Differentiation potential of human adipose tissue derived stem cells into photoreceptors through explants culture and enzyme methods

AIM： To investigate the retinal photoreceptor differentiation potential of human orbital adipose tissue-derived stem cells （ADSCs） generated by enzyme （EN） and explant （EX） culture methods.METHODS： We investigated potentials of human orbital ADSCs to differentiate into photoreceptors through EN and EX culture methods. EN and EX orbital ADSCs were obtained from the same donor during rehabilitative orbital decompression, and then were subject to a 3-step induction using Noggin, DKK-1, IGF-1 and b-FGF at different time points for 38d. Stem cell, eye-field and photoreceptor-related gene and protein markers were measured by reverse transcription-polymerase chain reaction （RT-PCR） and immunofluorescent （IMF） staining.RESULTS： Both EX and EN orbital ADSCs expressed CD133, a marker of cell differentiation. Moreover, PAX6 and rhodopsin, markers of the retinal progenitor cells, were detected from EX and EN orbital ADSCs. In EX orbital ADSCs, PAX6 mRNA was detected on the 17th day and then the rhodopsin mRNA was detected on the 24th day. In contrast, the EN orbital ADSCs expressed PAX6 and rhodopsin mRNA on the 31st day. EX orbital ADSCs expressed rhodopsin protein on the 24th day, while EN orbital ADSCs expressed rhodopsin protein on the 31st day. CONCLUSION： Orbital ADSCs isolated by direct explants culture show earlier and stronger expressions of markers towards eye field and retinal photoreceptor differentiation than those generated by conventional EN method.

A review from mesenchymal stem-cells and their small extracellular vesicles in tissue engineering

This review aims to offer a vision of the clinical reality of cell therapy today in intensive medicine.For this,it has been carried out a description of the properties,functions,and Mesenchymal Stem Cells(MSCS)sources to subsequently address the evidence in preclinical models and studies clinical trials with whole cells and models attributed to small extracellular vesicles(sEVs),nanoparticles made up of microvesicles secreted by cells with an effect on the extracellular matrix,and their impact as an alternative towards cell-free regenerative medicine.MSCs are cells that enhance the regenerative capacity which can be differentiated typically in different lineages committed as bone,cartilage,and adipose tissue.On the other hand,small extracellular vesicles are structures that participate notoriously and crucially in intercellular communication,which has led to a change in the concept of the functions and the role that these vesicles play in living organisms,in the restoration of damaged tissues and the inflammatory response and immunological.We present the mechanisms that are involved in the applications of MSCS as whole cells and their sEVs in cell therapy and cell-free therapy as an alternative in regenerative medicine.Considering the structural loss that occurs after surgical procedures for cystic and tumoral pathology in periodontitis,as well as the maxillary atrophy that determines the rehabilitation with dental implants,it is imperative to find satisfactory solutions.The opportunity provided by the findings in stem cells is a recent introduction in the field of oral surgery,based on the regenerative potential that these cells possess to restore defects at different levels of the oral cavity.This review aims to discover the real applications that stem cells may have in our treatments shortly.

Isolation,Culture and Identification of Neural Stem Cells in New-born Rats

The cortexes were obtained from new born rats and dissociated to single cells by triturating. The cells were cultured in neural stem cell (NSC) culture medium (DMEM supplemented with bFGF, EGF and B27) and formed primary neurospheres after 7 days. Single cells dissociated from neurosphere were cultured in 96 well plates and formed single cell cloning neurosphere 7 days later. The primary and single cell cloning neurospheres were both positive for the immunofluorescent staining of nestin and were identified as NSC. It was proved that NSC can be expanded in vitro and provide seed cells for neural tissue engineering.

明胶三维微球装载人脐带间充质干细胞修复慢性肌腱病

背景:肌腱组织因缺少血管而修复困难,如何促进肌腱的恢复和提高肌腱损伤后干细胞治疗的效果,一直是临床及科研的研究热点和重点。目的:将人脐带间充质干细胞与明胶微载体支架结合构建组织工程化干细胞,通过体外实验与大鼠体内实验观察明胶微载体培养的人脐带间充质干细胞对肌腱病的治疗效果及作用机制。方法:(1)体外细胞实验:将人脐带间充质干细胞接种于三维明胶微载体后观察细胞活性以及存活情况,以常规培养的人脐带间充质干细胞作为对照;(2)动物体内实验:将成年SD大鼠随机分为正常组、肌腱病组、2D组(肌腱病+常规培养人脐带间充质干细胞)、3D组(肌腱病+明胶微载体三维培养的人脐带间充质干细胞),每组6只,治疗4周后进行动物行为学检测以及跟腱病理组织形态观察。结果与结论:(1)体外细胞实验:接种于明胶微载体的人脐带间充质干细胞存活率高,且随着时间延长细胞增殖速率增加;与对照组相比,三维明胶微载体培养的细胞活性更好;(2)动物体内实验:治疗4周后,与肌腱病组比较,3D组大鼠下肢功能恢复良好及组织病理学评分显著改善,而2D组也可一定程度改善肌腱病损伤,但效果不及3D组;(3)结果表明,三维明胶微载体培养的人脐带间充质干细胞可以促进肌腱损伤组织修复再生,且修复效果优于常规培养人脐带间充质干细胞。

毛囊类器官研究:现状、问题与前景

背景:毛囊体外重建依赖于毛乳头细胞及角质形成细胞3D共培养时的自组装行为,该过程与毛囊胚胎发育极为相似,因此,毛囊类器官可作为毛囊再生相关基础研究良好的体外模型,目前,通过仿生系统培养的全人源毛囊类器官已能成功移植到动物体内。毛囊类器官研究使毛囊再生成为可能,但构建方法亦无统一定论,仍面临诸多挑战。目的:综述目前毛囊类器官的研究进展,总结毛囊类器官培养方法及表征,阐述应用前景,为后续研究提供可靠依据,以期促进其在组织工程及脱发治疗的临床转化。方法:应用计算机在中国知网(CNKI)及PubMed数据库中,以“毛囊再生,毛发再生,类器官”为中文检索词,“hair growth,hair loss,hair regeneration,hair follicle,dermal papilla cell,organoid”为英文检索词进行检索,查阅国内外关于毛囊类器官的相关文献,共纳入文献67篇进行后续分析。结果与结论:①不同来源的毛乳头细胞与角质形成细胞可在体外构建毛囊类器官,以获得鼠源、人-鼠嵌合及人源毛囊类器官,并成功用于啮齿动物移植模型;②多种重编程方法如电刺激、添加重组蛋白、解离细胞基因过表达等可用于促进毛囊类器官毛胚形成及毛钉伸长,同时,多种3D打印技术的应用已实现大小可控毛囊类器官的批量生产,极大提高了生产效率;③在解离细胞共培养体系中加入黑素细胞时,或可破译新生毛囊的色素缺失难题,而加入人脐静脉血管内皮细胞时,细胞聚集体内的新生血管可改善营养供给,减少中心部位坏死;④随着工程化类毛囊技术逐渐趋于成熟,患者自体细胞构建的毛囊类器官或可用于严重脱发的个体化医疗。

温度响应性水凝胶在骨组织工程中的应用特征

背景:温度响应性水凝胶因具备类似于细胞外基质的结构、对温度具有智能敏感性,被广泛应用于骨组织工程。目的:阐述温度响应性水凝胶产生溶胶-凝胶相变的机制,根据其来源进行分类,总结各类温度响应性水凝胶在骨组织工程领域的应用。方法:由第一作者在中国知网、PubMed数据库检索2000-2024年发表的相关文献,中文检索关键词为“水凝胶,温度响应性水凝胶,骨修复,骨再生,骨组织工程”,英文检索关键词为“hydrogel,thermosensitive hydrogel,bone repair,bone tissue engineering,bone regeneration”,最终选取70篇符合标准的文献进行综述。结果与结论:温度响应性水凝胶的温敏机制根据反应不同可分为负敏感型和正敏感型,其组成主要分为天然聚合物与合成聚合物。目前的研究发现,温度响应性水凝胶除了以传统方式作为支架材料应用于骨组织工程,3D打印支架也逐渐兴起。除此之外,温度响应性水凝胶因自身特性还可应用于三维细胞培养与药物缓释等方面。目前对于温度响应性水凝胶的开发还不够完善,还存在不能精准控制相变温度、缓释速率、机械强度低、生物降解性低等问题,因此,开发出性能更加稳定的温度响应性水凝胶仍是目前应解决的问题。

基质细胞衍生因子1修饰左旋聚乳酸多孔微球促进软骨细胞增殖和组织形成

背景:二维培养条件下的软骨细胞增殖及表型维持受限,多孔微球作为支架材料可提供三维培养环境,以更好地模拟体内生长条件。基质细胞衍生因子1是有强趋化效力的稳态细胞因子,能够促进细胞的黏附与增殖。目的:明确接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球对软骨细胞生物学特性及软骨组织形成的影响。方法:(1)体外验证不同质量浓度基质细胞衍生因子1对兔软骨细胞增殖、迁移、表型维持的影响。(2)采用复乳法制备左旋聚乳酸多孔微球,利用碳二亚胺法将基质细胞衍生因子1接枝于左旋聚乳酸多孔微球上,通过酶联免疫吸附实验及孵育基质细胞衍生因子1特异荧光抗体验证接枝情况。(3)将兔软骨细胞分别接种于左旋聚乳酸多孔微球、接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球上,检测细胞增殖与黏附。(4)在裸鼠背部皮下分别植入甲基丙烯酰胺基明胶-软骨细胞复合体(对照组)、左旋聚乳酸多孔微球-甲基丙烯酰胺基明胶-软骨细胞复合体(多孔微球组)、接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球-甲基丙烯酰胺基明胶-软骨细胞复合体(多孔微球修饰组),8周后取材,分别进行组织学染色与成软骨相关基因qRT-PCR检测。结果与结论:(1)相较于0,1 000 ng/mL基质细胞衍生因子1,500 ng/mL基质细胞衍生因子1可促进软骨细胞的增殖与迁移,提升软骨细胞内Ⅱ型胶原、弹性蛋白、增殖细胞核抗原、Bcl-2 mRNA表达;(2)基质细胞衍生因子1成功接枝于左旋聚乳酸多孔微球上,接枝率为93.75%;(3)相较于左旋聚乳酸多孔微球,接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球可促进软骨细胞的增殖、黏附;(4)裸鼠皮下植入8周后,相较于对照组、多孔微球组,多孔微球修饰组具有更明显的软骨陷窝结构、更丰富的软骨特异性基质和Ⅱ型胶原沉积,弹性蛋白、Ⅱ型胶原、增殖细胞核抗原、Bcl-2 mRNA表达升高。结果表明:接枝基质细胞衍生因子1左旋聚乳酸多孔微球有利于软骨细胞的黏附、增殖、表型维持以及体内软骨组织形成。

Osteogenic potential of human periosteum-derived progenitor cells in PLGA scaffold using allogeneic serum

The use of periosteum-derived progenitor cells （PCs） combined with bioresorbable materials is an attractive approach for tissue engineering. The aim of this study was to characterize the osteogenic differentiation of PC in 3-dimensional （3D） poly-lactic-co-glycolic acid （PLGA） fleeces cultured in medium containing allogeneic human serum. PCs were isolated and expanded in monolayer culture. Expanded cells of passage 3 were seeded into PLGA constructs and cultured in osteogenic medium for a maximum period of 28 d. Morphological, histological and cell viability analyses of three-dimensionally cultured PCs were performed to elucidate osseous synthesis and deposition of a calcified matrix. Furthermore, the mRNA expression of type Ⅰ collagen, osteocalcin and osteonectin was semi-quantitively evaluated by real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction （RT-PCR）. The fibrin gel immobilization technique provided homogeneous PCs distribution in 3D PLGA constructs. Live-dead staining indicated a high viability rate of PCs inside the PLGA scaffolds. Secreted nodules ofneo-bone tissue formation and the presence of matrix mineralization were confirmed by positive yon Kossa staining. The osteogenic differentiation of PCs was further demonstrated by the detection of type I collagen, osteocalcin and osteonectin gene expression. The results of this study support the concept that this tissue engineering method presents a promising method for creation of new bone in vivo.

Hollow Fiber Module Applied for Effective Proliferation and Harvest of Cultured Chondrocytes

Steady and useful culture for chondrocytes is essential for cartilage regenerative medicine. However, in conventional plate culture, the chondrocytes become dedifferentiated and lose their ability to make cartilage matrices. Three-dimensional culture mimicking the physiological environment in native chondrocytes is useful to maintain the chondrocyte properties during the proliferation culture. However, the three-dimensional culture is practically a hard task due to difficult harvest of the cells. Thus, we attempted to apply porous materials, hollow fibers for the three-dimensional culture, and developed their module to realize the effective harvest of the cells. Polyethersulfone-based hollow fibers, whose safety and cell affinity were confirmed by the experiment of the coculture with human chondrocytes, were collected to fabricate a module. The hollow fiber module was installed with screw ends, and enabled the easy removal of chondrocytes from the inner unit. Cultured human chondrocytes embedded within collagen hydrogel were put into the outer lumen of the hollow fiber module, while chondrocyte prolfieration medium was perfused through the inner lumen at 0 to 30 mL/min. After 2 weeks’ culture, the flow rate of 3 to 10 mL/min effectively supported the chondrocyte proliferation. Then, long-term culture using the hollow fiber module at flow rate of 5 mL/min was performed, revealing that the cell growth in this module at 3 weeks was approximately twice larger than that in static culture. The numbers of viable cells could be maintained by week 7. The hollow fiber module installed with screw ends can effectively culture and harvest the chondrocytes.

甲基丙烯酰明胶水凝胶作为细胞三维培养支架在骨组织工程中的应用

背景:骨缺损的治疗一直是临床医生亟待解决的临床难题,用甲基丙烯酰明胶进行细胞体外3D培养,可以为大面积骨缺损的治疗提供新的方向。目的:文章综述了甲基丙烯酰明胶作为3D细胞培养支架在骨组织工程中的研究进展,以期为临床骨缺损修复提供进一步的参考。方法:应用计算机检索中国知网及PubMed数据库1986年1月至2023年8月收录的文献,中英文检索词分别为“骨缺损,骨组织工程,生物支架材料,水凝胶,光交联水凝胶,甲基丙烯酰明胶,三维培养,细胞培养”和“Bone defect,Bone tissue engineering,Biomaterial scaffold,Hydrogel,Methylacrylyl photocrosslinked hydrogel,Three-dimensional culture;Cell culture”,最终纳入68篇文献进行综述分析。结果与结论:①同二维培养相比,3D培养可以在无菌条件下,构建立体三维空间,更好地模拟体内环境,为细胞提供合适的温度、酸碱度及足够的营养,使细胞能够在体外正常生长增殖并保持其正常结构与功能,具有独特优势。②在骨组织工程生物支架材料的选择中,水凝胶因其良好的生物相容性、可降解性及具有立体三维网络结构等优点,已被广泛应用于骨再生的研究。③甲基丙烯酰明胶的物理及生物性能受到浓度、光照时间及光引发剂种类以及反应体系等因素的影响,而这些性能均能对细胞的黏附、生长及增殖,甚至细胞形态及功能产生一定的影响。④甲基丙烯酰明胶因具有良好的生物相容性、物理可调节性、可注射性及光敏性能,已被广泛应用于3D细胞封装、3D生物打印及基于数字光处理的立体光刻技术等细胞3D培养体系中。⑤应用各类复合甲基丙烯酰明胶进行细胞的3D培养,可以更好地促进血管形成及骨再生,为临床骨缺损的治疗提供更多可能。⑥目前甲基丙烯酰明胶的来源、合成的方法以及安全性尚没有健全的标准,需要进一步加强研究,对甲基丙烯酰明胶在3D细胞培养领域的应用进行更深入的完善。

三维动静态培养软骨源性微组织的细胞行为及软骨形成能力

背景:与传统二维培养相比,三维培养软骨微组织具有更大的优势,但仍需进一步探索更有利的三维培养方式。目的:评价2种三维培养方式下微组织的细胞行为及促软骨形成能力。方法:通过化学脱细胞方法和组织粉碎方法制备软骨源性微载体,采用DNA定量和核染色验证脱细胞是否成功,通过组织学染色观察脱细胞前后基质保留情况,采用扫描电子显微镜和CCK-8方法对微载体进行表征;通过三维静态培养法和三维动态培养法将软骨源性微载体与人脂肪间充质干细胞结合构建软骨源性微组织,利用扫描电子显微镜、活死染色、RT-qPCR等手段检测两组微组织的细胞活力及成软骨能力。结果与结论:①成功制备软骨源性微载体,与脱细胞前相比,脱细胞后DNA含量显著降低(P<0.001);扫描电子显微镜观察微载体表面有胶原包绕,保持天然软骨细胞外基质特征;CCK-8法检测表明微载体无细胞毒性且能够促进细胞增殖;②扫描电子显微镜及活死染色结果显示,相比三维静态组,三维动态组微组织细胞具有更舒展的形态,细胞与细胞间、细胞与基质间、基质与基质间形成广泛的连接;③RT-qPCR结果表明两组微组织SOX9、蛋白聚糖、Ⅱ型胶原表达在培养7 d或14 d时均增高;14 d时三维动态组各基因相对表达量均显著高于三维静态组(P<0.05);21 d时三维静态组各基因表达均显著高于三维动态组(P<0.001);④结果表明,与三维静态培养微组织相比,三维动态培养微组织可在更短时间实现软骨相关基因的高表达,显示出更好的细胞活性和成软骨能力。

间充质干细胞与巨噬细胞的共培养技术

背景:间充质干细胞与巨噬细胞共培养环境中,间充质干细胞能够促进巨噬细胞向抗炎型巨噬细胞极化减轻炎症反应,巨噬细胞能够促进间充质干细胞成骨分化,两者共培养在调节免疫系统和促进组织再生中发挥重要的作用。目的:综述间充质干细胞与巨噬细胞共培养方法、影响因素及相互调控的可能机制,为间充质干细胞和巨噬细胞共培养在组织工程中的应用提供理论依据以及实验方法参考。方法:第一作者在2023年1-9月应用计算机在PubMed和中国知网数据库中检索1970年1月至2023年9月相关文献,以“mesenchymal stem cells,macrophages,co-culture”为英文检索词,以“间充质干细胞,巨噬细胞,共培养”为中文检索词,最终纳入63篇文献进行分析。结果与结论:①体外间充质干细胞与巨噬细胞共培养体系根据模型可分为直接接触和间接接触共培养,根据维度可分为二维和三维细胞共培养。②间充质干细胞与巨噬细胞共培养能够促进巨噬细胞向M2型极化,增强间充质干细胞的成骨作用。③在共培养模型中,共培养方法、共培养比例与时间、巨噬细胞的表型及细胞来源和条件的不同均影响巨噬细胞的免疫调节和间充质干细胞的成骨作用。④共培养中细胞相互作用可能通过细胞分泌的可溶性因子、细胞外囊泡、细胞-细胞接触和代谢途径调节巨噬细胞的免疫功能,对间充质干细胞的增殖、迁移和成骨等生物学功能产生一定影响。⑤间充质干细胞和巨噬细胞能改善急性心肌梗死后的心功能、促进上皮创面愈合、减轻肺部炎症、改善肾功能和促进骨修复。⑥间充质干细胞和巨噬细胞共培养仍存在一些问题:例如共培养的条件选择、共培养细胞良好细胞状态的保持和相互作用等。⑦间充质干细胞与巨噬细胞共培养改善局部炎症微环境,促进组织再生修复,在组织工程中具有广阔的应用前景。

骨组织工程中种子细胞的研究进展

骨缺损是临床常见的疾病,但其治疗困难。在体外将种子细胞进行成骨诱导培养是运用组织工程策略解决骨缺损修复问题的关键因素,其中种子细胞是不可或缺的。目前,常用的种子细胞包括骨髓间充质干细胞、胚胎干细胞、脂肪来源干细胞、脐带间充质干细胞等。近年来,对于种子细胞的研究涉及分离培养鉴定、成骨诱导、信号通路、基因修饰以及联合培养等方面,目的在于揭示成骨机制,提高成骨效率,最终使组织工程技术在临床上得到应用。但种子细胞的培养要求较高,其前沿培养技术主要包括细胞的基因修饰和细胞的共培养。因此,未来需继续寻找或制备容易获取、生物相容性好、成骨能力更强且分化更稳定的种子细胞,这对骨组织工程领域具有重要意义。

大鼠骨髓单个核细胞诱导扩增为内皮祖细胞的细胞分离方法、接种数目、培养瓶包被条件

目的筛选大鼠骨髓单个核细胞(BMMNCs)诱导扩增为内皮祖细胞(BM-EPCs)的细胞分离方法、接种数目、培养瓶包被条件,构建一个高效、高产量、高纯度的骨髓来源BM-EPCs分离培养诱导扩增方法。方法取2周龄雄性SD大鼠,脱颈处死后分离大鼠双侧胫骨和股骨,收集骨髓细胞悬液。配制30%、50%、60%和70%浓度的Percoll细胞分离液,通过Percoll密度梯度离心法分离出大鼠BMMNCs种子细胞,并计算活细胞比例。将获得的BMMNCs分为1×10^(5)、5×10^(5)、1×10^(6)、2.5×10^(6)、5×10^(6)、1×10^(7)六个组别,分别接种于25 cm^(2)无菌培养瓶中,培养7 d后镜下观察各组细胞集落形成数目,并计算每10^(6)细胞的集落形成数。运用Graphpad prism9.5软件进行Logistic拟合曲线,根据相关系数R^(2)确定相关性,根据其P值将有统计学差异的接种数目纳入范围,随后使用R语言编程定义计算函数,根据已知种子细胞总数及相关性函数限制下,通过迭代寻找最佳的BMMNCs细胞接种数目。分别配制20、50、100 nmol/L浓度的人纤连蛋白(FN)溶液,以不添加FN的空白溶液为对照,分别包被空白培养瓶2、6、12、24 h,将收集的48 h未贴壁BMMNCs接种于FN包被的各培养瓶中,静置培养3 d后计算各组集落形成数目,确定FN包被的最佳浓度与时间。接种48 h未贴壁BMMNCs于25 cm^(2)培养瓶底,使用EGM-2完全培养基定向诱导,于显微镜下观察集落形成及诱导扩增进程。取培养14 d的BM-EPCs,分别采用双阳性染色法和流式细胞术鉴定BM-EPCs的纯度。结果使用Percoll分离法可把BMMNCs细胞清晰的分为5层,其中30%与50%Percoll细胞分离层之间为BMMNCs活细胞比率最高。BMMNCs的最优接种数目为2.5×10^(6)个。以50 nmol/L的FN溶液包被24 h或以100 nmol/L的FN溶液包被6 h皆可有效促进细胞集落形成。细胞接种7 d后获得形态良好的铺路石样细胞并建立生长优势,表明BMMNCs已经诱导成为形态良好的BM-EPCs。Dil-Ac-LDL/FITC-UEA-1双阳性细胞占比为91.89%±5.77%,CD31+KDR阳性率为90.73%±0.61%、CD14阳性率为0.53%±0.17%、CD45阳性率0.77%±0.34%,说明获得的BM-EPCs纯度良好。结论大鼠BMMNCs诱导扩增为BM-EPCs过程中,可使用Percoll密度梯度离心法分离BMMNCs,BMMNCs的最优细胞接种数目为2.5×10^(6)个,细胞培养瓶包被条件为以50 nmol/L的FN溶液包被24 h或以100 nmol/L的FN溶液包被6 h,分离培养诱导获得的BM-EPCs形态和纯度均良好。

DMSCs三维培养方法及其在组织再生和疾病治疗中应用的研究进展

牙源性间充质干细胞(DMSCs)是来源于神经嵴外胚层的间充质干细胞,具有优越的自我更新和多向分化的能力,被广泛应用于组织工程和再生医学研究。利用三维培养方法可对DMSCs进行大量体外扩增以满足研究和治疗的需要。与传统的二维培养方法比较,三维培养技术可更有效地模拟干细胞在体内所处的结构和微环境,从时间和空间上共同调控干细胞的增殖及分化。近年来开展的体外三维培养方法较多,悬滴培养法操作简单,但较难控制培养组织的气象环境;微流控芯片可更好地控制细胞参数,但成本高昂,且存在技术平台的难题而难以广泛应用;磁悬浮培养费用低廉,操作简便,细胞成球速度快,但由于磁化作用难以用来定量分析。其他三维培养方法还包括旋转细胞培养系统、离心成球培养法、液体覆盖法和人工支架法等,上述培养方法都存在不同的优势和一定的局限性。现对体外三维培养DMSCs的不同方法及其在不同组织再生和疾病治疗中的应用进行综述,为DMSCs功能的精准调控和再生医学研究提供参考。

人牙髓细胞共混物三维生物打印技术

目的:对人牙髓细胞(human dental pulp cells,hDPCs)共混物三维生物打印技术进行初步的探索,为三维生物打印技术应用于牙再生奠定初步基础。方法:用Imageware 11.0软件设计三维生物打印蓝图;制备海藻酸钠-明胶水溶胶,与体外分离、培养的hDPCs共混,共混物中hDPCs的密度为1×106个/mL,海藻酸钠和明胶的终浓度分别为20 g/L和80 g/L;用三维生物打印技术按一定参数进行hDPCs共混物的三维生物打印,观察打印获得的三维结构体,用钙黄绿素-AM和碘化丙啶溶液对结构体进行染色,评价打印后hDPCs的活性,计算细胞存活率;体外培养打印获得的结构体,用Cell Counting Kit-8试剂检测hDPCs在三维结构体中的增殖。结果:利用Imageware 11.0软件设计出了由圆柱状微丝逐层交错堆积构成的具有网格结构的三维结构体数字模型,用三维生物打印技术可构建出具有自定义形状及尺寸的三维结构体,结构体中hDPCs的存活率为87%±2%,经打印处理的hDPCs在三维结构体中仍可增殖。结论:本研究实现了hDPCs共混物的三维生物打印,为三维生物打印技术应用于牙再生奠定了初步基础。

构建含黑色素细胞组织工程皮肤的研究

目的 探讨运用组织工程方法构建含有黑色素细胞的组织工程皮肤。 方法 以包皮组织作为细胞来源 ,采用消化法获得角朊细胞、成纤维细胞和黑色素细胞 ,在自行设计的组织工程皮肤培养系统构建组织工程皮肤。行Dopa染色、透射电镜和 S- 10 0免疫组织化学检测构建的皮肤中黑色素细胞的分布和状态。 结果 构建的组织工程皮肤结构完整 ,细胞状态良好 ,Dopa染色、透射电镜和 S- 10 0免疫组织化学检测均显示含有大量黑色素细胞并处于良好状态。 结论 构建了含黑色素细胞的组织工程皮肤 ,可用于下一步的动物实验和临床实验。

富血小板血浆对体外培养骨髓间充质干细胞增殖及成骨活性的作用

目的 观察富血小板血浆 (platelet- rich plasma,PRP)在体外培养骨髓间充质干细胞 (marrowmesenchymal stem cells,MSCs)的增殖及成骨作用 ,探讨 PRP促进骨修复的细胞和分子机制。 方法 体外培养人MSCs,分为实验组 (n=9)与对照组 (n=9) ,实验组进行 PRP干预 (10μl/ ml培养液 )。于不同时间点收集两组细胞 ,以流式细胞仪检测 S期比例 ,MTT法检测细胞增殖活性 ,碱性磷酸酶 (alkaline phosphatase,AL P)测定和四环素荧光法检测细胞成骨活性 ,逆转录 PCR检测成骨启动基因 cbfa1的表达。 结果 PRP作用于 MSCs,可刺激细胞增殖 ,流式细胞仪检测 PRP加入后 2 4 h S期比例由对照组 7.2± 0 .5至 14 .5± 0 .4具有统计学意义 (P<0 .0 1) ,MTT法显示 PRP作用后细胞增殖加速 ,第 4天达到平台期。而 AL P活性在作用后 3、6和 9d达到 7.79± 1.98、9.5 1± 2 .31和 14 .0 3± 3.0 2 ,与对照组 2 .0 6± 0 .77、2 .84± 0 .82和 2 .5 8± 0 .84组间比较差异有统计学意义 (P<0 .0 5 )。矿化结节形成增多 ,逆转录 PCR显示 cbfa1的表达在 PRP加入 2、4和 8h逐渐加强。 结论 PRP对骨修复的促进作用与其促进 MSCs增殖、加强成骨启动基因的表达、增强成骨活性的作用有关。

人间充质干细胞体外成骨诱导培养及其生物学特性变化

目的 确定人间充质干细胞 (MSCS)体外扩增培养、向成骨细胞表型转化的方法 ,了解其生物学特性变化。方法 分离人骨髓细胞 ,按不同种植密度、首次换液时间进行原代培养 ,对传代培养细胞用化学药物或生长因子进行成骨诱导培养 ,并检测成骨细胞表型、生长曲线、贴壁率。结果 人MSCS 原代培养种植细胞密度为 1× 10 5～ 3× 10 5/cm2 ,48h后半量换液 ,以后每 3d全量换液的方法较合理。经化学药物 (如地塞米松、β 甘油磷酸、维生素C)或生长因子 (rh BMP2 、BMPS)作用后 ,MSCS 表达碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原和骨钙素 ,细胞增殖速度减慢 ,贴壁率略降低。未诱导MSCS 形成细胞团后 ,可自动分化表达碱性磷酸酶活性。结论 合理的人MSCS 培养方法及可靠的诱导条件 ,可为体外构建组织工程化骨提供自体种子细胞。

人骨髓间充质干细胞的分离培养、多向分化与鉴定

目的探索一个高效分离和扩增人骨髓间充质干细胞的方法,并通过形态学和多向分化能力进行鉴定。方法抽取人胸椎骨髓标本,联合利用密度梯度离心和差异贴壁法分离MSCs,体外扩增后传代,相差显微镜形态学观察和流式细胞仪检测细胞表面标记CD13、CD29、HLA-2、CD34、CD45和HLA-DR。在地塞米松、左旋VitC、β-磷酸甘油、FK506作用下向成骨细胞诱导分化;在TGF-beta3、重组人胰岛素、丙酮酸钠、亚硒酸等作用下向软骨细胞诱导分化;在地塞米松、IBMX、吲哚美辛的作用下向脂肪细胞诱导分化;在VEGF、bFGF作用下向血管内皮细胞分化。结果原代和传代细胞呈梭形外观,生长增殖能力良好。细胞表面标记物CD13、CD29,HLA-2阳性,CD34、CD45和HLA-DR阴性。经定向诱导分化后,细胞分别呈现成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和血管内皮细胞的表型特征。结论该方法能从人骨髓中高效分离和扩增MSCs,能成功定向分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和血管内皮细胞。