牛颈静脉组织工程带瓣管道实验研究

目的:培养犬骨髓间充质干细胞,标记后种植于去细胞牛颈静脉,构建组织工程带瓣管道.方法:去除牛颈静脉细胞作为支架材料,评价去细胞效果.分离、培养和扩增犬骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为种子细胞,体外再细胞化牛颈静脉,构建组织工程带瓣管道.结果:去细胞处理后,牛颈静脉辩叶及血管壁内皮细胞、成纤维细胞去除完全,细胞外基质纤维呈波浪状排列整齐,结构完整.由犬骨髓分离出的BMSCs,SH2、Vimentin、α-SMA呈阳性;对CD34、Ⅷ因子、Laminin呈阴性,能满足组织工程种子细胞的需求.采用Hoechst荧光标记的种子细胞,可传入子代细胞,其荧光亮度无明显衰减.种子细胞种植7d后,细胞已经贴附于去细胞牛颈静脉上,部分深入到瓣叶支架内部.结论:犬骨髓间充质干细胞Hoechst标记后种植于去细胞牛颈静脉,构建组织工程带瓣管道,方法简单、可行.     

脱细胞神经移植物对骨髓间充质干细胞的诱导分化

目的探讨脱细胞神经移植物诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为施旺细胞样细胞的可行性。方法将分离纯化的SD大鼠骨髓间充质干细胞进行体外培养扩增,行表型鉴定后,取第5代细胞,诱导组采用脱细胞神经移植物匀浆进行诱导,非诱导组加入等量无血清培养基,倒置相差显微镜观察诱导后细胞形态变化,免疫细胞化学染色检测诱导后细胞S-100,神经胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein GFAP)的表达情况。结果BMSCs表型鉴定为CD44+、CD54+、CD34-,免疫细胞化学染色GFAP、S-100的阳性表达率分别为为(42±4)%和(64±5)%。结果 脱细胞神经移植物可诱导骨髓间充质干细胞分化为施旺细胞样细胞。     

可降解组织工程血管支架成功用于犬股动脉移植

目的采用可降解的聚己内酯接枝肝素材料,负荷b-FGF(碱性成纤维细胞生长因子),体外构建的小口径组织工程血管,完成犬的股动脉移植动物实验。方法利用可降解的聚己内酯接枝肝素材料,电纺丝技术制备组织工程血管支架,并对支架负荷b-FGF生长因子,并进行材料的内皮细胞粘附实验。将体外构建的小口径组织工程血管,完成犬的股动脉移植动物实验,观察通畅率和移植术后组织工程血管的改变。结果可降解聚己内酯接枝肝素材料支架,负荷细胞生长因子(b-FGF),利于内皮细胞粘附。构建的组织工程血管进行体外动物实验构建,3个月移植物通畅率好,移植后取材,有新生内膜迁移和胶原纤维浸入。结论利用可降解聚己内酯接枝肝素材料构建小口径支架,初步符合构建组织工程血管支架的要求。     

磷铵两性离子改性血管脱细胞支架可以有效体外抗血栓和内皮化

由于自体血管(由同一受体的血管用于血管移植材料)的有限可用性,以及非自体血管(人工制成的血管移植材料)的生长能力不足,组织工程血管越来越受到重视。文中构建了一种磷铵两性离子改性的血管脱细胞支架附以高度生物相容的骨髓源内皮祖细胞为内层的新型血管移植材料。通过一种简便的方法——共沉淀法改性血管脱细胞支架,评价其体外血小板粘附实验、溶血实验、复钙实验和细胞毒性等相关指标。磷铵两性离子改性后抗凝血活性提高,可以有效地促使类似于天然血管腔表面凹凸结构的脱细胞支架表面内皮祖细胞的附着。改性后的脱细胞支架具有与天然血管相似的力学性能,在体外可以有效地构建内皮化。研究结果为血管脱细胞支架通过改性实现体外抗血栓和内皮化方面进行了初步探索。     

兔骨髓基质干细胞向血管内皮样细胞的诱导分化

目的:研究血管内皮细胞生长因子(VEGF)联合碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)促进兔骨髓基质干细胞向血管内皮样细胞的定向诱导分化,为血管化组织工程骨研究提供实验基础.方法:采集2周龄兔后肢长骨骨髓,用全骨骨髓贴壁法进行原代培养,将获得的第2代骨髓基质干细胞以1× 105/mL密度接种于内皮细胞条件培养基(含10 μg/L VEGF,10 μg/L bFGF,10％胎牛血清的DMEM/F12培养液)进行体外诱导培养,对诱导2周的细胞进行细胞形态观察和表型、功能鉴定.结果:经血管内皮细胞条件培养基诱导2周后的细胞呈扁平形,多边形,表达血管内皮细胞特异性标志CD31、VWF因子,细胞具有吞噬DiI-Ac-LDL和摄取FITC-UEA-1的功能,诱导的细胞可在BD基质胶内形成管腔样结构.结论:血管内皮细胞生长因子联合碱性成纤维细胞生长因子可以成功诱导兔骨髓基质干细胞为血管内皮样细胞,有希望作为组织工程骨的血管化的种子细胞.     

组织工程中应力对骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的影响

骨髓间充质干细胞具有自我复制、未分化的特点,并可在不同条件下分化为中胚层起源的多种细胞,是一种成体多能干细胞。就组织工程而言,良好的种子细胞是组织工程技术的关键,骨髓间充质干细胞的性质决定了其在骨组织工程领域中的重要地位。此外,骨骼系统属于机体的运动系统,承担体重是骨骼的重要功能之一;而且,人体内几乎所有的细胞都会受到力学因素的影响,故有必要研究力学因素对骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞的作用,为骨髓间充质干细胞的体外扩增、诱导分化及培养提供一种新途径。     

自组装多肽纳米纤维支架诱导骨髓间充质干细胞定向分化

组织工程是现代修复重建医学领域的新思路,生物支架和种子细胞是组织工程两大关键要素。自组装多肽纳米纤维支架(SAPNS)是两亲性多肽(PAs)分子在一定条件下自组装成的一类具有三维网状结构的新型生物支架,其结构、生物功能、机械力学等特性类似天然细胞外基质(ECM),其内部经功能化修饰的抗原表位以高浓度呈递在纳米纤维表面并高效选择性地调控种子细胞生物学行为。种子细胞是组织成功再生的必需条件,骨髓间充质干细胞(BMSCs)因其良好的自我更新和多向分化潜能成为了组织工程最佳候选细胞。体外实验表明经特异功能化修饰的SAPNS在有/无辅助因子条件下可促进BMSCs黏附、增殖、迁移和定向分化,动物模型体内实验发现SAPNS结合BMSCs构建的组织工程移植物可修复缺损部位的组织结构和功能,故其在修复重建医学中有良好的应用前景。对SAPNS、自组装、BMSCs、SAPNS诱导BMSCs定向分化等方面进行了综述。     

骨髓间充质干细胞在组织工程研究中的应用新进展

骨髓间充质干细胞又称为骨髓源性间充质干细胞,是指存在于骨髓基质细胞系统中的一类干细胞,具有高度稳定的体外扩增能力和多向分化潜能等特点。骨髓间充质干细胞因其取材方便,易于分离和培养,以及在适当条件下可诱导分化为皮肤、骨骼、内脏、血液、神经等多种组织细胞的独特优势,目前被广泛应用于药物开发、免疫调节、组织修复、器官重建等多个研究领域。近年来,骨髓间充质干细胞作为种子细胞在组织工程领域有着非常诱人的潜在应用前景。本文就骨髓间充质干细胞在组织工程学研究中应用的最新进展作一综述。     

细胞联合培养在血管构建中的作用

组织工程三大要素为种子细胞、支架材料和信号分子,干细胞因其多分化潜能成为热门的种子细胞。血管化问题是制约工程化组织应用于临床的问题之一。利用干细胞构建组织工程血管的手段之一是在分离培养得到足够的种子细胞后,通过生长因子、细胞外基质、外力作用、其他细胞等的调控实现内皮向分化。只有实现了成功的血管构建,工程化组织才能正常的发挥作用。近年来不少国内外专家学者通过细胞联合培养的方法,观察细胞间的相互作用对血管构建的影响,结果表明,细胞联合培养在血管的形成、存活、稳定方面起到了重要的作用,为组织工程血管化提供了有效的途径,本文就部分细胞联合培养在血管构建中的作用作一综述。     

外胚间充质干细胞构建组织工程骨骼肌的应用研究

目的:探讨利用大鼠颌突外胚间充质干细胞构建组织工程骨骼肌的可行性,并观察对骨骼肌缺损的修复重建的促进效应。方法:取妊娠E 11.5胎鼠颌突外胚间充质干细胞,纯化后在含5ml/L体积浓度二甲基亚砜的DMEM/F12培养基中诱导分化为骨骼肌样细胞,将细胞种植于BAM膜上培养形成组织工程骨骼肌。将其移植入大鼠骨骼肌缺损模型,手术后14 d观察骨骼肌恢复情况,同期进行组织学及免疫组化染色鉴定。结果:经诱导后外胚间充质干细胞可向骨骼肌样细胞转化,构建的组织工程骨骼肌可加速缺损的修复重建,组织学染色显示外胚间充质干细胞具有正常骨骼肌的组织形态,可表达成肌相关蛋白MyOD。结论:诱导后的外胚间充质干细胞可作为种子细胞构建组织工程骨骼肌,本实验为临床肌肉的缺损修复奠定了理论基础。     

去细胞牛颈静脉构建组织工程右心带瓣管道体内 实验初步研究

目的:将体外构建的组织工程右心带瓣管道,以带瓣补片的形式移植于犬主肺动脉,观测带瓣管道材料体内情况。方法:去细胞处理牛颈静脉体,无菌处理后种植标记过的犬骨髓间质干细胞,构建组织工程带瓣管道,犬开胸手术,将体外构建的组织工程右心带瓣管道,以带瓣补片的形式移植于犬主肺动脉,术后4、8、12行胸部B超检查;取出补片,HE染色;荧光显微镜下标记细胞检测;样本钙含量测定。结果:术后犬胸部B超观察:瓣叶无增厚,钙化,管道血流通畅,无血栓及钙化。术后4、8、12周除了瓣叶逐渐缩小外,补片无动脉瘤形成,瓣膜表面光滑,无血栓形成,弹性良好,血管壁内面光滑,无血栓形成。种植种子细胞牛颈静脉带瓣补片成活。4周钙含量增加,8周时候,钙含量又有增加,12周时钙含量与8周相比无明显变化。结论:组织工程技术构建组织工程右心带瓣管道有可行之处。     

去细胞牛颈静脉构建组织工程右心带瓣管道体内实验初步研究

目的：将体外构建的组织工程右心带瓣管道,以带瓣补片的形式移植于犬主肺动脉,观测带瓣管道材料体内情况。方法：去细胞处理牛颈静脉体,无菌处理后种植标记过的犬骨髓间质干细胞,构建组织工程带瓣管道,犬开胸手术,将体外构建的组织工程右心带瓣管道,以带瓣补片的形式移植于犬主肺动脉,术后4、8、12行胸部B超检查;取出补片,HE染色;荧光显微镜下标记细胞检测;样本钙含量测定。结果：术后犬胸部B超观察：瓣叶无增厚,钙化,管道血流通畅,无血栓及钙化。术后4、8、12周除了瓣叶逐渐缩小外,补片无动脉瘤形成,瓣膜表面光滑,无血栓形成,弹性良好,血管壁内面光滑,无血栓形成。种植种子细胞牛颈静脉带瓣补片成活。4周钙含量增加,8周时候,钙含量又有增加,12周时钙含量与8周相比无明显变化。结论：组织工程技术构建组织工程右心带瓣管道有可行之处。     

M-CSF诱导人骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞的分子机制

本研究主要目的是明确M-CSF诱导骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞的分子机制,为临床中的肝移植和治疗肝病提供新思路。对取自于本院骨科治疗的患者的股骨骨髓间充质干细胞进行提取、分离、传代培养及鉴定。流式细胞仪检测BMSCs的表面表型。为了诱导BMSCs的肝分化,本研究将BMSCs加入到培养基中。骨髓间充质干细胞诱导21 d后,BMSCs表达了肝细胞特异性标志物a-蛋白(AFP)和细胞角蛋白18(CK18),通过免疫荧光染色证实了分化与为分化的BMSCs表达的差异性。分化的BMSCs还显示了肝细胞的体外功能特征,包括白蛋白产生、尿素分泌和糖原储存。本研究结果表明,BMSCs在M-CSF诱导下可分化为功能性肝细胞样细胞,可作为肝病治疗的细胞来源。     

Switching from bone marrow-derived neurons to epithelial cells through dedifferentiation and translineage redifferentiation

While the ability of stem cells to switch lineages has been suggested, the route(s) through which this may happen is unclear. To date, the best characterized adult stem cell population considered to possess transdifferentiation capacity is BM-MSCs (bone marrow mesenchymal stem cells). We investigated whether BM-MSCs that had terminally differentiated into the neural or epithelial lineage could be induced to transdifferentiate into the other phenotype in vitro. Our results reveal that neuronal phenotypic cells derived from adult rat bone marrow cells can be switched to epithelial phenotypic cells, or vice versa, by culture manipulation allowing the differentiated cells to go through, first, dedifferentiation and then redifferentiation to another phenotype. Direct transdifferentiation from differentiated neuronal or epithelial phenotype to the other differentiated phenotype cannot be observed even when appropriate culture conditions are provided. Thus, dedifferentiation appears to be a prerequisite for changing fate and differentiating into a different lineage from a differentiated cell population.     

CD117+ stem cells play a key role in therapeutic angiogenesis induced by bone marrow cell implantation

Therapeutic angiogenesis can be induced by the implantation of bone marrow mononuclear cells. We investigated the roles of mature mononuclear cell and stem cell fractions in bone marrow in this treatment. Although CD34 is the most popular marker for stem cell selection for inducing therapeutic angiogenesis, we separated CD117-positive cells (CD117+) from mature bone marrow mononuclear cells [CD117-negative cells (CD117-)] from mice using the antibody to the stem cell receptor, because some of the bone marrow stem cells that express CD117+ and CD34- might generate angiogenic cytokines and differentiate into endothelial cells. The angiogenic potency of CD117+ and CD117- cells was investigated in vitro and in vivo. Significantly higher levels of VEGF were secreted from the CD117+ cells than from the CD117- cells (P < 0.001). Most of the CD117- cells died, but the CD117+ cells grew well and differentiated into endothelial cells within 14 days of culture. The CD117+ cells survived and were incorporated in microvessels within 14 days of being implanted into the ischemic hindlimbs of mice, but the CD117- cells did not. The microvessel density and blood perfusion of the ischemic hindlimbs were significantly higher in the CD117+ cell-implanted mice than in the CD117- cell-implanted mice (P < 0.01). The microvessel density in ischemic hindlimbs was also significantly higher in the CD117+ cell-implanted mice than in the total bone marrow cell-implanted mice (P < 0.05). Thus CD117+ stem cells play a key role in the therapeutic angiogenesis induced by bone marrow cell implantation.     

The effect of autologous bone marrow stromal cells differentiated on scaffolds for canine tibial bone reconstruction

Bone marrow contains mesenchymal stem cells that form many tissues. Various scaffolds are available for bone reconstruction by tissue engineering. Osteoblastic differentiated bone marrow stromal cells (BMSC) promote osteogenesis on scaffolds and stimulate bone regeneration. We investigated the use of cultured autologous BMSC on different scaffolds for healing defects in tibias of adult male canines. BMSC were isolated from canine humerus bone marrow, differentiated into osteoblasts in culture and loaded onto porous ceramic scaffolds including hydroxyapatite 1, hydroxyapatite gel and calcium phosphate. Osteoblast differentiation was verified by osteonectine and osteocalcine immunocytochemistry. The scaffolds with stromal cells were implanted in the tibial defect. Scaffolds without stromal cells were used as controls. Sections from the defects were processed for histological, ultrastructural, immunohistochemical and histomorphometric analyses to analyze the healing of the defects. BMSC were spread, allowed to proliferate and differentiate to osteoblasts as shown by alizarin red histochemistry, and osteocalcine and osteonectine immunostaining. Scanning electron microscopy showed that BMSC on the scaffolds were more active and adhesive to the calcium phosphate scaffold compared to the others. Macroscopic bone formation was observed in all groups, but scaffolds with stromal cells produced significantly better results. Bone healing occurred earlier and faster with stromal cells on the calcium phosphate scaffold and produced more callus compared to other scaffolds. Tissue healing and osteoblastic marker expression also were better with stromal cells on the scaffolds. Increased trabecula formation, cell density and decreased fibrosis were observed in the calcium phosphate scaffold with stromal cells. Autologous cultured stromal cells on the scaffolds were useful for healing of canine tibial bone defects. The calcium phosphate scaffold was the best for both cell differentiation in vitro and bone regeneration in vivo. It may be possible to improve healing of bone defects in humans using stem cells from bone marrow.     

基质衍生因子(SDF-1)对骨髓间充质干细胞定向迁移的影响

目的:研究基质细胞衍生因子-1(SDF-1)/CXCR4轴在骨髓间充质干细胞迁徙到受损胰腺中的作用。方法:密度梯度离心、贴壁培养骨髓间充质干细胞,建立STZ诱导糖尿病模型并制备正常和受损胰腺组织提取液,利用Transwell小室体外迁移体系观察不同浓度SDF-1和不同组织提取液对骨髓间充质干细胞的趋化作用,及SDF-1/CXCR4特异抑制剂AMD3100对骨髓间充质干细胞迁移的影响。结果:成功培养了骨髓间充质干细胞并建立了糖尿病大鼠模型。SDF-l对骨髓间充质干细胞有剂量依赖性的趋化作用,造模1周的胰腺组织提取液对骨髓间充质干细胞有明显的趋化作用,而这种作用可部分被SDF-1受体CXCR4的抑制剂AMD3100抑制。结论:受损胰腺组织提取液对骨髓间充质干细胞有明显的趋化作用,SDF-1/CXCR4轴可能在组织提取液趋化骨髓间充质干细胞迁移中起主要的作用。     

骨髓基质细胞的特征及其在细胞和基因治疗中的应用

骨髓基质细胞是一类独特的间质干细胞,可分化为多种非造血系的组织。骨髓基质细胞具有贴壁生长的特性,因而易于在体外分离和扩增;另外骨髓基质细胞可在体内外表达多种治疗性的外湖目的基因。因此,骨髓基质细胞被认为是一种理想的治疗性细胞的基因治疗中的靶细胞。本文对骨髓基质细胞的研究进展及其在细胞和基因治疗中的应用作一综述。     

大鼠骨髓间充质干细胞分化的内皮样细胞促进血管新生及Rho激酶的作用

本文研究大鼠骨髓间充质干细胞分化生成的内皮样细胞(rat bone marrow mesenchymal stem cells-differentiated endothelial like cells,rBMSC-ECs)在血管新生中的作用及Rho激酶(Rho kinase,ROCK)活性抑制的影响。实验建立rBMSC-ECs与主动脉环体外共培养实验模型,设单纯血管环组、血管环与细胞共培养组和HA-1077低、中、高浓度组,HA-1077组在共培养的基础上分别在培养液中加不同浓度(10、30、60mmol/L)的ROCK特异抑制剂HA-1077。结果显示,培养第3天,血管环与细胞共培养组新生微血管数是单纯血管环组的1.3倍(P<0.05);HA-107710、30和60mmol/L组较共培养组分别减少57.70%、64.13%和48.23%(均P<0.01)。第6天,共培养组及HA-1077组rBMSC-ECs数量明显增加,并迁移至血管环周边,新生微血管生长缓慢;HA-1077组新生微血管数较共培养组明显减少。第9天,共培养组新生微血管部分增粗、增厚、延长,部分退化;一些rBMSC-ECs出芽,形成毛细血管...