骨髓间充质干细胞种植Ⅰ型胶原支架材料修复关节软骨缺损的初步研究(英文)

目的研究骨髓间充质干细胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)种植在型胶原支架材料(typecollagen-glycosaminoglycan,CG)上,软骨定向诱导后修复关节软骨缺损的可能性。方法将来源于10只成年实验犬骨髓的贴壁细胞培养传代至第3代,收集后以2×106密度种植于直径9mm,厚3mm(干样品尺寸)干热交联处理(dehydrothermaltreatment,DHT)的CG材料中,软骨诱导培养基诱导培养21d。观察每日细胞-材料复合体直径与初始直径的百分比,反应其收缩性。型胶原及平滑肌肌动蛋白(smoothmuscleactin,SMA)免疫组织化学染色观测体外软骨形成情况。将体外诱导培养的细胞-材料复合体植入实验犬膝关节软骨缺损模型,12周后取材观察。结果诱导培养过程中细胞-材料复合体直径随时间延长而下降。21d后,细胞-材料复合体收缩至初始直径的64.4%±0.3%;组织学见:材料的孔隙收缩,新合成的基质使细胞-材料复合体的多数区域变为实体组织;型胶原及SMA染色阳性。植入实验犬膝关节软骨缺损12周后,犬膝关节功能恢复,关节软骨缺损处有软骨样组织填充。结论将MSCs种植于CG材料中,经软骨诱导培养后并植入软骨缺损后能形成含有II型胶原的软骨样实体组织。

阿托伐他汀促进大鼠体内Ⅰ型胶原蛋白支架血管化

探讨阿托伐他汀能否作为促血管新生药物促进组织工程移植物的血管化。方法：通过伊红染色、扫描电镜观察I型胶原蛋白支架的形态及表面结构，然后将支架植入大鼠体内，阿托伐他汀灌胃。做免疫组织化学显色和RT-PCR，检测血管内皮生长因子（VEGF）和CD34蛋白和基因的表达情况。结果：伊红染色可见，支架结构疏松、多孔。扫描电镜可见支架表面光滑，有少许皱褶。免疫组织化学结果可见CD34阳性细胞多位于支架边缘，均匀分散于胞膜中，VEGF染色阳性颗粒分布于细胞质或细胞外基质中。实验组阳性细胞表达较对照组多。RT-PCR结果显示实验组VEGF的基因表达较对照组高，差异具有统计学意义。结论：阿托伐他汀可以促进大鼠体内Ⅰ型胶原蛋白支架中VEGF基因的表达，刺激VEGF的分泌，增加CD34阳性细胞数量。

胶原支架复合兔骨髓间充质干细胞体外模拟的微重力培养

背景:骨髓间充质干细胞向软骨细胞诱导的方法包括体外高密度微团培养、体外单层细胞培养、体外三维支架环境诱导、与软骨细胞体外共培养诱导和基因转染诱导培养等。目的:验证模拟微重力条件下诱导后的兔骨髓间充质干细胞在Ⅰ、Ⅱ型胶原支架上黏附、伸展和增殖情况。方法:对兔骨髓间充质干细胞体外进行原代和传代培养,按加入诱导条件不同分为2组:实验组(转化生长因子β1+胰岛素样生长因子1诱导)组、空白对照组。3周后分别作MTT比色试验、糖胺聚糖检测和免疫组织化学染色。将诱导后的实验组细胞分别种植于Ⅰ、Ⅱ型胶原支架,分为4组培养:复合Ⅱ型胶原支架静置培养、复合Ⅱ型胶原支架模拟微重力培养组、复合Ⅰ型胶原支架静置培养、复合Ⅰ型胶原支架模拟微重力培养组,1周后作苏木精-伊红、甲苯胺蓝染色。结果与结论:实验组MTT吸光度值和糖胺聚糖水平检测结果均大于空白对照组,且Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性。苏木精-伊红、甲苯胺蓝染色显示,Ⅱ型胶原支架复合细胞的数量明显高于Ⅰ型胶原支架;模拟微重力培养条件下胶原支架复合细胞的数量明显高于静置培养组。结果说明微重力培养环境有利于高密度细胞的黏附、增殖,有利于细胞之间的信号传递,为维系细胞的生长和代谢提供适宜的微环境;作为诱导后骨髓间充质干细胞的支架材料Ⅱ型胶原支架优于Ⅰ型胶原。

腺病毒携带骨形态发生蛋白14基因转染脂肪干细胞修复损伤关节软骨

背景:关节软骨损伤后自我修复能力较弱,主要是由于其缺乏滋养血管并且细胞代谢缓慢等组织特性,目前的治疗方法都不能恢复软骨组织的原有功能,近年来软骨组织工程已引起了越来越多的关注。目的:观察Ⅰ型胶原海绵支架搭载骨形态发生蛋白14基因转染脂肪干细胞修复兔膝关节软骨损伤的效果。方法:取兔皮下脂肪组织分离培养脂肪干细胞,用腺病毒真核表达载体Ad-CMV-BMP-14-IRES-hr GFP-1转染脂肪干细胞。Ⅰ型胶原海绵支架搭载转染后的脂肪干细胞,待细胞吸附后对兔膝关节全层软骨缺损进行修复。术后12周取手术关节,从大体方面、组织学方面综合评估缺损修复状况。结果与结论:骨形态发生蛋白14转染后的脂肪干细胞骨形态发生蛋白14和Ⅱ型胶原蛋白表达及Sox-9基因表达明显高于普通脂肪干细胞。术后12周,支架搭载经骨形态发生蛋白14转染的脂肪干细胞组软骨组织修复良好,平整光滑,光洁度、质地及颜色良好,交界区整合良好。支架搭载脂肪干细胞组软骨组织部分修复,有正常软骨光泽,质地与颜色接近正常,修复组织与正常软骨组织界限明显。单纯支架组几乎崩解塌陷,未见透明样软骨结构形成。结果可见腺病毒携带骨形态发生蛋白14基因转染后脂肪干细胞修复软骨缺损的能力有大幅提升。