培养软骨细胞再形成生长板样软骨组织的研究

分离的家兔肋软骨的生长板软骨细胞在含10%的胎牛血清的IMDM培养液中进行高密度培养。培养的软骨细胞经过增殖、分化重新构建形成了生长板样软骨组织;在组织学上,细胞的排列呈现明显的方向性,肥大细胞位于上侧、增殖细胞位于下面从而形成明显的细胞分化区带,即增殖、成熟区和肥大区,并且细胞纵向排列成柱状;在生化代谢方面,软骨细胞DNA,蛋白多糖和碱性磷酸酶的合成具有动态的严格的时间规律性,与在体生长板软骨细胞分化的进程相一致,完整地模拟了在体软骨细胞分化及其代谢的全部过程。     

兔关节软骨细胞体外三维培养条件的优化

实验使用海藻酸钠水凝胶作为细胞支架.模拟软骨细胞体内生长的三维环境,研究了体外三维培养条件下,不同浓度的胎牛血清(FBS)和硒酸复合液(ITS)体系对兔透明软骨细胞(hyaline cartilage)的牛长、增殖和细胞外基质分泌活动的影响.结果 表明,三维模式培养21天,透明软骨细胞仍然具有较好的增殖活性.在硒酸复合液及低浓度血清时,细胞未去分化,保持分泌Ⅱ型胶原(Collagen Ⅱ)和软骨聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的能力,与之比较,高浓度胎牛血清(10%)培养条件下,在21天开始细胞去分化,即硒酸复合液在一定的血清浓度下有助于维持软骨细胞生长、增殖,避免了软骨细胞受高浓度血清影响而去分化.     

骨折愈合中骨再生的生物学和生物力学

一、骨再生的生物学1.骨骼的生长和发育骨骼的生长和发育涉及很多细胞和组织的分化和增殖,虽然其过程复杂,却精确有序。在胚胎发育阶段,长骨先形成一个间充质细胞团块,然后软骨化形成软骨基质。随着发育的渐进,软骨细胞肥大,细胞外基质开始矿化,形成初级骨化中心。软骨细胞通过     

TGF-β超家族在软骨发生、发育和维持中的作用

转化生长因子b(Transforming growth factor b, TGF-b)超家族包括TGF-b和骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)两个亚家族。TGF-b超家族信号通路的配体、配体拮抗分子、受体、信号转导分子均在软骨内成骨过程中发挥各自独特的作用, 参与调控软骨细胞的谱系分化、增殖、成熟、凋亡和矿化。BMP信号能起始间充质细胞向软骨细胞分化并维持软骨细胞的特性, 在软骨发生过程中起主导作用; 在生长板发育的过程中, BMP信号促进软骨细胞的成熟, 促进成骨, 而TGF-b信号抑制软骨细胞的肥大分化, 维持生长板中适量的软骨细胞; TGF-b信号和BMP信号对于关节软骨的维持和修复都是不可或缺的。因此, TGF-b超家族的重要作用贯穿骨骼发育过程的始终。     

TGF-β1对体外培养的关节软骨细胞的作用

以原代培养的软骨细胞为材料,研究了转化生长因子IGF－β1对关节软骨细胞的增殖和软骨特异性基质代谢的作用,结果显示TGF－β1可以刺激细胞外基质中蛋白多糖含量的增加,并可以在转录水平上调节Ⅱ型胶原的表达。TGF－β1可以在体外诱导高密度培养的软骨细胞形成透明软骨样结构。没有用TGF－β1处理的高密度培养细胞不能形成透明软骨样结构,在透射电镜下观察发现其内部结构发生了异常变化。这些结果表明TGF－β1对于支持关节软骨细胞的体外培养具有重要的作用。     

全反式维甲酸对骺软骨细胞生物学行为及其功能影响的研究

该研究主要探讨了体外高浓度全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,ATRA)对SD大鼠骺软骨细胞生物学性状和功能的影响以及体内ATRA对SD大鼠胫骨生长板的影响。以SD大鼠骺软骨细胞为研究对象、ATRA为干预因素,采用CCK-8、细胞流式术、HE染色、Annexin V-FITC细胞凋亡流式检测术、Hoechst染色、细胞划痕、Transwell实验分别评估ATRA处理后细胞的增殖、周期、形态、凋亡及迁移情况,Western blot检测蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、X型胶原等相关功能蛋白的变化;以3周雄性SD大鼠为实验对象,分为对照组、60 mg/kg·d ATRA组、80 mg/kg·d ATRA组,进行10天连续ATRA灌胃处理,测量每只SD大鼠灌胃第1天、第10天的头尾长,处理10天后对胫骨生长板进行HE染色。结果表明,ATRA作用SD大鼠骺软骨细胞后,增殖能力减弱且细胞周期被阻滞在S期(P<0.01),细胞形态由三角形、多边形变为长条状,凋亡的发生增多(P<0.01),迁移能力受到抑制(P<0.05)以及Western blot结果显示蛋白聚糖、Ⅱ型胶原、X型胶原等功能相关蛋白较对照组表达均明显降低(P<0.01);对SD大鼠进行ATRA灌胃处理后,与对照组比较,60 mg/kg·d ATRA组和80 mg/kg·d ATRA组的头尾长均变短(P<0.01);胫骨生长板HE染色显示,ATRA灌胃组的生长板变窄甚至闭合。该研究证实了体外高浓度ATRA能够对SD大鼠骺软骨细胞的增殖、迁移起抑制作用,同时能够诱导凋亡,降低相关功能蛋白的表达,在SD大鼠体内证实,过量ATRA可影响生长板软骨内成骨过程,最终使生长板部分或全部提前闭合,进而影响SD大鼠身长的增长。     

软骨细胞上清液诱导冻存复苏后人骨髓间充质干细胞的研究

目的:探讨人软骨细胞培养上清诱导冻存人骨髓充质干细胞向软骨细胞分化的可行性.方法:取进行全髋关节置换术老年患者的骨髓和软骨组织,利用密度梯度离心法、全骨髓培养法分别培养骨髓间充质干细胞,冻存备用.培养软骨细胞,观察细胞生长,收集软骨细胞培养上清.复苏冻存的人骨髓间充质干细胞,观察复苏后细胞生长状态.利用收集的软骨细胞培养上清对复苏间充质干细胞进行定向诱导,诱导培养2周,观察细胞外观表型变化,Ⅱ型胶原免疫组化检测诱导后人骨髓间充质干细胞Ⅱ型胶原的表达.结果:密度梯度离心法与全骨髓培养法均可分离获得人骨髓间充质干细胞,原代生长前者优于后者.复苏细胞仍进行可传代,与正常生长骨髓间充质细胞无明显差异,均可传至第8代.软骨细胞培养上清诱导2周后,细胞形状向圆形,多角形转变,冻存骨髓间充质干细胞Ⅱ型胶原免疫组化检测Ⅱ型胶原表达阳性.结论:老年人骨髓间充质干细胞仍具有向软骨细胞转化的能力,冻存不影响其转化能力.     

TGF—β超家族在软骨发生、发育和维持中的作用

转化生长因子β(Transforming growth factor β,TGF-β)超家族包括TGF-β和骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)两个亚家族.TGF-β超家族信号通路的配体、配体拮抗分子,受体、信号转导分子均在软骨内成骨过程中发挥各自独特的作用,参与调控软骨细胞的谱系分化、增殖、成熟、凋亡和矿化.BMP信号能起始间充质细胞向软骨细胞分化并维持软骨细胞的特性,在软骨发生过程中起主导作用;在生长板发育的过程中,BMP信号促进软骨细胞的成熟,促进成骨,而TGF-β信号抑制软骨细胞的肥大分化,维持生长板中适量的软骨细胞;TGF-β信号和BMP信号对于关节软骨的维持和修复都是不可或缺的.因此,TGF-β超家族的重要作用贯穿骨骼发育过程的始终.     

人软骨细胞压力实验模型的建立与评估

目的:人承重关节内受到的多种机械应力(剪切力、张力、静水压力等)在调节关节软骨细胞的生理功能方面起着重要作用。建立对人膝关节软骨细胞施加不同强度周期性静水压的压力模型,观察不同压力强度下软骨细胞的生长形态、增殖和凋亡情况。方法:采用酶消化法分离培养正常成人膝关节软骨细胞,将培养的第3代软骨细胞分为6组:对照组、0.5 MPa组、1.0 MPa组、3.0MPa组、5.0 MPa组、8.0 MPa组,应用高压恒温静水压加载系统分别给予各组不同强度压力作用5 d,每日1 h。甲苯胺蓝染色法和Ⅱ型胶原免疫组织化学染色法鉴定软骨细胞,倒置相差显微镜观察细胞形态和生长状况,流式细胞术检测细胞凋亡,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法绘制细胞生长曲线。结果:与对照组相比,0.5 MPa、3.0 MPa组无明显差异(P0.05);1.0 MPa组能促进软骨细胞增殖,抑制凋亡(P0.05);5.0 MPa组出现细胞增殖能力下降,细胞活力降低,凋亡率增加(P0.05);8.0 MPa组则表现出明显的细胞增殖的抑制和细胞凋亡趋势(P0.05),以及细胞形态学的改变。结论:不同强度的周期性压力对人软骨细胞的新陈代谢产生了不同影响,尤其在软骨细胞的增殖和凋亡水平方面。利用本压力实验模型能体外模拟人负重关节软骨细胞的受压情况,初步确定了人软骨细胞压力实验中压力梯度的选择。为软骨细胞的压力损伤研究提供了实验数据,为进一步探寻压力作用与骨关节炎的关系提供了实验平台。     

Wnt/beta-catenin 信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的影响

目的：研究Wnt/beta-catenin 信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的作用,探讨骨关节炎（OA）发生及进展的可能途径和分子 机制。方法：beta-catenin 过表达慢病毒载体转染正常人滑膜细胞,荧光显微镜观察病毒转染情况,Western blot方法检测滑膜细胞核 内beta-catenin 蛋白表达。Transwell 小室共培养人滑膜细胞与正常人软骨细胞,倒置显微镜观察滑膜细胞对软骨细胞生长形态变化 的影响。酶联免疫吸附（ELISA）法检测不同时间点共培养体系中软骨细胞培养上清液中MMP-7 的变化,找出MMP-7 变化最明 显的时间点。同时在最佳时间点ELISA 方法检测软骨细胞培养上清液CTX-II、COMP的水平。结果：慢病毒转染滑膜细胞后,荧 光显微镜下可见多数滑膜细胞表达荧光,Western blot检测发现滑膜细胞胞浆及胞核中茁-catenin 表达明显上调（P<0.01）。通路活 化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后,光镜下观察软骨细胞生长形态变化不明显,但随共培养时间的延长软骨细胞生长受到抑 制,胞体边缘发白,贴壁强度降低。ELISA 结果显示通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后软骨细胞上清液中MMP-7表达 明显升高,与正常组相比有显著差异（P<0.01）,软骨细胞上清液MMP-7 的变化有一定的时间依赖性,在共培养2 h、6 h、12 h时逐 渐升高,24 h 时略有降低,且在共培养6 h 时变化最为明显。而共培养6 h时通路激活组软骨细胞培养上清液中COMP、CTX-II水 平与正常对照组相比均明显升高（P<0.01）。结论：茁-catenin 过表达慢病毒转染正常人滑膜细胞可成功激活Wnt/茁-catenin 信号通 路,Wnt/茁-catenin 信号通路活化的滑膜细胞可影响正常软骨细胞的生长,并引起滑膜- 软骨体系内环境异常,促使软骨基质的降 解,这可能是滑膜炎促进OA 发生、发展的机制之一。     

碱性成纤维细胞生长因子与胶原对组织工程软骨体外构建的影响

目的：以三维成团培养为培养系统,探讨bFGF与胶原对组织工程软骨体外构建的影响。方法：成团培养兔生长板软骨细胞,设bFGF、胶原及联合作用组。HE染色观察新生组织形态;免疫组化检测Ⅰ、Ⅱ型胶原表达以观察细胞表型;Hoechst 33258法检测细胞DNA含量;羟脯氨酸法与阿新蓝法测定基质中胶原与蛋白多糖的合成。结果：新生软骨的组织学形态近似自然软骨;各实验组软骨细胞DNA含量明显上升;胶原可以显著促进基质的合成;各实验组Ⅰ型胶原的表达少于对照组,Ⅱ型胶原的表达则高于对照组;联合作用组效果更加明显。结论：三维的成团培养可以促进基质合成,有效维持软骨细胞表型;bFGF与胶原有利于工程化软骨构建,其效果具有协同效应,两者联合应用可进一步促进软骨再生。     

人的原代上皮角质形成细胞和永生化的上皮角质形成细胞HaCaT的增殖能力的比较

目的：筛选适合充当组织工程皮肤的种子细胞,比较原代培养的人原代上皮角质形成细胞和永生化的上皮角质形成细胞HaCaT的增值能力。方法：将两种细胞（小儿包皮环切术后的组织培养表皮角质形成细胞,永生化的上皮角质形成细胞HaCaT）,分别接种于96孔板,通过MTT检测细胞1,3,5,7,9,11天的生长情况;当两种细胞融合至60%时分别取1×106个细胞,通过流式细胞检测细胞的周期。结果：永生化的上皮角质形成细胞HaCaT每隔一天即可传代一次,原代上皮角质形成细胞每3天传代一次;细胞周期：永生化上皮角质形成细胞HaCaT的G1期和S期的比例高于原代上皮角质形成细胞。生长曲线：MTT检测两种细胞1,3,5,7,9,11的生长情况,永生化的上皮角质形成细胞HaCaT的生长速度明显高于原代上皮角质形成细胞。结论：永生化上皮角质形成细胞HaCaT的增殖能力要高于原代培养的上皮角质形成细胞。     

碱性成纤维细胞生长因子对生长板软骨细胞增殖与分化的影响

目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对生长板软骨细胞增殖和分化的作用。方法:分离并在低血清条件下培养兔生长板软骨细胞。采用改良MTT法检测细胞增殖倍数;羟脯氨酸法测定软骨细胞胶原产量;酶动力学方法测定碱性磷酸酶(ALP)活性。结果:bFGF浓度在5-100ng／ml范围内可以促进软骨细胞增殖,并以25ng／ml刺激时效果最为显著。当bFGF浓度高于25ng／ml时,抑制软骨细胞的胶原合成;当高于1ng／ml时,抑制碱性磷酸酶活性。结论:bFGF刺激生长板软骨细胞增殖,并在较高浓度时抑制生长板软骨细胞的分化。     

人的原代上皮角质形成细胞和永生化的上皮角质形成细胞HaCaT 的增 殖能力的比较*

目的:筛选适合充当组织工程皮肤的种子细胞,比较原代培养的人原代上皮角质形成细胞和永生化的上皮角质形成细胞HaCaT的增值能力。方法:将两种细胞(小儿包皮环切术后的组织培养表皮角质形成细胞,永生化的上皮角质形成细胞HaCaT),分别接种于96孔板,通过MTT检测细胞1,3,5,7,9,11天的生长情况;当两种细胞融合至60%时分别取1×106个细胞,通过流式细胞检测细胞的周期。结果:永生化的上皮角质形成细胞HaCaT每隔一天即可传代一次,原代上皮角质形成细胞每3天传代一次;细胞周期:永生化上皮角质形成细胞HaCaT的G1期和S期的比例高于原代上皮角质形成细胞。生长曲线:MTT检测两种细胞1,3,5,7,9,11的生长情况,永生化的上皮角质形成细胞HaCaT的生长速度明显高于原代上皮角质形成细胞。结论:永生化上皮角质形成细胞HaCaT的增殖能力要高于原代培养的上皮角质形成细胞。     

microRNA-15a模拟物对人关节软骨细胞增殖与凋亡的影响

目的：近年来研究表明,关节软骨细胞凋亡在骨关节炎发病过程中起到了重要的作用,本文旨在探讨microma-15a模拟物对于原代人膝关节软骨细胞增殖与凋亡的影响。方法：取人外伤性截肢后的膝关节软骨,采用双酶消化法分离获得人膝关节软骨细胞,并进行体外培养,通过甲苯胺蓝染色和II型胶原免疫细胞化学染色进行软骨细胞鉴定。将培养的软骨细胞传代后取第l代细胞,分为实验组和对照组,实验组采用mir．15a模拟物（has．mir-15amimics）转染软骨细胞,上调软骨细胞内mir-15a的表达量;对照组分为阴性对照组、空白对照组。采用MTT法测定细胞增殖曲线,流式细胞仪测定细胞凋亡率。结果：原代细胞中细胞呈多角形、圆形与梭型,贴壁生长;甲苯胺蓝染色胞质呈深蓝色,II型胶原染色胞质呈黄褐色,为特异性染色。经统计学分析,实验组与对照组相比增殖速率明显下降（P〈0．05）。实验组凋亡率（7．13％±0．57）与阴性对照组凋亡率（2．66％±0．15）相比明显增高（P〈0．05）。结论：采用双酶消化法成功分离并培养具有生物学特性的原代人膝关节软骨细胞,通过转染mir-15a模拟物外源性增加关节软骨细胞内mir．15a表达量可显著促进其凋亡并抑制其增殖,为阐明骨关节炎发病机制提供了新的理论依据,为’临床治疗提供了新的靶点。     

Wnt/β-catenin信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的影响

目的:研究Wnt/β-catenin信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的作用探讨骨关节炎(OA)发生及进展的可能途径和分子机制。方法:β-catenin过表达慢病毒载体转染正常人滑膜细胞,荧光显微镜观察病毒转染情况.Western blot方法:检测滑膜细胞核内β-catenin蛋白表达。Transwell小室共培养人滑膜细胞与正常人软骨细胞,倒置显微镜观察滑膜细胞对软骨细胞生长形态变化的影响。酶联免疫吸附(ELISA)法检测不同时间点共培养体系中软骨细胞培养上清液中MMP-7的变化找出MMP-7变化最明显的时间点。同时在最佳时间点ELISA方法:检测软骨细胞培养上清液CTX-Ⅱ、COMP的水平。结果:慢病毒转染滑膜细胞后茨光显微镜下可见多数滑膜细胞表达荧光.Western blot检测发现滑膜细胞胞浆及胞核中β-catenin表达明显上调(P0.01)。通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后,光镜下观察软骨细胞生长形态变化不明显,但随共培养时间的延长软骨细胞生长受到抑制胞体边缘发白壁强度降低。ELISA结果:显示通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后软骨细胞上清液中MMP-7表达明显升高,与正常组相比有显著差异(P0.01)软骨细胞上清液MMP-7的变化有一定的时间依赖性在共培养2h、6h、12h时逐渐升高;24h时略有降低且在共培养6h时变化最为明显。而共培养6h时通路激活组软骨细胞培养上清液中COMP、CTX-Ⅱ水平与正常对照组相比均明显升高(P0.01)。结论:β-catenin过表达慢病毒转染正常人滑膜细胞可成功激活Wnt/β-catenin信号通路,Wnt/β-catenin信号通路活化的滑膜细胞可影响正常软骨细胞的生长,并引起滑膜-软骨体系内环境异常,促使软骨基质的降解这可能是滑膜炎促进OA发生、发展的机制之一。     

低强度周期性静水压力对人膝关节软骨细胞的影响

目的:探讨低强度周期性静水压力对体外培养的人膝关节软骨细胞增殖、凋亡,以及细胞Ⅱ型胶原分泌表达的影响。方法:体外酶消化法分离培养成人膝关节正常软骨细胞,将培养的第3代软骨细胞分为两组:正常对照组、3.0MPa组压力实验组,应用多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置加载低强度周期性压力,共5d,每天2h。Ⅱ型胶原免疫组织化学染色法和甲苯胺蓝染色法鉴定软骨细胞,流式细胞术检测细胞凋亡,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法绘制细胞生长曲线,qRT-PCR、Western-Blot检测Ⅱ型胶原的分泌和表达。结果:软骨细胞Ⅱ型胶原免疫组织化学染色和甲苯胺蓝染色均显示为阳性。与正常对照组相比,3.0MPa组表现出促进软骨细胞增殖,抑制细胞凋亡,且Ⅱ型胶原的合成分泌明显升高(P0.05)。结论:通过体外模拟人生理情况下较低强度(3.0MPa)的周期性静水压力对人软骨细胞增殖、凋亡水平及周围基质分泌合成功能的影响,初步证实了较低强度压力有助于软骨自我修复和自身保护作用的发挥。     

大叶紫花苜蓿愈伤组织原生质体再生植株

大叶紫花苜蓿下胚轴诱导的愈伤组织在继代培养基上生长快速,易于分散。继代第１２ｄ的愈伤组织原生质体的得率为６．５×１０７／ｇ鲜重。原生质体培养基为ＳＨ基本培养基,含有１．０ｍｇ／Ｌ２,４－０、０．５ｍｇ／ＬＢＡ、２．０ｇ／ＬＣＨ、２％蔗糖、６％葡萄糖、５ｍｍｏｌ／ＬＭＥＳ,培养密度为１．０×１０５／ｍＬ。培养至第１２ｄ时的原生质体再生细胞植板率为３．７％。由原生质体形成的小愈伤组织在含２．０ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ的ＭＳ固体培养基上大量增殖。增殖的愈伤组织转移至２．０ｍｇ／Ｌ２－ｉｐ＋０．１ｍｇ／ＬＮＡＡ的Ｂ５培养基上,形成体细胞胚并发育成完整植株。     

大鼠半月板纤维软骨细胞的体外培养和生物学特征鉴定

目的:体外分离、培养和鉴定大鼠半月板纤维软骨细胞,为研究大鼠半月板纤维软骨细胞的损伤修复提供简单、可行的细胞培养方法。方法:机械分离大鼠膝关节内外侧半月板,0.1%Ⅱ型胶原酶消化配合机械吹打,10%FBS的培养基行原代和传代培养,倒置显微镜动态观察不同时间点半月板纤维软骨细胞的形态及生长情况,鉴定采用甲苯胺蓝染色法和Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色法。CCK-8法检测大鼠纤维软骨细胞增殖。结果:在不同时间点,细胞表现出不同的生理形态,由多角形或短梭形变为梭形,最终呈现出三角形或椭圆形,并随着时间延长,细胞增殖能力逐渐增加。细胞培养48 h和72 h的OD值分别明显高于培养24 h的OD值(P0.05),差异具有统计学意义。细胞培养48 h和72 h的OD值相比较,72 h的OD值虽有增加,但并无统计学差异(P0.05)。经甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫荧光染色为阳性。结论:该方法培养的细胞形态稳定,增殖能力强,具有体内纤维软骨细胞的生物学基本特性,可为后续实验提供简单、可靠的原代大鼠半月板纤维软骨细胞培养方法。     

EB病毒潜伏膜蛋白1基因对上皮细胞增殖的影响

为了研究ＥＢ病毒潜伏膜蛋白１（ＬＭＰ１）基因对上皮细胞增殖的影响,探索ＬＭＰ１在上皮细胞肿瘤发生中所起的作用。用ＬＭＰ１基因真核表达质粒转染人胚肾上皮细胞,检测了转染细胞中ＬＭＰ１的表达,观察细胞在软琼脂中的集落形成能力、ＭＴＴ吸收能力以及ＰＣＮＡ的表达情况。结果显示,被ＬＭＰ１基因转染的细胞生长旺盛,能在软琼脂中形成多个集落,ＭＴＴ吸收能力增强,ＰＣＮＡ的表达水平增高。因此认为ＬＭＰ１基因能明显改变上皮细胞的生物学行为,促进细胞的生长、增殖和转化,使转染的上皮细胞获得肿瘤细胞的生长特征