RADA-16自组装多肽的合成表征及负载BMP-2的细胞相容性研究

目的将RADA-16、珊瑚和BMP-2组成复合材料体系,研究其超微结构及与BMSCs细胞相容性。方法将RADA-16溶解于10%无菌蔗糖溶液中,浓度为1%(10 mg/mL,m/v),将RADA-16再用等体积细胞培养基DMEM/F12溶液触发多肽自组装,浸润珊瑚,进行电镜扫描。等比例混合RADA-16与BMP-2溶液后,把珊瑚在混合液中浸没,用相同体积的DMEM/F12培养基触发自组装的发生,扫描电镜检测。分离培养兔BMSCs,细胞活性染色观察细胞相容性。结果 RADA-16自组装能够形成凝胶,在50倍电镜下观察珊瑚呈多孔状结构,大小均匀,孔隙在200~500μm范围内,且孔隙紧密排布;130倍扫描电镜下观察,RADA-16自组装多肽凝胶均匀附着于珊瑚孔隙中;1 000倍扫描电镜显示,RADA-16自组装形成片层与网状结构,其直径从几微米到几十微米不等;10 000扫描电镜显示,在珊瑚孔隙中BMP-2黏附于RADA-16,成功合成复合材料体系(RADA-16、珊瑚、BMP-2),BMSCs培养过程中,实验1组(RADA-16、珊瑚、BMP-2)、实验2组(RADA-16、珊瑚)与对照组(珊瑚)中BMSCs都未见明显死亡细胞,差异无统计学意义(P>0.05)。结论多肽RADA-16在特定的条件下可以自组装复合材料体系(自组装多肽、珊瑚、BMP-2),与BMSCs有良好的相容性,可以作为骨修复组织工程的生物支架材料。

荷载RADA-16/Sox-9的骨髓间充质干细胞在兔退变椎间盘修复中的作用

目的探讨荷载RADA-16/Sox-9的骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)对兔退变椎间盘的修复作用及可能机制。方法40只大白兔随机分为对照组、Sox-9MSCs组、RADA-16MSCs组、RADA-16+Sox-9 MSCs组各10只,4组均采用自行设计的加压装置制备退变椎间盘模型。对照组不作处理,Sox-9 MSCs组、RADA-16 MSCs组、RADA-16+Sox-9MSCs组在造模成功后7d分别向L_(3/4)、L_(4/5)、L_(5/6)椎间隙注射Sox-9转染MSCs、RADA-16转染MSCs、RADA-16+Sox-9转染MSCs溶液各5mL。分别于转染前、转染后3个月行腰椎X线片、MRI检查测量髓核矢状径指数、根袖直径、神经根鞘袖和硬脊膜夹角、病变间隙、临近节段椎间隙高度变化;于转染前、转染后3个月分别处死5只兔,取椎间盘制作病理切片,采用免疫组织化学法检测髓核组织中Ⅱ型胶原表达。结果4组转染前髓核矢状径指数、根袖直径、神经根鞘袖和硬脊膜囊夹角比较差异无统计学意义(P>0.05);转染后3个月,对照组、RADA-16 MSCs组、Sox-9MSCs组、RADA-16+Sox-9MSCs组髓核矢状径指数(0.36±0.13、0.33±0.12、0.20±0.14、0.17±0.11)、神经根鞘袖和硬脊膜夹角[(26.92±1.10)°、(26.23±1.17)°、(25.77±1.17)°、(25.32±1.18)°]依次降低,根袖直径[(0.21±0.05)、(0.29±0.04)、(0.37±0.06)、(0.45±0.05)cm]依次增加(P<0.05);4组转染前病变间隙、临近节段椎间隙高度变化、Ⅱ型胶原表达比较差异均无统计学意义(P>0.05);转染后3个月,对照组、RADA-16 MSCs组、Sox-9 MSCs组、RADA-16+Sox-9MSCs组病变间隙[(26.89±1.11)、(24.77±1.13)、(21.28±1.12)、(16.33±1.13)cm]、临近节段椎间隙高度变化[(1.68±0.12)、(1.50±0.10)、(1.29±0.11)、(1.01±0.10)mm]依次降低,Ⅱ型胶原表达(190.65±1.35、208.80±1.40、221.34±1.56、240.95±1.45)依次增加(P<0.05)。结论荷载RADA-16/Sox-9的MSCs对兔退变椎间盘有较好的修复作用,可能与其能增加髓核组织中Ⅱ型胶原含量有关。

RADA-16的研究进展

自组装多肽RADA-16（RADARADARADARADA）是化学合成的一种纳米材料,最早是麻省理工学院的张曙光教授合成。研究显示,1%的RADA-16溶液在盐溶液的激发下能迅速自组装成纳米纤维水凝胶;在不同的多肽浓度下,RADA-16形成不同的结构形态,经超声波破碎打断的RADA-16纤维会随着时间的延长而重新组装成较长的纳米纤维;pH值的变化也会影响RADA-16水凝胶的形成,在酸性、碱性、中性条件下分别以3种离子状态存在;RADA-16纳米纤维水凝胶能够提供一个利于细胞生长的三维环境,将不同的细胞种植在水凝胶中能够促进细胞的增殖和迁移;已有科学家将RADA-16应用在组织工程中皮肤缺损、软骨修复、神经修复、止血等方面的研究并取得很好的研究成果。本研究主要对RADA-16的研究进展进行阐述。

骨髓间充质干细胞对大鼠退变椎间盘的修复作用

目的研究骨髓间充质干细胞(MSCs)对大鼠退变椎间盘的修复作用。方法采用随机数字表法将2015年10月至2016年12月利用腰椎间盘可控轴向加压装置构建出来的40只退变椎间盘大鼠分为对照组(未接受任何治疗)、Sox9转染MSCs组(制备Sox9基因慢病毒载体转染MSCs用于注射)、RADA-16+MSCs组(制备荷载多肽粉末RADA-16的MSCs用于注射)、RADA-16+Sox9转染MSCs组(制备荷载RADA-16和Sox9转染的MSCs用于注射)各10只,分别向L3/4、L4/5、L5/6椎间隙注射制备的上述MSCs混合溶液。处死大鼠,取椎间盘制备病理切片,采用免疫组化染色法检测髓核组织中Ⅱ型胶原的表达水平(灰度值分级)。对治疗前后不同时间段影像学指标(MRI、X线)、Ⅱ型胶原表达水平结果进行比较和分析。结果术前四组髓核矢状径指数、根袖直径、神经根鞘袖和硬膜囊的夹角、病变间隙、邻近节段椎间隙高度变化、Ⅱ型胶原灰度值分级比较,差异无统计学意义(P均>0.05);术后1、2、3个月各指标比较表明,疗效由高至低分别为RADA-16+Sox9转染MSCs组、RADA-16+MSCs组、Sox9转染MSCs组、对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论 RADA-16+Sox9转染MSCs修复退变椎间盘效果理想。