首页 > 文献资料
-
脂肪干细胞的生物学特性及其在骨组织工程中的研究进展
组织和器官的修复与重建，是生物学和临床医学面临的重大难题之一，而干细胞治疗为再生医学提供了新思路。脂肪干细胞是一类存在于脂肪组织中，具有与骨髓间充质干细胞类似的自我更新和多向分化潜能的成体干细胞，并逐渐成为组织工程的种子细胞。本文对脂肪干细胞的生物学特性进行了综述，阐述了脂肪干细胞的表型、多向分化潜能、培养扩增方法及多种疾病的临床前实验成果，分析了脂肪干细胞作为干细胞来源的可行性，并且总结了脂肪干细胞在骨组织工程中的研究现状和发展前景。
-
放射抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨潜能并导致骨损伤
目的 观察放射对小鼠骨髓间充质干细胞(BMMSCs)体外成骨潜能及体内骨组织的影响.方法 分离、培养正常的及接受4Gy放射后28d的小鼠BMMSCs,用碱性磷酸酶(ALP)和Von Kossa染色法鉴定BMMSCs体外成骨分化潜能的改变,并通过骨组织形态学和骨密度(BMD)检测放射后小鼠体内骨组织的相关变化.结果 4Gy照射28d后小鼠BMMSCs的成骨潜能明显降低,同时体内骨组织结构破坏,小鼠骨密度降低.结论 放射损伤后小鼠BMMSCs的成骨潜能显著降低,可能在干细胞水平参与了放射后骨损伤的发生.
-
全身照射引起间充质干/祖细胞池缩小及成骨潜能改变
为了研究辐射对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSC)数量及成骨分化潜能的影响,探讨BMMSC在辐射损伤中的反应及其与照射后造血和骨骼系统长期损伤的关系,用全身照射(total body irradiation,TBI)小鼠模型观察TBI前后不同时间点小鼠骨髓纤维母细胞集落形成单位(colony-forming unit-fibro-blast,CFU-F)的改变及BMMSC细胞周期分布情况;用Von Kossa染色法测定钙盐沉积,实时定量RT-PCR检测成骨分化相关基因及成骨转录共刺激因子TAZ(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif)的表达变化.结果显示:TBI后骨髓CFU-F数量明显减少;TBI后3天较多的BMMSC进入细胞周期并且其成骨潜能明显增强,随后细胞周期分布恢复正常,但成骨潜能明显降低,同时伴有TAZ表达改变.结论:TBI能导致小鼠骨髓间充质干/祖细胞池的显著缩小并改变BMMSC的成骨分化潜能,TAZ表达的变化可能在其成骨潜能的改变中发挥一定作用.
-
成纤维细胞成骨潜能的研究进展
在体内组织中,有两类生成骨细胞的前体细胞:成骨前体细胞(DOPC)和可诱导的成骨前体细胞(IOPC).前者主要存在于骨髓的基质细胞中,具有干细胞的特点,能自身复制分化成一定类型的细胞,此种基质细胞可分化成为成骨细胞、成纤维细胞、网状细胞等,即基质细胞中只有一部分属于骨祖细胞,能自发地分化为成骨细胞,骨髓多能干细胞在体内外的成骨潜能已证实,成骨类型可能和骨折愈合过程、植入材料有关.目前认为骨内膜细胞、骨外膜细胞、骨衬细胞及骨细胞均属于此类;后者广泛存在于机体大部分的结缔组织中,自身并不能分化成熟,仅在特定因素如BMP等的刺激作用下,才能分化成软骨细胞及骨细胞,间充质细胞可能属于此类.
-
山羊颈椎间盘纤维环组织成骨潜能的体内观察
目的:观察山羊颈椎椎间融合器内填充松质骨、纤维环组织后在体内的组织学变化过程,以了解纤维环组织在骨融合过程中的成骨潜能.方法:实验山羊按常规颈椎前路减压、内固定术式施术,术中随机取C2～C6椎间隙中相邻的两个间隙,每个间隙各置入两枚钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器(CHTF),分别填充单纯松质骨(A组);松质骨+纤维环(B组);纤维环(C组)及空白对照(D组).术后应用X线片、颈椎CT扫描等影像学检查及组织切片观察植骨融合及局部组织反应情况.结果:X线片及CT示内置CHTF与椎体的骨-金属界面周围有骨组织生长,CHTF与椎体终板接触部位有成骨现象,骨桥形成.A组切片观察示新生软骨、骨小梁存在,原植入骨坏死;B组纤维组织有坏死,原骨小梁、纤维环周围新生骨存在,新生软骨堆积;C组术后6周纤维组织内有纤维软骨存在,术后12周新生软骨存在;D组术后6周组织学观察无阳性染色结果,术后12周有少量新生软骨.结论:颈椎间盘纤维环组织有成骨潜能,成骨形式可能是成纤维细胞的软骨化骨.
-
颈椎间盘纤维环组织的成骨潜能
背景:椎间盘组织的骨化机制及脊柱韧带、纤维组织的骨化演变过程尚不清楚.目的:实验拟观察颈椎间盘纤维环组织在骨融合过程中的成骨潜能.设计、时间及地点:对比观察,于2006-10在解放军第二军医大学实验动物中心和上海市伤骨科研究所完成.材料:健康实验山羊10只,雄性6只,雌性4只.羊用钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器由常州康辉医疗器械有限公司参照羊的颈椎仿人用钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器定制.方法:实验山羊按常规颈椎前路减压、内固定施术,随机取颈2～6椎间隙中相邻的2个间隙,每个间隙各置入2枚钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器,共4枚.3枚钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器中的填充组织分别为:单纯松质骨,松质骨+纤维环,纤维环.1枚不充填任何组织作为空白对照.主要观察指标:术后6,12周分别拍摄山羊颈椎正侧位X射线平片、颈椎CT平扫观察植入物在位及融合情况.组织学观察各组植骨融合情况及局部组织反应.结果:①X射线平片及CT显示实验山羊内植钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器在整个实验过程中均在位,无松动、移位、脱落.山羊内植钛合金颈椎空心螺纹式柱状内固定器与椎体的骨-金属界面周围有骨组织生长,与椎体终板接触部位有成骨现象,骨桥形成.②单纯松质骨组新生软骨、骨小梁存在,原植入骨坏死;松质骨+纤维环组纤维组织有坏死、原骨小梁、纤维环周围新生骨存在,新生软骨堆积;纤维环组术后6周纤维组织内有纤维软骨存在,12周新生软骨存在;空白组对照组术后6周组织学观察无阳性染色结果,12周有少量新生软骨.结论:颈椎间盘纤维环组织的成骨形式可能是成纤维细胞的软骨化骨生成.
-
重组人骨形态发生蛋白2与碱性成纤维细胞生长因子联合促进兔骨髓基质细胞血管内皮细胞生长因子表达及其成骨潜能
背景:了解在体外或体内环境下,应用重组人骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子,能否达到既加强成骨又促进血管内皮细胞生长因子表达的双重作用.目的:观察兔骨髓基质细胞经重组人骨形态发生蛋白2与碱性成纤维细胞生长因子刺激后,其血管内皮细胞生长因子表达及成骨潜能的变化.方法:取兔双侧股骨骨髓基质细胞,采用骨髓基质细胞体外培养技术,单独或联合以重组人骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子刺激细胞.细胞培养5 d后,进行细胞形态、增殖情况、碱性磷酸酶活性、成骨结节、血管内皮细胞生长因子阳性细胞率等项目的检测.结果与结论:联合先后应用重组人骨形态发生蛋白2、碱性成纤维细胞生长因子在细胞计数、碱性磷酸酶活性、矿化面积百分率、血管内皮细胞生长因子阳性细胞率4个检测项目上优于同时应用重组人骨形态发生蛋白2或碱性成纤维细胞生长因子以及单独应用重组人骨形态发生蛋白2或碱性成纤维细胞生长因子.结果表明合理的联合使用重组人骨形态发生蛋白2和碱性成纤维细胞生长因子,不仅可促进骨髓基质细胞的快速增殖及向成骨细胞转化,还可促进促血管内皮细胞增生的重要介质血管内皮细胞生长因子的表达.
-
腺病毒载体在骨组织工程中应用的研究进展
近年来骨组织工程学的迅速发展为骨组织损伤修复提供了新的思路和方法,其内容主要包括以下几个方面:(1)具有成骨潜能的细胞成分;(2)能够诱导细胞增殖和分化的细胞因子;(3)提供细胞依附并引导细胞生长的基质支架;(4)起阻挡和引导作用的生物膜.其中细胞因子的作用越来越突出,有学者直接将骨形成蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β TGF-β)、骨保护素(osteoprotegein, OPG)等因子注射到骨缺损区来修复骨缺损,收到了一定的效果 [1,2].
-
免疫介导型再生障碍性贫血小鼠间充质干细胞成骨及成脂潜能改变
[目的]探讨免疫介导型再生障碍性贫血小鼠间充质干细胞(msenchymal stem cell,MSC)向成骨及成脂肪细胞分化潜能的改变.[方法]采用免疫介导法进行再障造模,Babl/c小鼠经60Co射线亚致死剂量照射后,自尾静脉输入DBA/2小鼠的淋巴细胞建立免疫介导型再生障碍性贫血小鼠模型;造模15天后进行再生障碍性贫血小鼠骨髓间充质干细胞培养,并检测骨髓成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)数量变化,观察模型小鼠骨髓病理改变;茜素红和油红O分别检测模型小鼠MSC钙结节数和脂肪细胞形成率.[结果]再障模型小鼠CFU-F数明显减少;骨髓病理切片显示,造血组织减少,并脂肪化;再障小鼠MSC钙结节数量减少,脂肪细胞分化率显著增加.[结论]免疫介导再生障碍性贫血小鼠MSC成骨潜能减弱,成脂潜能明显增强.
-
颈椎病患者颈椎间盘纤维环成纤维细胞成骨潜能的体外观察
目的研究纤维环成纤维细胞成骨化生在颈椎间盘退变机制中的作用,以进一步揭示颈椎病的发病机理.方法利用体外细胞培养技术,建立颈椎病患者的颈椎间盘纤维环中成纤维细胞的培养体系,观察其在细胞因子rhBMP2、TNF-α条件培养液诱导下的成骨潜能表现.结果非条件培养组和条件培养组在传代的颈椎病患者纤维环成纤维细胞培养的各时间点的细胞增殖活力(MTT)测定无明显差异(P＞0.05),细胞增殖速度较慢,条件培养液对细胞增殖无明显影响.rhBMP2、rhBMP2+TNF-α条件培养组细胞趋化性生长明显,细胞呈漩涡状和复层生长,局部密度增高,可见有肉眼观呈黑色点状矿化结节出现.各条件培养组的ALP活力经测定均与空白对照组ALP活力有显著性差异(P＜0.05),rhBMP2+TNF-α组的成纤维细胞所形成的骨钙素分泌量均与空白对照组有显著性差异(P＜0.05),而rhBMP2组、TNF-α组则与空白对照组无显著性差异.结论颈椎间盘纤维环成纤维细胞存在成骨潜能,rhBMP-2对纤维环成纤维细胞体外有明确的诱导成骨作用,纤维环成纤维细胞的骨化在颈椎退变的病理过程中有重要作用.
-
自体骨髓注射治疗骨不连及骨延迟愈合的现状
骨不连的传统治疗需植骨内固定手术.1869年,Goujond证明当骨髓异位植入时骨髓有成骨能力.1976年,Frieden-stein等人开始研究基质细胞对于各种器官的成骨潜能.Healey[1]认为骨髓是骨前体细胞的来源,而骨前体细胞是成骨过程中的关键成分.自1986年,临床上将自体骨髓移植成功地用于骨缺损和骨不连的修复.本文就该方面的研究综述如下:
-
小鼠骨髓基质干细胞体外成骨的实验研究
目的建立一种良好的分离和培养小鼠骨髓基质干细胞(moase bone marrow-derived mesenchymal stem cells, mMSCs)的方法,观察小鼠骨髓基质干细胞体外成骨潜能.方法应用贴壁选择法结合细胞克隆收集法进行mMSCs的分离纯化,应用细胞生长因子(EGF 和PDGF-BB)刺激法进行MSCs的体外培养和传代,并在低糖DMEM(DMEM-LG)培养液中培养.为促进mMSCs体外成骨性分化,传代培养到一定时期时加入成骨性添加剂和10%胎牛血清.培养第20天分别用Gomori钙钴法显示碱性磷酸酶和Von Kossa改良法显示钙化结节.结果 mMSCs呈克隆化增殖并贴壁生长形成形态均一的梭形细胞群.成骨性添加剂可有效作用于传代培养的mMSCs,表现为细胞之间相互连接形成结节状聚合体,碱性磷酸酶阳性细胞数量增多,Von Kossa染色可见钙化结节的形成.结论建立的mMSCs的分离、培养和成骨条件有效,所分离培养的mMSCs具有良好的体外成骨潜能.
-
肥大型骨不连断端组织成骨潜能的实验研究
目的 观察肥大型骨不连断端及其周围区域组织的结构特点,评估其成骨潜能. 方法 收集2009年至2012年因肥大型骨不连在我院行手术治疗患者的骨不连断端标本共25例,通过光学显微镜及透射电镜观察不同区域的组织结构特点和微观特征.采用免疫组化检测BMP-2的表达,在高倍镜(400倍)下对阳性细胞进行观察并计数,并作统计分析.结果 肥大型骨不连断端区域呈现出不同的组织类型,中心区主要是纤维化组织,其内可见大量的成纤维样细胞;边缘区可见大量的软骨细胞,可见少量的新生血管形成;骨痂区见有一定量的成骨细胞及丰富的新生血管.免疫组化染色显示肥大型骨不连断端中心区、周围区及骨痂区组织BMP-2的表达明显不同(P＜0.05).结论 肥大型骨不连断端区域的组织及细胞类型呈现出不同的特点,BMP-2含量减少使得不同区域的成骨潜能不同.
-
骨髓基质细胞体外培养的生物学特性和成骨能力初步鉴定
目的体外分离培养狗的骨髓基质细胞(BMSCs),诱导其向成骨细胞分化,初步鉴定其成骨潜能和生物学特性.方法抽取毕格犬髂骨骨髓体外分离培养获得BMSCs,DMEM、新生牛血清培养基进行原代培养,部分传代细胞以含10mmol/L地塞米松、50μg/ml抗坏血酸和10 mmol/L β-甘油磷酸钠的矿化培养液诱导其向成骨细胞增殖分化.倒置相差显微镜进行细胞形态学和细胞生长增殖观察,Von Kossa法染色检测体外矿化结节形成,细胞碱性磷酸酶染色检测BMSCs的成骨活性.结果体外分离培养的BMSCs经条件培养基诱导后表现出明显的成骨活性,体外矿化(骨样)结节的VonKossa染色阳性;传代BMSCs碱性磷酸酶染色阳性.结论体外分离培养的BMSCs中含有骨源性前体细胞,传代细胞具有较强的成骨潜能.
-
山羊颈椎间盘纤维环成纤维细胞成骨潜能的体外观察
目的诱导培养椎间盘纤维环成纤维细胞,探讨其成骨潜能,比较重组人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rhBMP-2)和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)对其成骨的不同影响. 方法利用体外细胞培养技术,建立实验山羊颈椎间盘纤维环成纤维细胞培养体系,根据培养液的不同,分为空白对照组、TNF-α组(加入50 U/ml TNF-α)、rhBMP-2组(加入0.1 μg/ml rhBMP-2 )和TNF-α+rhBMP-2组(加入50 U/ml TNF-α+0.1 μg/ml rhBMP-2),培养3周观察纤维环成纤维细胞在条件培养液诱导下的成骨表型变化、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)和骨钙素(osteocalcin, OC)等成骨指标变化. 结果各实验组培养液对细胞增殖无明显影响.rhBMP-2组和TNF-α+rhBMP-2组细胞趋化性生长明显,矿化结节出现,茜素红染色呈深红色钙阳性反应.各实验组ALP活力与空白对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05).rhBMP-2组与TNF-α+rhBMP-2组成纤维细胞的OC分泌量与空白对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05),TNF-α组与空白对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05). 结论体外培养的椎间盘纤维环成纤维细胞有成骨潜能,rhBMP-2对纤维环成纤维细胞有明确的诱导成骨作用.
-
重建端粒酶活性的正常人成纤维细胞的成骨潜能研究
目的通过重建端粒酶活性延长人成纤维细胞寿命,并对其成骨潜能进行研究,为解决组织工程骨修复种子细胞老化问题提供实验依据.方法将人端粒酶催化亚基(hTERT)基因用电穿孔法导入正常人原代成纤维细胞,用TRAP-PCR检测细胞端粒酶活性,用β-半乳糖苷酶活性测定评价细胞衰老情况.在此基础上用骨形成蛋白(BMP-2)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)联合诱导已重建端粒酶活性的成纤维细胞在体外培养条件下成骨,用四环素活体标记和茜素红染色显示钙盐结节形成.结果转染hTERT的人成纤维细胞能稳定表达端粒酶活性,培养超过50代后细胞仍保持β-半乳糖苷酶阴性.经BMP-2和TNF-α诱导后,转染后传80代的人成纤维细胞仍可形成四环素标记和茜素红染色均为阳性的钙盐结节.结论重建端粒酶活性、寿命延长的人成纤维细胞仍然维持了其本身所具有的成骨潜能.
-
放射损伤对小鼠骨髓间充质干细胞成骨潜能及造血干细胞龛位的影响
目的 观察放射对小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMMSCs)体外成骨潜能及体内骨髓造血干细胞(hematologic stem cells, HSCs)龛位的影响.方法 分离、培养正常及接受4 Gy放射后不同时间点小鼠BMMSCs,用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)染色法和实时定量RT-PCR检测成骨分化相关基因,鉴定BMMSCs体外成骨分化潜能的改变,并通过骨组织形态学和免疫组织化学的方法检测放射后小鼠体内成骨细胞及纺锤形的、表达神经钙黏附分子的成骨细胞(spindle-shaped N-cadherin-expressing osteoblasts, SNOs)数量的变化.结果 全身照射(total body irradiation, TBI)后早期小鼠BMMSCs的成骨潜能增强,但随后迅速降低;TBI后28 d小鼠骨髓中成骨细胞和SNOs的数量均显著减少.结论 4Gy放射损伤后远期小鼠BMMSCs的成骨潜能显著降低,体内HSCs龛位也明显缩小.
-
髋关节翻修所获界膜中成纤维细胞的组织学及超微结构观察
近年来,成纤维细胞(Fb)的成骨潜能在骨折愈合中的作用亦引起人们的重视[1].但Fb是否对人工关节置换术后无菌性松动有影响尚不十分清楚.笔者采用组织学及电镜学方法,对有关组织中的Fb进行形态学对比观察,分析结果如下.
-
混合共培养条件下骨髓间充质干细胞与脂肪间充质干细胞成骨性能分析
目的 探讨混合共培养条件下骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSC)和脂肪间充质干细胞(adipose-derived mesenchymal stem cells,ADSC)成骨分化潜能变化.方法 无菌条件下获取BMSC和ADSC,纯化后倒置显微镜下观察细胞形态,对两种细胞分别进行成脂肪诱导、成软骨、成骨诱导,分别利用油红O染色、甲苯胺蓝染色、茜素红染色进行鉴定.实验分四组:A组:BMSC+ ADSC未诱导(BMSC∶ADSC=1∶1);B组:BMSC诱导组;C组:ADSC诱导组;D组:BMSC+ ADSC诱导组(BMSC∶ADSC=1∶1).诱导组采用成骨诱导液进行成骨诱导,体外培养14d后Real-time PCR检测骨钙素(osteocalcin,OCN)及Runt相关转录因子2(Runx-2)基因表达情况,以及通过Western-blot法检测OCN及Runx-2蛋白表达情况.结果 两种细胞在体外诱导后油红O染色、甲苯胺蓝染色、茜素红染色均为阳性,q-PCR结果显示D组OCN及Runx-2表达量明显高于A、B、C组(P＜0.05),Western-blot结果显示OCN及Runx-2蛋白表达量D组明显高于其他三组P＜0.05).结论 BMSC与ADSC在体外混合共培养条件下可促进干细胞的成骨性能.
