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心脏干细胞移植与心脏康复
心肌缺血和心肌细胞损害导致心力衰竭是各种晚期心脏病的共性问题[1].从临床与康复的角度,改善心肌缺血和修复心肌是治疗心脏疾病的重要目标.1994年,Soonpaa[2]首次发现将小鼠胚胎干细胞移植到成年小鼠发生梗死的心肌中,能够存活并能限制瘢痕发展,预防梗死后心衰的发生.2001年,德国杜赛尔大学医学院[3]首次对急性心肌梗死患者进行自体骨髓干细胞(bone marrow stem cells,BMSC)移植,10周后心功能得到明显改善.2003年,美国食品和药品管理局批准BMSC实验性治疗急性心肌梗死.国际上干细胞移植已经进入心肌梗死、扩张型心肌病等疾病的临床研究,给心脏疾病的治疗与康复带来了新的希望[4-5].本文综述目前干细胞移植研究的焦点问题.
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BMSC向成骨细胞分化的信号传导通路
骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cell,BMSC)是一种多潜能干细胞,具有向成骨细胞分化的能力.在BMSC向成骨细胞分化中,有膜内成骨和软骨内成骨2条途径,而且受到众多信号传导通路调控.本文结合相关文献,简要介绍BMWSmads、Runx2/osterix、Hedgehog、Wnt/β-Catenin和MAPK信号传导通路.
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机械应力对骨组织细胞影响的研究进展
机械应力刺激是维持骨骼系统稳定的必要条件之一,机械刺激的缺乏将引起骨代谢紊乱、骨微结构退化及骨量流失,导致骨质疏松.长期卧床、石膏固定、微重力或失重等缺乏机械刺激的状态都将导致骨量显著流失[1,2].中老年人由于身体机能衰退、体力活动减少等因素也导致机体的机械负荷加载降低,加快骨量流失,目前,人口老龄化所导致的骨质疏松高发病率已成为一个全球性的公共卫生问题[3].由于运动的无毒副作用及促成骨效应,运动干预已成为防治骨质疏松的有效方法之一.当前认为运动防治骨质疏松的可能机制主要为运动的机械刺激效应、运动诱导激素及细胞因子水平的变化、运动对骨代谢信号转导通路的调控以及运动对青少年时期骨峰值量的促进作用等,但运动防治骨质疏松的确切机制仍未阐明.为了更深入地研究运动改善骨代谢的机制,许多离体研究利用机械应力对骨髓间充质干细胞(BMSC)、成骨细胞、骨细胞以及破骨细胞进行干预,模拟运动对机体骨骼的机械刺激,结果发现适宜的机械应力能够促进间充质干细胞向成骨细胞分化,抑制间充质干细胞向脂肪细胞分化,同时促进成骨细胞的增殖及分化,降低破骨细胞的活性及数量,促进骨形成,抑制骨吸收[4].本文主要就机械应力对骨组织细胞影响的研究作一综述,为进一步研究运动防治骨质疏松的机制提供理论依据.
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黄芪主要活性成分及其提取物对鼠骨髓间充质干细胞增殖作用的影响
目的 研究黄芪注射液、黄芪甲苷及黄芪多糖对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)增殖的影响.方法 将黄芪注射液、黄芪甲苷及黄芪多糖添加入大鼠BMSC培养基中,并利用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测培养不同时间(24,48,72h)后的细胞活性.结果 MTT法检测结果显示0.05g/rnl浓度的黄芪注射液、100μmoL/L的黄芪甲苷及1mg/ml的黄芪多糖后,大鼠BMSC的细胞活性均明显高于未添加组(P＜0.05).结论 适宜浓度的黄芪注射液、黄芪甲苷和黄芪多糖可显著促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖.
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骨髓基质干细胞移植对大鼠随意皮瓣缺血再灌注损伤的影响
皮瓣移植是整形外科常用的修复组织缺损和器官再造的重要方法,但常遇到的问题是皮瓣缺血再灌注损伤导致的皮瓣坏死,如何预防皮瓣缺血再灌注损伤更是整形外科医生渴望解决的临床难题.我们通过同种异体注射骨髓基质干细胞( BMSC)观察对缺血皮瓣的保护作用.
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带蒂筋膜瓣促血管化成骨与膜诱导成骨作用的比较
本研究旨在比较带蒂筋膜瓣促血管化成骨与膜诱导成骨作用,现报道如下。一、材料与方法1.组织工程骨制备:成年新西兰大白兔75只,雌雄不限,年龄4～5个月,体质量2.0～2.5 kg,每只兔分点抽取自体红骨髓共8ml,应用淋巴分离液经密度梯度离心去除红细胞等纯化处理后,取中间分离出的单个核细胞层,通过稀释获得浓度为1×108/ml的含有骨髓基质干细胞(BMSC)的单核细胞悬液2ml,将含有骨形态发生蛋白(BMP)的生物支架材料即骨诱导活性材料(OAM)切成符合动物造模后骨缺损大小的条块状,置于含庆大霉素16万U抗生素生理盐水中复水5 min取出,放入含BMSC的上述试管中充分浸泡混合10 min,制成自体BMSC+ OAM的组织工程化骨,使用前配置。
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Wnt3a 联合 BM P7对 BM SC 成骨分化的初步研究
目的：探讨Wnt蛋白（Wnt3a）联合骨形态发生蛋白（BMP7）对骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化的作用。方法：选择SD大鼠12只，进行骨髓间充质干细胞的分离、纯化、培养，并采用不同的方法进行骨髓间充质干细胞的体外诱导分化，按干预的不同分为4组：Wnt3a组、BM P‐7组、联合诱导组以及对照组，对比不同方法对成骨分化的诱导作用差异。结果：联合诱导组的 IA 值为（121627±261），显著低于Wnt3a组、BMP‐7组、对照组的（147173±348）、（146557±361）、（182659±409），并且其有大量橘红色矿化结节形成，较其他三组更多，组间差异比较均具有统计学意义（P＜0．05）。结论：Wnt3a联合BMP7诱导BMSC成骨分化的效果显著优于单独采用Wnt3a或BM P7进行诱导，值得在临床上推广使用。
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HuR诱导骨髓间充质干细胞成软骨分化的作用探析
目的 观察HuR对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)成软骨分化的影响,并初步探讨其作用机制.方法 选取4周龄SD大鼠提取骨髓,制备BMSC,取第3代BMSC,分为HuR组和NC组,分别用pAdEasy-HuR-GFP病毒液(HuR组)和pAdFasy-GFP病毒液(NC组)干预,诱导14d后进行固定、石蜡包埋、切片.行甲苯胺蓝进行染色,免疫组化、qPCR和检测XIAP、HuR、Col2a1的表达差异. 结果 甲苯胺蓝染色结果显示过表达HuR组的蛋白聚糖阳性信号比NC组多,且软骨球直径更大.免疫组化结果显示,XIAP、HuR、Col2a1随着含药血清浓度的提高逐渐上调,XIAP上调趋势比较明显,HuR和Col2a1上调不是很明显.qPCR检测到软骨HuR、XIAP明显升高,col2a1上调不明显.结论 过表达HuR有利于BMSC分化成软骨,其机制可能与HuR过表达后调控XIAP转录增加有关.
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骨髓间充质干细胞对急性肾损伤大鼠白细胞介素4、干扰素γ的影响
T淋巴细胞在缺血再灌注损伤(IRI)所致的急性肾小管坏死(ATN)的发生和发展中起着关键性作用[1,2],其机制尚未完全阐明.研究显示.Th1/Th2极向分化偏移导敛细胞因子失衡发挥着重要作用,以白细胞介素4(IL-4)、干扰素(IFN)γ为主导.IL-4能保护缺血组织、而IFN-γ则促进损伤发生[2].骨髓间充质干细胞(BMSC)具有调节T淋巴细胞分化功能[3,4].而有关BMSC对肾IRI动物模型IL-4与IFN-γ的影响尚未检索到相关报道.本研究采用大鼠肾IRI模型,观察BMSC对肾脏表达IL-4与IFN-γ的影响,旨在为BMSC治疗机制的阐明提供实验依据.
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H2O2预处理对骨髓间质干细胞凋亡适应性保护作用的研究
[目的] 探讨低浓度H2O2预处理对高浓度H2O2引起骨髓间质干细胞凋亡的影响. [方法] 大鼠骨髓间质干细胞(BMSC)经体外培养扩增、纯化、鉴定.BMSC分别被暴露于0,50,100,200,300,400,500 μmol/L H2O2,流式细胞仪(FCM)检测不同浓度H2O2处理对BMSC细胞凋亡的影响.然后分别用20 μmol/L ,50 μmol/L,100 μmol/L H2O2预处理24 h,用FCM和Hoechst33324染色观察低浓度H2O2预处理对高浓度H2O2引起骨髓间质干细胞凋亡的影响,RT-PCR检测不同浓度H2O2预处理组BMSC Caspase-3和Bcl-2基因的表达. [结果] BMSC经体外培养扩增、流式细胞仪鉴定,符合其表面标志,FCM检测凋亡显示:H2O2呈浓度依赖性诱导BMSC凋亡,且50 μmol/L H2O2预处理可降低500 μmol/L H2O2诱导的BMSC凋亡率;Hoechst33324染色结果显示:对照组BMSC染色质分布均匀,为弥散均匀的低强度荧光;500 μmol/L H2O2组BMSC胞核呈浓染致密的固缩形态或颗粒状荧光;50 μmol/L H2O2预处理组所致的凋亡细胞数明显少于500 μmol/L H2O2处理组所引起的细胞凋亡数,100 μmol/L H2O2预处理组所致的凋亡细胞数与500 μmol/L H2O2处理组比较无明显差异.RT-PCR结果显示50 μmol/L H2O2预处理组与单独使用500 μmol/L H2O2处理组比较,其BMSC的Bcl-2表达增加和Caspase-3基因表达降低(P ＜ 0.05),100 μmol/L H2O2预处理组与单独使用500 μmol/L H2O2处理组比较,其BMSC的Bcl-2、 Caspase-3表达无明显差异(P ＞ 0.05). [结论] 低浓度H2O2预处理对BMSC凋亡具有适应性保护作用,其机制可能与H2O2预处理使BMSC Bcl-2基因表达增加和Caspase-3基因表达降低有关.
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动脉移植骨髓间充质干细胞对缺血再灌注损伤大鼠脊髓可塑性恢复的影响
目的：探讨肾下腹主动脉移植骨髓间充质干细胞（ BMSCs ）对脊髓缺血再灌注损伤大鼠的治疗作用。方法24只成年SD雌性大鼠随机分为3组，每组8只。假手术组仅行手术操作，不阻断动脉；对照组阻断肾下腹主动脉120 min，恢复脊髓再灌注5 min后，经股动脉置管推注1 mL培养基（10％FBS）；移植组恢复再灌注5 min后置管推注1 mL BMSCs悬液（1×106· mL-1）。术后1、7、14 d对大鼠进行BBB评分；术后14 d行运动诱发电位（MEP）和皮层体感诱发电位（CSEP）测定；采用免疫组化观察大鼠L2节段NeurN、PKC-γ和降钙素基因相关肽（cGRP）的变化。结果对照组和移植组大鼠BBB评分于术后各时间点均显著低于假手术组（P＜0.01）；移植组术后7、14 d BBB评分均高于对照组（ P＜0.01）。与假手术组比较，对照组和移植组MEP、CSEP 潜伏期延长（P＜0.01），波幅减小（P＜0.01）；对照组改变更显著（P＜0.01）。对照组和移植组均可见神经元坏死，移植组L2节段Ⅷ、Ⅸ板层内正常神经元数、背角内PKC-γ和cGRP阳性颗粒均多于对照组（P＜0.01）。结论肾下腹主动脉移植BMSCs能减轻其缺血节段脊髓的神经元坏死，促进其上下行神经纤维的再生，进而改善脊髓缺血再灌注损伤大鼠后肢功能恢复。
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rBMSC和rLFs做为韧带组织工程种子细胞的特性比较
目的 比较大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)和韧带成纤维细胞(rLFs)做为韧带组织工程种子细胞来源的价值.方法 采用密度梯度离心结合贴壁培养法获得rBMSCs,通过组织消化法获取培养rLFs.分别取第3代rBMSCs和rLFs,根据是否添加TGF-β1和bFGF-1生长因子诱导分为诱导组和非诱导组(共4组).用MTT法检测细胞增殖情况,天狼猩红和固绿检测细胞总胶原蛋白量和总非胶原蛋白量,ELISA法检测细胞内外Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白浓度,实时荧光定量PCR检测细胞韧带特异性基因Tnc、Fn1、Mmp2的mRNA表达水平.结果 rBMSCs原代时的活性和增殖能力高于rLFs,第3代rBMSCs未诱导组的细胞活性明显高于rLFs未诱导组(P＜0.05),且rBMSCs诱导组也明显高于rLFs诱导组(P＜0.05),2种细胞诱导后的细胞活性均比诱导前提高.细胞总胶原分泌量诱导前后rLFs均高于同条件下rBMSCs.诱导后细胞内Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白浓度rBMSCs增长速度比rLFs快(P＜0.05),但其Ⅰ型胶原蛋白增长速度明显高于Ⅲ型胶原蛋白(P＜0.05),而rLFs两者成比例增长.诱导前后韧带特异性基因mRNA表达量以rBMSCs增长速度快(P＜0.05),但诱导后的表达量仍未超过诱导后rLFs的表达.结论 rBMSCs具有较高的细胞活性和增殖能力,对外界诱导反应明显高于rLFs,但其韧带特异性基因的表达诱导前后均较rLFs低.
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CXCR4+骨髓间充质干细胞迁移与氧化型低密度脂蛋白致内皮细胞损伤
目的 研究内皮细胞分泌的基质细胞衍生因子1(SDF-1)是否影响CXCR4+干细胞迁移功能.方法 从骨髓中分离出CXCR4+的骨髓间充质干细胞(CXCR4+BMSC),用氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激人脐静脉内皮细胞(HUVEC),用MTT法检测HUVEC细胞增殖,用RT-PCR检测SDF-1α mRNA的表达,用ELISA检测SDF-1α蛋白表达,用Transwell(R)检测CXCR4+BMSC迁移.结果 ox-LDL的刺激影响HUVEC增殖,并引起SDF-1α mRNA和蛋白表达升高；含SDF-1α培养基上清能促进CXCR4+BMSC迁移,这种迁移可被CXCR4抗体抑制.结论 CXCR4+BMSC可通过SDF-1α/CXCR4轴向引起内皮细胞发生迁移运动.
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骨髓间充质干细胞移植对脑梗塞大鼠神经功能恢复及突触素表达的影响
目的:探讨骨髓间充质干细胞(BMSC)移植对脑缺血大鼠神经功能恢复和脑组织中突触素(synaptophysin)mRNA表达的影响.方法:72只清洁级成年雄性SD大鼠,随机分为假手术组(Sham组)、局灶性脑缺血组(MCAO组)、溶剂对照组(vehicle组)和BMSC治疗组(BMSC组),每组18只,采用改良Zea-Longa线栓法制作大脑中动脉栓塞(MCAO)模型,BMSC移植前用DAPI标记,BMSC组于造模成功1 d后经侧脑室注射入BMSC(1×106),vehicle组则注射同等剂量的PBS,术后4 d、7 d和14 d通过平衡木行走、转棒上行走及网屏抓握进行神经功能评估,观察其恢复状况,并断头取脑,免疫组织化学及RT-PCR法检测突触素表达情况.结果:BMSC组缺血周边区脑组织中观察到DAPI染色的阳性细胞.BMSC组术后7 d和14 d神经功能评估明显优于MCAO组和vehicle组(P＜0.05 or P＜0.01);BMSC组术后4 d、7 d和14 d脑组织中突触素表达较MCAO组和vehicle组明显增高(P＜0.01).结论:BMSC移植可以促进脑缺血大鼠神经功能的恢复,促进缺血脑组织中突触素生成,BMSC移植促进脑缺血大鼠神经功能恢复部分是通过促进脑组织中生成突触素发挥作用.
