒形等较常见;第3代猕猴BMSCs成骨诱导后的碱性磷酸酶、冯库萨染色以及表面特异性抗原的检测结果显示,符合BMSCs的生物学特性.不同时点的X线及组织形态学观察显示材料内部新生骨量组织工程骨组较泡沫陶瓷组明显增多;生物力学测试结果显示,在最大载荷、抗压强度和能量吸收方面假手术组均低于其他3组（P值均〈0.05）,在抗压强度上组织工程骨组与自体髂骨组差异无统计学意义（P〉0.05）.结论 BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统复合猕猴第3代BMSCs种植于HA/ZrO2泡沫陶瓷构建的新型组织工程骨支架,能有效促进猕猴颈椎椎间融合,在影像学及组织学表现和生物力学测试方面,可达到与自体骨相似的骨代替作用.