应用犬骨髓间质干细胞作为组织工程种子细胞的实验研究

目的:将犬骨髓间质干细胞(BMSCs)分离、扩增,观察生长情况,评价其作为组织工程种子细胞的可行性.方法:采用密度梯度离心及贴壁筛选法分离犬BMSCs,培养扩增,通过免疫细胞化学方法进行鉴定,Hoechst33342标记后传代,检测细胞荧光.结果:分离的BMSCs经免疫细胞化学方法观察到SH2-ir、Vimentin.ir、a2-SMA-ir细胞,标记后细胞生长旺盛,荧光无衰减.结论:BMSCs可以作为构建组织工程的种子细胞.     

间充质干细胞向内皮细胞的分化及其在血管组织工程中的应用

利用间充质干细胞(menchymal stem cells,MSCs)的多向分化能力,将其诱导成为内皮细胞(endothelial cells,ECs),可解决血管组织工程中自体血管细胞作为种子细胞所面临的细胞来源及成体细胞增殖能力有限的问题.MSCs可从多种组织中分离获得,目前应用于血管组织工程的3种MSCs主要源于骨髓、脂肪和肌肉.MSCs的分化可由多种刺激触发,在其向ECs的分化过程中生长因子、支架性质和机械应力等因素起着重要的作用.而以MSCs分化为ECs为基础的组织工程血管在动物模型中展现出促血管生成能力和良好的通畅性,但目前其在临床上的应用较少,需进一步研究,并有许多问题仍待探究.     

人隐静脉血管内皮细胞的分离、培养及鉴定

利用冠脉搭桥术后遗弃的隐静脉段获取内皮细胞,采用消化酶消化收集内皮细胞,扩增、冻存、复苏,在体外建立内皮细胞系。此方法简便易行,能在体外获得大量生物学特性保持良好的内皮细胞,为临床血管内皮化研究提供新的细胞来源。     

组织工程软骨种子细胞的研究进展

临床上,各种原因造成的软骨缺损的修复始终是一大难题.组织工程软骨的出现,为软骨大范围缺损的修复与重建带来新的希望.组织工程软骨是由种子细胞、支架材料及生长因子构成的三维空间复合体.由于不同种子细胞的增殖及分化能力不同,选择合适的种子细胞是构建组织工程软骨所要解决的重点及难点.种子细胞在组织工程软骨的构建过程中起到关键作用,因此,探讨软骨种子细胞的来源对组织工程软骨的发展具有重要的意义.     

人脐静脉内皮细胞体外培养的影响因素

脐静脉内皮细胞的体外培养,为深入研究该类细胞学特性,探讨与之有关的众多基础医学课题提供了较为理想的实验手段。其体外培养主要受脐带离体时间、消化酶、培养液、血清、血管内皮细胞生长因子(ECGF)、传代、二氧化碳浓度等影响。     

组织工程化血管构建中有关VEGF和bFGF的研究进展

内皮细胞是血管组织工程的重要种子细胞,小肠粘膜下基质(SIS)的生物活性和力学特性日益引起人们的关注,细胞因子的生物活性成分及其在组织工程化血管构建中的作用可以从不同角度、不同水平进行研究。本文主要从以下两个方面进行综述:SIS中所含生长因子的含量、类型和分布;内皮细胞中碱性成纤维细胞生长因子和血管内皮细胞生长因子的分泌情况,并着重对剪切力作用下内皮细胞分泌活性的变化进行综述,从而为组织工程化血管的基础研究提供参考。     

人脐静脉血管内皮细胞的分离、培养、鉴定及试验研究

血管内皮细胞体外培养,在血管再生、新血管生成机理、内皮细胞在心血管系统疾病中的作用、内皮细胞与造血的关系等方面的研究中有很高的应用价值。本研究借鉴了前人的工作,建立了胶原酶灌流消化获得人脐静脉血管内皮细胞并进行体外培养的方法,探讨了影响人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）分离培养的影响因素。同时应用建立的HUVEC体外培养进行了内皮抑素的抑制活性检测,证明了内皮抑素对于激活增殖的HUVEC的抑制作用,为今后的试验研究打下了基础。     

CTSB 对人脐静脉血管内皮细胞系增殖及凋亡的影响

目的:探索组织蛋白酶B(CTSB)对人脐静脉血管内皮细胞系(HUVEC)增殖及凋亡的影响。方法:采用细胞转染法得到慢病毒空载体转染HU-MOCK细胞及CTSB过表达的HU-CTSB细胞,与正常的HUVEC细胞进行比较。采用MTT法检测HUVEC增殖情况;流式细胞仪检测各组细胞凋亡情况;采用蛋白免疫印迹法检测Bal-2/Bax及Caspase家族(Caspase-3/9)的表达情况。结果:HU-CTSB组各时间点HUVEC的增殖率明显低于其他两组,且差异具有统计学意义(P0.05);HU-CTSB组的HUVEC早期凋亡率(右下象限)和晚期凋亡率(右上象限)显著高于HUVEC组和HU-MOCK组,且组间差异具有统计学意义(P0.05);HU-CTSB组的抑制凋亡蛋白Bcl-2表达量明显低于其他两组,且促凋亡蛋白Bax表达量显著高于其他两组,差异均具有统计学意义(P0.05);HU-CTSB组caspases-3和caspases-9的活化片段显著高于其他两组,差异均具有统计学意义(P0.05)。结论:CSTB通过激活Caspase-3/9信号通路来上调Bax,并下调Bal-2,显著抑制HUVEC的增殖,并促进其凋亡,进而影响心血管疾病的发展。。     

种子细胞——组织工程连载之三

种子细胞也是组织工程的核心研究内容,获得足够数量和质量的种子细胞是开展体外组织工程的必要基础。用于组织工程的种子细胞必须具有形成新组织结构的能力,主要来源于自体、同种异体或异种,在具体应用时各有利弊。一些成体干细胞由于不存在伦理争议以及发育分化条件相对简单等优势是重要的种子细胞,包括造血干细胞、骨髓干细胞、神经干细胞、脂肪干细胞、皮肤干细胞。人胚胎干细胞及其组织工程要真正在临床医学中得到应用,还有很长的一段路要走。其他一些细胞也可以作为组织工程种子细胞,包括内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、骨细胞、成骨细胞、角质细胞、前脂肪细胞、脂肪细胞、肌腱细胞等。这些细胞已分化,分裂能力有限,但仍应用于组织工程。理想的种子细胞具有一定标准。     

联合细胞培养在组织工程血管化中的应用

自从1987年正式提出组织工程这一概念来以来,培养具有生物学活性组织器官替代物始终是组织工程学的发展方向。目前,虽然一些工程化组织如皮肤、软骨等已被成功构建,并应用于临床,但其他工程化组织如心脏、骨骼肌、肝脏等体积大、功能复杂,移植后难以及时建立血液供应。而及时建立的血管网络对组织器官的存活与功能实现至关重要。为此,国内外一些实验室采用联合细胞培养的方法,观察不同细胞间的相互作用对血管形成的影响。结果表明,联合细胞培养在血管的形成、稳定和成熟方面起着重要作用。     

Generation and Culture of Blood Outgrowth Endothelial Cells from Human Peripheral Blood

Historically, the limited availability of primary endothelial cells from patients with vascular disorders has hindered the study of the molecular mechanisms underlying endothelial dysfunction in these individuals. However, the recent identification of blood outgrowth endothelial cells (BOECs), generated from circulating endothelial progenitors in adult peripheral blood, may circumvent this limitation by offering an endothelial-like, primary cell surrogate for patient-derived endothelial cells. Beyond their value to understanding endothelial biology and disease modeling, BOECs have potential uses in endothelial cell transplantation therapies. They are also a suitable cellular substrate for the generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) via nuclear reprogramming, offering a number of advantages over other cell types. We describe a method for the reliable generation, culture and characterization of BOECs from adult peripheral blood for use in these and other applications. This approach (i) allows for the generation of patient-specific endothelial cells from a relatively small volume of adult peripheral blood and (ii) produces cells that are highly similar to primary endothelial cells in morphology, cell signaling and gene expression.     

失重/模拟失重对内皮细胞的影响实验研究进展

血管内皮作为血管壁的衬里,参与调节组织器官的局部血流和机体其它生理进程,在维持血管完整性和内环境稳定中发挥关键作用。内皮细胞对包括重力在内的机械应力刺激极为敏感,重力变化可对其形态和功能构成不同程度的影响。研究发现,失重/模拟失重通过诱导内皮细胞细胞骨架重塑、质膜caveolae重布,使其合成分泌血管活性物质、炎性介质的能力以及细胞表面粘附分子表达发生改变,这些分子变化又对内皮细胞的生长、增殖、凋亡、迁移和血管生成等具有精细调控作用。本文综合评述了失重/模拟失重对内皮细胞功能的影响,同时围绕文献报道中一些尚存争议的观点进行了适当讨论。     

内皮祖细胞的分离培养与鉴定

内皮祖细胞的分离方法有免疫磁珠分离法、淋巴细胞分离液分离法(1.077)和差速贴壁法,这3种方法已被人们广泛使用,均可分离到一定的目的细胞。分离到的目的细胞在培养过程中逐渐分化、成熟、发育为内皮细胞。在内皮细胞和内皮祖细胞的鉴别区分,使用CD34+/CD133+/KDR+鉴定为内皮祖细胞,同时使用内皮祖细胞吞噬D il-ac-LDLFITC-UEA双阳性的方法也可鉴定为内皮祖细胞。     

电磁辐射对大鼠内皮祖细胞和肾脏组织学的影响

目的:研究电磁辐射对体外培养骨髓来源的内皮祖细胞(EPCs)增殖、迁移、黏附能力的影响,并探讨其与肾脏疾病的可能关系。方法:密度梯度离心法获取大鼠骨髓单个核细胞(MNCs),接种至纤维连接素包被的培养板上,培养6d后进行免疫细胞化学和免疫荧光鉴定EPCs。采用MTT比色法、Transwell小室和黏附能力测定实验,观察平均功率密度为65mW/cm2,时间20min的电磁辐射对EPCs的增殖、迁移、黏附能力的影响;同等剂量全身照射大鼠,光镜和透射电镜观察大鼠肾脏组织学和超微结构的变化。结果:从大鼠骨髓能成功分离培养获得EPCs。EPCs的增殖、迁移、黏附能力较对照组显著下降;大鼠接受全身照射后各时相点无明显组织学改变,但超微结构显示在照射后3h后开始出现肾小球毛细血管袢足突肿胀,12h后出现部分足突融合。结论:电磁辐射导致EPCs生物功能显著减弱,肾小球超微结构改变,电磁辐射可能与起肾脏疾病的发生有关。     

A versatile modular bioreactor platform for Tissue Engineering

Tissue Engineering (TE) bears potential to overcome the persistent shortage of donor organs in transplantation medicine. Additionally, TE products are applied as human test systems in pharmaceutical research to close the gap between animal testing and the administration of drugs to human subjects in clinical trials. However, generating a tissue requires complex culture conditions provided by bioreactors. Currently, the translation of TE technologies into clinical and industrial applications is limited due to a wide range of different tissue‐specific, non‐disposable bioreactor systems. To ensure a high level of standardization, a suitable cost‐effectiveness, and a safe graft production, a generic modular bioreactor platform was developed. Functional modules provide robust control of culture processes, e.g. medium transport, gas exchange, heating, or trapping of floating air bubbles. Characterization revealed improved performance of the modules in comparison to traditional cell culture equipment such as incubators, or peristaltic pumps. By combining the modules, a broad range of culture conditions can be achieved. The novel bioreactor platform allows using disposable components and facilitates tissue culture in closed fluidic systems. By sustaining native carotid arteries, engineering a blood vessel, and generating intestinal tissue models according to a previously published protocol the feasibility and performance of the bioreactor platform was demonstrated.     

Capillary Force Lithography for Cardiac Tissue Engineering

Cardiovascular disease remains the leading cause of death worldwide¹. Cardiac tissue engineering holds much promise to deliver groundbreaking medical discoveries with the aims of developing functional tissues for cardiac regeneration as well as in vitro screening assays. However, the ability to create high-fidelity models of heart tissue has proven difficult. The heart’s extracellular matrix (ECM) is a complex structure consisting of both biochemical and biomechanical signals ranging from the micro- to the nanometer scale². Local mechanical loading conditions and cell-ECM interactions have recently been recognized as vital components in cardiac tissue engineering^3-5.A large portion of the cardiac ECM is composed of aligned collagen fibers with nano-scale diameters that significantly influences tissue architecture and electromechanical coupling². Unfortunately, few methods have been able to mimic the organization of ECM fibers down to the nanometer scale. Recent advancements in nanofabrication techniques, however, have enabled the design and fabrication of scalable scaffolds that mimic the in vivo structural and substrate stiffness cues of the ECM in the heart^6-9.Here we present the development of two reproducible, cost-effective, and scalable nanopatterning processes for the functional alignment of cardiac cells using the biocompatible polymer poly(lactide-co-glycolide) (PLGA)⁸ and a polyurethane (PU) based polymer. These anisotropically nanofabricated substrata (ANFS) mimic the underlying ECM of well-organized, aligned tissues and can be used to investigate the role of nanotopography on cell morphology and function^10-14.Using a nanopatterned (NP) silicon master as a template, a polyurethane acrylate (PUA) mold is fabricated. This PUA mold is then used to pattern the PU or PLGA hydrogel via UV-assisted or solvent-mediated capillary force lithography (CFL), respectively^15,16. Briefly, PU or PLGA pre-polymer is drop dispensed onto a glass coverslip and the PUA mold is placed on top. For UV-assisted CFL, the PU is then exposed to UV radiation (λ = 250-400 nm) for curing. For solvent-mediated CFL, the PLGA is embossed using heat (120 °C) and pressure (100 kPa). After curing, the PUA mold is peeled off, leaving behind an ANFS for cell culture. Primary cells, such as neonatal rat ventricular myocytes, as well as human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes, can be maintained on the ANFS².     

骨组织工程基质材料现状及展望

骨组织工程是目前公认的最有可能在临床取得实际效益的研究领域之一,而细胞外基质材料的选取又是骨组织工程的关键。本文从材料的选择,制备方法以及临床应用等方面的研究现状进行了较系统的综述,并对当前基质材料研究所面临的问题以及未来的研究方向进行了分析。     

牛视网膜微血管内皮细胞体外分离与培养的实验研究

目的:探讨牛视网膜微血管内皮细胞(bovine retinal capillary endothelial cells,BREcs)体外分离、培养方法,为研究视网膜血管性疾病提供一定的实验基础。方法:无菌条件下取出视网膜并剪碎,经筛网过滤、胶原酶消化获取视网膜微血管内皮细胞,接种于明胶包被的培养瓶中,原代培养时用不同的培养基筛选细胞,并在传代时利用差速黏附法以获得较纯BRECs,通过形态学观察和免疫组化方法鉴定BRECs。结果:用此法原代培养BRECs纯度达98%,混有的血细胞及神经组织细胞碎片在换液和传代过程中逐渐被去除,成纤维细胞和周细胞的污染可分别用不同的培养基和差速黏附法纯化去除。结论:该方法简单有效,获得的BRECs纯度高,生长状态良好,为研究眼部血管性疾病提供良好平台。     

内皮祖细胞及其在组织工程中的应用

目前,组织工程化血管的构建和工程化组织器官的血管化因内皮种子细胞的扩增能力不足和生物活性不强而受到限制。内皮祖细胞(EPC)是内皮细胞的前体细胞。出生后,EPC主要存在于骨髓,可向外周血液缓慢释放,参与机体缺血组织的血管重建和损伤血管的重新内皮化。现对EPC的来源、分布、表型特征、动员、分化、归巢、分离、培养与鉴定等生物学特性和EPC在组织工程中的应用进行了全面的综述,并指出目前存在的问题和研究方向。