骨形态发生蛋白14成骨诱导脂肪间充质干细胞复合丝素蛋白/羟基磷灰石支架修复骨缺损

背景:临床上较大骨缺损往往难以自行修复,而通常采用的自体骨、异体骨移植也逐渐显现出其局限性。目前,组织工程技术的开展可以有望解决这一难题。利用转基因技术对干细胞进行成骨诱导,再将其种植在人工支架材料上体外构建组织工程化骨,为大面积骨缺损的修复带来新的希望。目的:探讨丝素蛋白/羟基磷灰石支架材料与骨形态发生蛋白14转染脂肪间充质干细胞的生物相容性,并检验二者构建的组织工程化骨用于修复骨缺损的效果。方法:胶原酶消化法分离培养大鼠脂肪间充质干细胞,第3代细胞使用携带骨形态发生蛋白14基因的重组慢病毒转染,利用荧光显微镜计算转染效率。制备丝素蛋白/羟基磷灰石支架,将转染成功后的脂肪间充质干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石支架材料体外复合,通过扫描电镜和MTT法评估材料对细胞的生物相容性。最后将上述组织工程化骨植入实验组大鼠尾椎缺损处,将空白转染的脂肪间充质干细胞复合支架植入对照组大鼠尾椎缺损处,通过摄片及micro CT检查来评估骨缺损的修复效果。结果与结论:(1)骨形态发生蛋白14转染的脂肪间充质干细胞在丝素蛋白/羟基磷灰石支架材料上能够良好地黏附、增殖;(2)术后8周,实验组骨缺损处密度明显增高,可见大量骨痂形成,骨连续性恢复较好。对照组骨缺损处仍可见未完全吸收的支架材料影,周围无明显新生骨组织,未能将骨缺损处连接;(3)结果表明,丝素蛋白/羟基磷灰石支架材料对骨形态发生蛋白14转染的脂肪间充质干细胞具有良好的生物相容性,二者复合构建的组织工程化骨可促进骨缺损修复,效果良好。

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。

BMP-14与bFGF联合诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化的实验研究

目的研究骨形态发生蛋白-14(BMP-14)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)联合诱导大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)向软骨分化的协同作用。方法采用密度梯度离心法与贴壁分离法相结合分离、纯化大鼠骨髓间充质干细胞,用含10%胎牛血清的L-DMEM培养至第3代作为种子细胞,对照组A组不加生长因子,实验组B、C、D组分别加入100ng/ml BMP-14、10ng/ml bFGF和100ng/ml BMP-14+10ng/ml bFGF,培养24h后各组间行细胞增殖比较,14d后观察各组细胞形态学改变,各组间行Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色和阿尔辛蓝染色。结果培养14d后,A、B、C、D4组的Ⅱ型胶原细胞染色阳性率分别为(7.5210±3.7243)%、(40.8271±1.2787)%、(17.2818±1.4242)%、(60.5114±1.7634)%;阿尔辛蓝染结果为:A组阴性,B、C组呈淡染,D组呈蓝色。结论BMP-14和bFGF的联合应用较单个细胞因子可以明显诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞表型分化及促进细胞增殖。