TGF-β_1、IGF-I和地塞米松诱导BMSCs体外构建组织工程化软骨

目的 探讨体外联合应用TGF-β1、IGF-Ⅰ及地塞米松诱导骨髓基质干细胞(BMSCs)体外构建组织工程化软骨的可行性。方法 抽取8周龄猪股骨骨髓,应用贴壁法分选单个核细胞,体外培养扩增后获得BMSCs,收集第2代细胞,以5×107/cm3的密度接种到聚羟基乙酸(PGA)制成的圆柱形三维支架材料上,7 d后联合应用TGF-β1、IGF-Ⅰ及地塞米松进行诱导和体外培养,未诱导组作为平行对照。4周和8周分别取材进行大体观察、组织学、组织化学及免疫组织化学检测。结果 体外诱导培养4周后,形成的细胞材料复合物表面光滑,质地柔韧,保持原大小形状;组织学显示有较为明显软骨陷窝,并分布有Ⅱ型胶原及聚合蛋白多糖(GAG);8周时外观灰白色,较坚硬,软骨陷窝更为明显,并连接成片,Ⅱ型胶原染色呈强阳性,有更多甲苯胺蓝异染的软骨特异性基质成分。对照组细胞材料复合物逐渐收缩,8周时直径仅约2 mm大小,组织学检测无软骨陷窝结构,Ⅱ型胶原免疫组化结果阴性。结论TGF-β1、IGF-Ⅰ及地塞米松可以体外诱导BMSCs在三维支架上形成组织工程化软骨。

应用GFP标记技术示踪裸鼠体内组织工程化骨的形成

目的 应用绿色荧光蛋白(GFP)标记技术,观察组织工程化骨体内形成过程中种子细胞的变化与转归。方法 用GFP重组逆转录病毒载体(GFP-RV)转染犬骨髓基质干细胞(BMSCs),将其接种于β-磷酸三钙(β-TCP),形成细胞一材料复合物,移植于裸鼠皮下。术后8周,HE染色观察组织结构,碱性磷酸酶(AKP)染色和骨钙素(OCN)免疫组化检测功能蛋白,激光共聚焦显微镜下对GFP进行示踪观察。结果 8周后,大体可见组织工程化新骨形成,组织学示新生骨小梁围绕材料孔隙生成,AKP染色和OCN免疫组化结果阳性,并可见新生组织内有呈绿色的GFP标记细胞,β-TCP部分降解。结论组织工程化骨组织学结构与松质骨小梁类似。新生组织表达GFP,证实组织工程化骨组织的形成来源于供体细胞。

生物反应器构建组织工程化血管的初步研究

目的探讨生物反应器内构建具有一定力学强度的组织工程化血管的可行性。方法从6月龄毕格犬的颈总动脉、颈外静脉分别获取平滑肌细胞和内皮细胞,体外培养扩增后,将平滑肌细胞接种于聚羟基乙酸(PGA)上形成细胞—材料复合物,置于生物反应器内(搏动频率75次/m in;扩张量<5%)培养3周,接种内皮细胞继续培养1周后取新生血管,进行大体观察、组织学和免疫组化检测。结果生物反应器内培养的组织工程化血管大体观察具有良好的弹性,管腔圆;平滑肌纤维成分排列规则且有层次感;免疫组化染色显示,平滑肌细胞呈棕黄色层状排列,内皮细胞于血管内侧呈单层排列。结论应用生物反应器可构建具有良好弹性的组织工程化血管。

同种异体组织工程化软骨组织的生化分析

目的 以胚胎来源的关节软骨细胞,体内构建同种异体组织工程化软骨组织,分析其与正常关节软骨组织糖胺多糖(GAG)和Ⅱ型胶原含量的差异。方法 以酶消化法分离胚胎(100 d)山羊关节软骨细胞,与生物材料聚环氧乙烯复合,并植入异体成年山羊腹部皮下。按不同时间段取材,Western-blot、MTT比色法分析测定其GAG和Ⅱ型胶原含量,并与正常关节软骨组织比较。结果 新生软骨中GAG的含量比正常关节软骨显著下降(P<0.01),而Ⅱ型胶原含量与正常关节软骨无显著性差异。结论 胚胎来源的同种异体组织工程化软骨与正常关节软骨有着相同的生化成分,且新生软骨中Ⅱ型胶原的含量与正常关节软骨接近。

人肌腱与皮肤组织及其细胞中Ⅰ型和Ⅲ型胶原表达的比较研究

目的 探讨利用皮肤成纤维细胞作为肌腱构建种子细胞的可行性。方法 取外伤病人术中修剪的多余肌腱和皮肤组织,一部分用于石蜡包埋做组织学检测,一部分用酶消化法培养细胞,取第2代细胞进行细胞学检测。本实验采用偏光显微镜、免疫组织化学技术对人正常肌腱组织和皮肤组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原的表达进行比较;采用免疫细胞化学、免疫细胞荧光、RT-PCR技术从蛋白水平、RNA水平比较第2代人肌腱细胞和皮肤成纤维细胞合成Ⅰ、Ⅲ型胶原的情况。结果 偏光显微镜下可见肌腱组织中以粗大的Ⅰ型胶原为主,而皮肤组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原交错排列。免疫组织化学和显示石蜡包埋的肌腱组织和皮肤组织的Ⅰ型胶原染色均为强阳性,肌腱组织Ⅲ型胶原染色阴性,皮肤组织Ⅲ型胶原染色阳性。免疫细胞化学和免疫细胞荧光显示第2代肌腱细胞和皮肤成纤维细胞Ⅰ、Ⅲ型胶原染色均为阳性。RT-PCR灰度分析结果示肌腱组织和皮肤组织Ⅰ型胶原灰度比值为1.25±0.03,Ⅲ型胶原肌腱组织不表达。第2代肌腱细胞与皮肤成纤维细胞Ⅰ型胶原灰度比值为1.09±0.05,Ⅲ型胶原灰度比值为0.93±0.08。结论 人正常肌腱组织和皮肤组织中在胶原组成上均以Ⅰ型胶原为主。第2代人肌腱细胞和皮肤成纤维细胞的生物学特性相近,均合成Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原。皮肤成纤维细胞很有?

软骨细胞老化特征及机制的研究进展

软骨细胞的老化是一个极其复杂的过程,其特征包括:细胞不可逆的生长停滞于G1期;老化相关β-半乳糖苷酶的表达;端粒长度缩短;软骨细胞分化特征的改变。目前认为其机制为基因表达的程序性或减进性改变,包括肿瘤抑制基因p53和pRb等在细胞生长停滞中的作用;端粒结合蛋白和端粒酶对端粒长度的调节;细胞骨架蛋白的重组使软骨细胞形态的变化;基质降解酶类表达增加以及各种细胞因子的变化对软骨细胞代谢的影响。

骨形成蛋白-7基因逆转录病毒载体的构建及其表达

目的 :实现骨形成蛋白 7(BMP 7)基因在骨髓基质干细胞中的稳定、长久表达。方法 :构建重组BMP 7逆转录病毒表达载体。通过PT6 7包装细胞克隆 ,嘌呤霉素筛选、扩增 ,获得含BMP 7基因的逆转录病毒液 ,直接感染骨髓基质干细胞 ,用免疫组化方法检测BMP 7的表达。结果 :成功地构建了重组BMP 7逆转录病毒表达载体 ,并可在骨髓基质干细胞中表达BMP 7。结论 :重组逆转录病毒表达载体转染的靶细胞可表达BMP 7,为组织工程中骨和软骨种子细胞的研究奠定了基础。

生长因子在人肌腱细胞和皮肤成纤维细胞中的表达差异

目的 对几种重要的生长因子在正常人体皮肤、肌腱中的表达差异进行研究。方法体外培养人肌腱细胞和人皮肤成纤维细胞,观察细胞的形态特点;用基因芯片、免疫组化、免疫细胞化学、RT-PCR的方法对肌腱细胞和成纤维细胞的几种生长因子进行检测及比较。结果所测生长因子中除转化生长因子-βⅡ型受体(TGF-βRⅡ)、类胰岛素生长因子-结合蛋白3(IGF-BP3)外,其余在肌腱细胞和成纤维细胞中的表达均无明显的差异。结论 人成纤维细胞与人肌腱细胞的生长因子表达基本相似,通过对皮肤成纤维细胞的某些特性的改造,可以使其成为构建组织工程化肌腱的种子细胞。

TGF-β细胞内信号转导与伤口过度愈合

作者查阅近期TGF-β信号转导及TGF-β与伤口愈合相关的文献,追溯近阶段国内外有关生长因子TGF-β、TGF-β受体及其信号转导机制和TGF-β及SMAD分子在伤口愈合过程中的作用等方面的最新进展。SMAD分子在TGF-β的信号转导及其生物学效应中起重要作用,可通过人为方法来干扰TGF-β信号转导从而减少TGF-β在伤口愈合过程中的病理性作用。

含GFP基因的逆转录病毒与VSV-G蛋白重组形成高滴度假病毒

目的 通过与疱疹性口腔炎病毒糖蛋白G基因(VSV-G)蛋白重组,提高含绿色荧光蛋白(GFP)基因逆转录病毒的感染效率,并使其经受超速离心以达到进一步浓缩。方法 应用GFP-RV质粒转染PT67细胞并用G418筛选出GFP阳性克隆,利用其产生的病毒上清液再转染GP2-293细胞,在G418筛选的同时,瞬时转染VSV-G基因。收集该GP2-293细胞产生的重组病毒作滴度测定,并通过低温超速离心制成含GFP病毒的浓缩液,再感染NIH3T3细胞,观察GFP在NIH3T3细胞内的表达情况。结果 GFP-RV质粒转染PT67细胞产生的GFP阳性克隆,随着细胞传代过程,GFP的表达逐渐减弱。GP2-293细胞转染VSV-G基因后可产生(7.5±1.4)×105cfu/mL的GFP重组假病毒,将其浓缩液转染NIH3T3细胞,可见GFP在细胞内有较强的表达。结论逆转录病毒与VSV-G共转染GP2-293包装细胞可以形成高滴度的假病毒,由此得到含GFP基因的病毒上清液,其在组织工程中应用范围更广泛。

猪软骨细胞老化过程中Aggrecan的表达及其糖链分子结构的改变

本实验旨在探讨体外培养软骨细胞在老化过程中 ,aggrecan的表达水平与分子结构的变化及其间的相互关系。取体外培养P1～P5各代猪耳软骨细胞 ,RT PCR检测aggrecan球间区域 (interglobulardomain ,IGD)mRNA的表达状况 ;阿利新兰 (AlcianBlue)法检测糖胺聚糖 (glycosaminoglycan ,GAG)的含量和糖链的分子结构。结果显示aggrecanIGDmRNA的表达在P4、P5细胞内明显降低 (P <0 0 5 ) ;GAG的合成也在P4、P5时显著减少 (P <0 0 5 ) ,但这 2项指标的变化趋势之间无显著相关性。而长链 高度硫酸化的GAG由P4软骨细胞开始 ,绝对含量和相对含量均显著减少 (P <0 0 1) ,其与aggrecanIGDmRNA的变化趋势有显著相关性 (P <0 0 1)。由此可见 ,体外培养软骨细胞中ag grecan的表达合成和细胞老化有密切关系。aggrecanIGDmRNA的表达降低与aggrecan中长链 高度硫酸化GAG的合成代谢过程受阻可能是影响老化细胞成软骨能力的重要因素之一。

碱性成纤维细胞生长因子及其受体在体外培养软骨细胞中的表达

目的 探讨软骨细胞在体外传代培养过程中碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)及其受体(FGFR)表达的变化趋势,以及它对软骨细胞增殖和细胞外基质(ECM)合成的影响。方法 采用猪耳软骨细胞在体外进行扩增传代,收集第1-6代的细胞样品行RT-PCR和Western blotting检测,从mRNA和蛋白水平来反映bFGF和FGFRs的表达。另取第1-6代软骨细胞,以含10ng/mL bFGF的培养液进行培养,比较其与空白对照组细胞在增殖速率和ECM合成等方面的差异。结果 bFGF、FGFR1和FG-FR2在第1-3代软骨细胞中表达减少的趋势较为平缓;第4、5代时,有大幅的向下跃迁;在第6代时仅微量表达或消失。这一现象与体外培养软骨细胞增殖速率的下降相平行,第4代及以后代次细胞对bFGF刺激无反应。结论 bFGF和FGFRs表达的减弱与软骨细胞在体外培养过程中的老化进展可能有密切的关系。

重组hBMP7基因转染成纤维细胞及其表达

目的 探讨重组骨形态发生蛋白-7腺病毒载体(AdCMV-BMP7)在人真皮成纤维细胞获得稳定表达的可行性。方法重组腺病毒载体AdCMV-BMP7经293细胞包装、扩增后,转染人真皮成纤维细胞。转染48 h后以免疫组织化学、RT-PCR等方法检测hBMP7基因在人真皮成纤维细胞内的表达情况。结果 在合适的滴度下,重组腺病毒载体AdCMV-BMP7对成纤维细胞的增殖能力无明显影响。转染48 h后免疫细胞化学显示已转染AdCMV-BMP7的成纤维细胞内有大量的hBMP7表达,RT-PCR也检测到特异的hBMP7基因片段的表达。结论 重组腺病毒载体AdCMV-BMP7能够被转导入成纤维细胞内,并稳定表达hBMP7。

角膜基质细胞体外长期培养过程中生物学特性的改变

目的 研究兔角膜基质细胞在体外长期培养传代过程中,细胞增殖能力和胞外基质表达水平的改变。方法 取体外培养兔角膜基质细胞,由光镜对各代细胞的形态学变化进行观测。通过对各代细胞生长曲线的绘制,得出其各自的群体倍增时间;MTT法比较各代细胞增殖能力的改变。RT-PCR和Western杂交检测各代细胞中Ⅰ、Ⅲ型胶原表达水平的改变;爱茜蓝法检测糖胺聚糖(GAG)的含量。结果 体外培养兔角膜基质细胞随着传代的进程,逐渐显现衰老的形态特征。细胞群体倍增时间由第7代起显著延长(P<0.01);MTT比色法的结果亦显示,第7代细胞的增殖能力开始大幅下降(P<0.01)。第9-11代时,Ⅰ、Ⅲ型胶原在mRNA和蛋白水平的表达都有明显减少(P<0.01),降至第1代细胞的30％左右;GAG的含量也降至40％左右。结论 兔角膜基质细胞经历长期体外培养后,细胞增殖能力和胞外基质表达水平显著下降,逐渐丧失原有的功能。但作为构建组织工程化角膜的种子细胞,在它的生物学特性未发生改变之前,经3次传代培养,获取的细胞量达到组织块消化所得细胞的240倍左右,已足以用于构建之用。

FasL基因转染Hela细胞体外诱导淋巴细胞凋亡的作用

目的 应用FasL基因转染具有上皮细胞特性的Hela细胞,探讨FasL基因的表达对诱导同种异体淋巴细胞凋亡的作用,为解决同种异体组织工程化皮肤的免疫排斥问题提供一条研究途径。方法 PLNCX2-FasL质粒转化大肠杆菌,抽提纯化的PLNCX2-FasL质粒用限制性内切酶Xho Ⅰ,Not Ⅰ酶切,琼脂糖凝胶电泳得到755 bp大小的目的条带。紫外灯下切割回收目的条带并抽提纯化得到FasL基因,用Xho Ⅰ,Not Ⅰ酶切PCDNA3.1质粒载体并在相同位点插入FasL基因,T4酶连接,构建PCDNA3.1-FasL重组质粒。脂质体转染法将PCDNA3.1-FasL基因转染Hela细胞,G418筛选;经过免疫细胞化学法,RT-PCR鉴定后,进行单项淋巴细胞混合试验,检测FasL基因对诱导淋巴细胞凋亡的作用。结果 表达FasL基因的Hela细胞的淋巴细胞刺激指数较对照组转染空白质粒的Hela细胞下调,仅达到对照组刺激指数的17.01％。结论 FasL基因转染上皮细胞可诱导淋巴细胞凋亡,为研究避免同种异体组织工程化皮肤的免疫排斥提供了一种可行的方法和设想。

Tet-on基因表达系统转染胚胎干细胞和调控效应检测

以荧光素酶基因为目的基因,应用Lipofectamine介导的瞬时转染方法,将pTet-on调控质粒和pTRE2hyg-luciferase表达质粒共转染小鼠胚胎干细胞,滴加系列浓度的DOX后,观察其诱导效应.结果显示,随DOX浓度升高,荧光素酶的活性也逐渐增强;而未转染细胞与转染细胞未加诱导剂时,其RLU值均接近空白对照.表明转染Tet-on基因表达系统的胚胎干细胞对DOX诱导有较好的反应性,目的基因的表达与DOX具有严格的剂量依赖关系.