简介:摘要目的研发模仿天然骨组织细胞外基质微纳结构的多孔矿化胶原基质,探讨其对骨髓间充质干细胞(BMSCs)迁移及骨缺损的修复效果。方法采用仿生矿化法合成多孔胶原基质支架材料,使用micro-CT、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜检测多孔矿化胶原基质微纳结构、机械性能,体外细胞共培养检测胶原基质对BMSCs细胞增殖、迁移的影响,大鼠下颌骨临界骨缺损植入支架材料后比较各组支架材料引导骨再生的能力。结果仿生矿化法可制备疏松多孔、含纤维内纳米磷灰石的胶原基质支架材料(MIA);与传统含纤维外磷灰石的胶原基质材料(MEA)相比,MIA具5倍以上的杨氏模量;体外接种2、14 d可观察到MIA组BMSCs细胞MTT染色和细胞渗透深度明显高于对照组,体内植入10周后MIA组缺损区域明显减小,Runt相关转录因子2(Runx2)和Osterix阳性细胞增多。结论仿生多孔纤维内矿化胶原基质具有良好的生物学性能,可促进骨髓间充质干细胞增殖和迁移,促进新骨形成,是具备临床应用前景的骨再生支架材料。
简介:摘要目的探讨大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)/内皮祖细胞(EPC)作为种子细胞构建的基质依赖型组织工程骨(ECM-TEB)修复大鼠股骨缺损的效果。方法分离培养骨髓来源的MSC和EPC并进行功能鉴定,种植上架于纳米晶胶原基人工骨颗粒,培养14 d后冻干,获得MSC/EPC ECM-TEB和MSC ECM-TEB。扫描电镜观察MSC和EPC在支架表面的生长形态。分别提取MSC ECM-TEB蛋白浸提液(对照组)和MSC/EPC ECM-TEB蛋白浸提液(实验组),加入EPC培养系统中进行迁移、划痕修复、管腔形成检测;另加入MSC培养系统中进行茜素红染色和碱性磷酸酶(ALP)染色检测,观察两组细胞募集、血管生成和成骨分化情况。选取12只SD大鼠,建立股骨缺损模型,按照随机数字表法分为:(1)假手术组:仅在缺损处进行清创处理;(2)MSC ECM-TEB组:在缺损处植入MSC ECM-TEB;(3)MSC/EPC ECM-TEB组:在缺损处植入MSC/EPC ECM-TEB,每组4只大鼠。2个月后行Micro-CT检查和缺损区Masson三色染色观察骨缺损修复情况。冻干后低温保存3个月,采取同位素相对标记与绝对定量技术(iTRAQ)标记蛋白质谱检测MSC ECM-TEB和MSC/EPC ECM-TEB在成血管方面的差异,并采用基因本体论/京都基因与基因组百科全书技术(GO/KEGG)功能富集方法分析其原因。结果MSC和EPC在支架表面生长、增殖良好,形成光滑的细胞层状结构。实验组在细胞迁移数、划痕修复比例和管腔形成长度分别为(121.6±8.3)个、(61.5±5.9)%、(11.3±0.6)mm,较对照组显著增多[(85.0±6.7)个、(39.3±3.6)%、(5.9±0.4)mm](P均<0.01)。茜素红染色和ALP染色结果显示,实验组钙结节矿化面积比例显著增加[(38.8±3.3)%∶(49.9±3.0)%、(38.8±2.4)%∶(45.3±3.3)%] (P均<0.05)。Micro-CT和Masson染色结果表明,MSC/EPC ECM-TEB组骨缺损修复良好,MSC ECM-TEB组仅形成少量新骨,假手术组几乎没有新骨形成;骨体积分数、骨小梁数量和骨小梁厚度差异均有统计学意义(P<0.05)。蛋白质谱分析结果表明,与MSC ECM-TEB组相比,MSC/EPC ECM-TEB组中有83个血管生成相关的因子显著上调(差异倍数>2,P<0.05);GO/KEGG功能富集分析显示,与MSC ECM-TEB相比,MSC/EPC ECM-TEB在"血管发育"等生物过程存在明显差异(P<0.01),"血管平滑肌收缩通路"等显著增强(P<0.01)。结论与MSC ECM-TEB相比,MSC/EPC ECM-TEB在细胞募集、血管生成和新骨生成方面显著增强,是一种更佳的可用于创伤性骨缺损修复的组织工程骨构建策略。
简介:摘要间充质干细胞(mesenchymalstemcell,MSCs)是一种来源于中胚层的成体干细胞,具有多向分化能力,如具有向骨、软骨、脂肪、肌肉、肌腱、血管内皮细胞及神经星形胶质细胞分化的潜能。并且MSC体外较易分离培养、扩增,细胞免疫原性低,易于转染并能长期表达外源基因等特点,故已成为组织工程、基因治疗和再生医学中的研究热点。目前,对MSCs的分离、纯化、培养还没有统一的方法。MSCs的分离技术和方法主要有4种贴壁法、流式细胞仪分离法、密度梯度离心法和免疫磁珠法。本研究对传统的分离方法进行一些改进,联合利用密度梯度离心法和差异贴壁法,旨在体外分离培养血管MSCs,并将其经定向分化诱导为成骨细胞、脂肪细胞和血管内皮细胞,并与骨髓MSC定向分化为血管内皮细胞进行比较,以观察血管来源MSC在血管内皮细胞分化及血管损伤修复中的优势,为临床血管病变性疾病的干细胞治疗提供更为合适的细胞来源。
简介:摘要:间充质干细胞来源广泛,存在于多种组织中,如骨髓、脂肪、脐血、脐带、胎盘皮肤、牙髓、肌腱以及胎儿附属组织等,常见于研究从骨髓中分离,但骨髓中干细胞的含量较低,占骨髓有核细胞总数的0.001%-0.01%。近年来,间充质干细胞越发受到医学界的重视,随着有关脐带间充质干细胞的研究越来越深入,它的优势也越发的显著。脐带间充质干细胞(umbilical cord mesechymal stem cells,UC-MSCs)易于从废弃的脐带组织中分离培养,相对于骨髓和脂肪来源的间充质干细胞从取材上会给供者带来一定的创伤性痛苦来说,UC-MSCs的取材更为方便且成本低不涉及伦理问题,同时胎盘会对UC-MSCs形成保护屏障,阻止病毒以及病菌的污染,提高了脐带分离的成功率,保证了临床应用的安全性。
简介:为了研究骨髓腔内注射(IBM)异基因间充质干细胞(MSC)对造血干细胞移植后大鼠骨髓MSC重建的作用,研究供体MSC植入状态以探讨MSCs的作用机制,将雌性F344胎鼠及新生鼠外周血(FNPB)及雄性F344大鼠BrdU标记骨髓MSC共移植入经致死量^60Coγ射线预处理的雌性Wistar大鼠,其中FNPB均由IBM输注,MSC则通过IBM或尾静脉注射。观察受鼠存活状况、供体HSC植入水平及骨髓MSC恢复情况,并以PCR检测Y染色体和免疫荧光法检测受鼠骨髓MSC的来源。结果显示:两个FNPB+MSCs共移植组大鼠移植后60天均100%存活,两组比较生存率和供体HSC植入水平无统计学差异,但明显优于单纯FNPB移植组;移植后30天时各移植组受鼠骨髓MSC的增殖能力均未达正常水平,但MSC骨髓腔共移植组集落数(66.0±10.6)明显优于MSC骨髓腔和静脉共移植组及单纯FNPB移植组(P〈0.01);移植后60天时,免疫荧光法检测供体BrdU标记的MSC显示仅在少部分受体发现供、受体源性MSCs嵌合,但两个共移植组存活受鼠均检测到供体MSC来源Y染色体。结论:异基因MSC输注可促进造血干细胞移植受者骨髓MSC恢复,尤以IBM输注为佳。
简介:背景:脂肪间充质干细胞在跟腱组织工程再生领域越来越受到重视,研究其诱导分化的有利环境(氧体积分数)尤为必要。目的:将脂肪间充质干细胞与跟腱细胞在不同氧体积分数条件下间接共培养,比较氧体积分数对脂肪间充质干细胞向跟腱细胞分化能力的影响。方法:无菌条件下获取SD大鼠跟腱细胞。SD大鼠脂肪间充质干细胞直接购买,经培养传至第1代后,与跟腱细胞一起在常氧(体积分数20%)和低氧(体积分数2%)条件下经Transwel间接共培养体系共培养。在培养7,14和21d,实时荧光定量PCR检测跟腱细胞的特异指标胶原蛋白Ⅰ、胶原蛋白Ⅲ,Tenomodulin,Thrombospondin-4,Scleraxis基因相对表达量,免疫荧光染色法检测胶原蛋白Ⅰ和Thrombospondin-4蛋白表达量。结果与结论:脂肪间充质干细胞与跟腱细胞经间接共培养后,低氧组检测到的跟腱细胞的相关特异指标在基因和蛋白水平上表达水平均高于常氧组。提示氧体积分数可显著影响脂肪间充质干细胞向跟腱细胞分化的潜能,低氧是脂肪间充质干细胞向跟腱细胞分化的有利条件之一。