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。     

软骨X型胶原研究进展

软骨X型胶原是由软骨肥大区细胞特异表达合成的非微纤维形成性胶原,在软骨内骨化过程中发挥着重要的作用,可能与基质降解、钙化、血管侵入有关,文章就其分子特点、基因结构、功能及其与疾病的关系进行综述．     

Ⅱ型胶原-硫酸软骨素支架的制备及组织工程软骨的构建

研究经乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC)处理的Ⅱ型胶原-硫酸软骨素支架材料的性能特点,并在体外构建组织工程软骨。从鸡软骨中提取Ⅱ型胶原,以不同浓度的EDC为交联剂通过冷冻干燥的方法制备Ⅱ型胶原与硫酸软骨素复合支架并测定其理化性质。将体外培养的新生兔关节软骨细胞接种在Ⅱ型胶原与硫酸软骨素复合支架上,观察软骨细胞在支架上的生长形态并检测支架上软骨细胞分泌的糖胺聚糖含量及Ⅱ型胶原含量。结果表明:采用EDC与硫酸软骨素交联增加了支架的稳定性,最适的交联剂质量浓度为7 mg/mL。软骨细胞在复合支架上增殖分化良好,并保持软骨细胞特异分化的表型,分泌Ⅱ型胶原与蛋白多糖(GAG)。培养14 d后已有软骨样组织形成。     

软骨性肿瘤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 型胶原基因表达与肿瘤分化的关系

探讨 、 、 型胶原基因表达与软骨性肿瘤分化的关系。应用免疫组织化学和原位杂交技术检测存档石蜡标本软骨瘤、骨软骨瘤、软骨肉瘤和正常软骨共 71例中 、 、 型胶原基因的表达情况。结果显示 :免疫组化检测 型胶原蛋白的阳性率和表达强度 (灰度 ,其数值与染色强度呈反比 ) ,软骨瘤 (10 0 % ,148.99± 14.2 5 )和骨软骨瘤 (95 % ,148.76± 2 1.2 2 )与正常软骨 (10 0 % ,144 .88± 5 .0 5 )相似 ,软骨肉瘤 (74.0 7% ,16 6 .46± 17.6 7)明显低于良性软骨性肿瘤 (软骨瘤和骨软骨瘤 ) (P<0 .0 1) ,而且软骨肉瘤随着分化程度降低 ,阳性率和表达强度逐渐降低 ;高分化软骨肉瘤为 10 0 % (12 /12 ) ,148.14± 16 .10 ;中分化软骨肉瘤为 83.33% (5 /6 ) ,16 8.6 8± 11.82 ;低分化软骨肉瘤则完全不表达 (0 /9) (P <0 .0 5 )。正常软骨没有 、 型胶原 ,良性软骨性肿瘤出现少量 、 型胶原 ,软骨瘤 、 型胶原蛋白的阳性率分别为 38.89%和 44 .44 % ,骨软骨瘤分别为 35 %和 40 %。软骨肉瘤 、 型胶原蛋白明显增多 ,阳性率分别为 77.78%和 88.89% (P<0 .0 1) ,而且随着软骨肉瘤分化程度降低 , 、 型胶原蛋白表达强度增强 (P<0 .0 5 )。原位杂交显示软骨肉瘤 型胶原 m RNA的阳性率 (6 8.75 % ,11/16 )     

过氧化氢对Ⅱ型胶原损伤的拉曼光谱研究

拉曼光谱技术是研究生物分子结构的重要工具,其具有快速、无损、实时检测等优点。在本文中,我们运用拉曼光谱技术研究过氧化氢对关节软骨Ⅱ型胶原的损伤,检测关节软骨Ⅱ型胶原氧化损伤前后的拉曼光谱,以期探讨关节软骨Ⅱ型胶原氧化损伤分子改变机制。我们发现,过氧化氢可导致II型胶原分子内氢键体系发生改变,脯氨酸及羟基氨酸的羟基化程度降低,从而引起主链及侧链构象改变,导致三螺旋结构遭到破坏。总之,本文借助于拉曼光谱技术发现了过氧化氢对Ⅱ型胶原的损伤机制。     

以人胎盘来源干细胞为种子细胞构建组织工程软骨

通过胰酶消化法分离培养人胎盘来源干细胞（human placenta-derived stem cells,hPDSCs）,对其生物学性状进行检测,在一定条件下使其向软骨细胞诱导分化;将hPDSCs和制备的胶原海绵支架材料复合体外构建组织工程软骨组织,移植到裸鼠体内后观察其形成软骨组织的能力,为以hPDSCs作为种子细胞进行组织工程软骨组织的构建提供理论基础.研究发现hPDSCs具有间充质干细胞性状和良好的增殖能力,能连续培养30代以上保持未分化状态;将hPDSCs培养于软骨细胞诱导培养基中,可以分化形成具有生物学功能的软骨细胞.将hPDSCs与胶原海绵支架材料在诱导培养基中复合,7天后可以观察到有软骨样结构形成,Ⅱ型胶原表达阳性;裸鼠体内移植实验证实,hPDSCs与胶原海绵复合后可以在体内形成软骨组织,组织学观察软骨陷窝形成,并且Ⅱ型胶原阳性表达.研究结果表明hPDSCs具有向软骨细胞分化的潜能,与胶原海绵支架材料复合后可以构建形成具有生物学功能的软骨组织,为临床工作中软骨缺损的修复治疗提供了新的治疗策略,具有广阔的临床应用前景。     

富血小板纤维蛋白对兔骨髓间充质干细胞成软骨分化的影响*

摘要目的：观察自体富血小板纤维蛋白（platelet-rich fibrin, PRF）对体外培养的兔骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stemcells, BMSCs）成软骨分化的影响。方法：兔心脏采血制备PRF,电镜观察其超微结构;分离培养兔BMSCs,取第3代细胞用于 实验,分为PRF组、阳性对照组、空白对照组。诱导培养21d 后,对三组细胞分别进行形态学观察,成软骨鉴定染色（甲苯胺蓝、II 型胶原免疫组化染色）,软骨相关基因表达检测（Ⅱ型胶原、Aggrecan、SOX9）。结果：PRF 组和阳性对照组中BMSCs经诱导后,细 胞由长梭形变为三角形、多角形、圆形;甲苯胺蓝、II 型胶原免疫组化染色均为阳性;Ⅱ型胶原、Aggrecan、SOX9基因表达水平均 较高,两组比较无统计学差异,空白对照组未见相关分化现象。结论：PRF在体外可促进兔BMSCs 成软骨分化,可作为自体生物 材料,在构建组织工程软骨中发挥更好的作用。     

富血小板纤维蛋白对兔骨髓间充质干细胞成软骨分化的影响

目的：观察自体富血小板纤维蛋白（platelet-rich fibrin,PRF）对体外培养的兔骨髓间充质干细胞（Bonemarrowmesenchymalstemcells,BMSCs）成软骨分化的影响。方法：兔心脏采血制备PRF,电镜观察其超微结构;分离培养兔BMSCs,取第3代细胞用于实验．分为PIuF组、阳性对照组、空白对照组。诱导培养21d后,对三组细胞分别进行形态学观察,成软骨鉴定染色（甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原免疫组化染色）,软骨相关基因表达检测（Ⅱ型胶原、Aggrecan、SOX9）。结果：PRF组和阳性对照组中BMSCs经诱导后,细胞由长梭形变为三角形、多角形、圆形;甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原免疫组化染色均为阳性;Ⅱ型胶原、Aggrecan、SOX9基因表达水平均较高,两组比较无统计学差异,空白对照组未见相关分化现象。结论：PRF在体外可促进兔BMSCs成软骨分化,可作为自体生物材料,在构建组织工程软骨中发挥更好的作用。     

软骨寡聚基质蛋白过表达对BMP-2诱导骨髓间充质干细胞分化的影响

目的：研究软骨寡聚基质蛋白（cartilage oligomeric matrix protein,COMP）过表达对BMP-2诱导骨髓间充质干细胞成骨及成软骨分化的影响。方法：BMP-2诱导骨髓间充质干细胞分化,通过脂质体转染含人COMP基因的质粒使骨髓间充质干细胞过表达COMP,采用实时定量PCR和Western blotting分析COMP基因过表达、成骨相关基因Ⅰ型胶原、RUNX2、骨钙蛋白以及成软骨相关基因Ⅱ型胶原、SOX9、蛋白聚糖、X型胶原的表达变化;通过茜素红染色观察成骨终末阶段矿化结节的生成情况,阿利新蓝染色观察细胞基质蛋白多糖的合成情况。结果：质粒转染后骨髓间充质干细胞COMP基因蛋白和mRNA表达水平显著提高（P<0.05）。COMP基因过表达后,成骨标记基因RUNX2、Ⅰ型胶原（Col1a1）mRNA水平均显著低于对照组（P<0.05）,RUNX2、骨钙蛋白（Osteocalcin）蛋白表达水平明显低于对照组（P<0.05）,而成软骨标记基因SOX9、蛋白聚糖（Aggrecan）mRNA水平均显著高于对照组（P<0.05）,SOX9、Ⅱ型胶原（Col2a1）蛋白表达均明显多于对照组（P<0.05）。细胞成骨茜素红染色弱于对照组,而阿利新蓝染色强于对照组。过表达组细胞X型胶原（Col10a1）基因表达显著低于对照组（P<0.05）,结论：骨髓间充质干细胞COMP基因过表达可抑制BMP-2诱导其成骨分化,促进骨髓间充质干细胞成软骨分化,并抑制软骨细胞的成熟肥大,为软骨组织工程研究提供新的方向。     

大鼠软骨Ⅱ型胶原体外胶原原纤维的形成

建立了Ⅱ型胶原的提取和纯化方法,观察大鼠软骨Ⅱ型胶原体外胶原原纤维形成的动力学、胶原原纤维的稳定性和超微结构。结果表明,Ⅱ型胶原静止期、增长期分别为15、120min,增长期凝胶化速率0.0060,凝胶可复性13.58％,胶原原纤维呈典型的具有64nm周期横纹的自然纤维结构,但纤维直径较体内增长。这些对研究体内胶原原纤维的形成过程及调节机制具有重要意义。     

3种间充质干细胞成软骨分化潜能比较

目的:比较骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、滑膜间充质干细胞3种间充质干细胞的成软骨分化潜能,为软骨组织工程中种子细胞的选择提供实验依据。方法:采用贴壁法分别分离提取兔骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、滑膜间充质干细胞3种间充质干细胞,并进行传代培养,绘制3种间充质干细胞的生长曲线并比较其倍增时间。将3种间充质干细胞成软骨诱导14 d后,行甲苯胺蓝染色及II型胶原免疫组化染色以观测3种细胞成软骨分化能力。结果:脂肪间充质干细胞的倍增时间短于骨髓间充质干细胞,滑膜间充质干细胞的倍增时间最短;3种细胞成软骨诱导14 d后均产生糖胺聚糖和II型胶原,且组与组之间II型胶原表达水平的差异有统计学意义,骨髓间充质干细胞组高于脂肪间充质干细胞组(P0.01),滑膜间充质干细胞组高于骨髓间充质干细胞组(P0.01)。结论:在一定的培养条件下,3种间充质干细胞均有一定的成软骨细胞分化潜能,滑膜间充质干细胞最快的增殖速度及最强的成软骨分化潜能。     

胶原蛋白在组织工程及临床中的应用

1.前言 胶原蛋白(以下简称为胶原)呈纤维状,是哺乳动物中含量最为丰富的动物蛋白。胶原能与各种细胞结合以构成性能各异的组织,如:软骨、皮肤、骨骼和肌腱。由于胶原是构成哺乳动物和人类众多组织的成份之一,所以近年来成为一种在组织工程上应用十分广泛的生物材料。尽管其研究的面涉及范围较广,但其主要有三个方面:①分子结     

胶原基因家族的研究进展

胶原是一类结构相似的蛋白质,以不同的超分子形式广泛分布于细胞间质中,是间质主要的结构成分。胶原基因突变将引起各种遗传性骨和软骨发育异常,还可导致其它纤维性疾病。     

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。     

几丁质支架对间充质干细胞成软骨分化中Ⅱ型胶原表达的影响

目的将间充质干细胞诱导分化为软骨细胞,观察分化后的细胞在单层培养和几丁质支架上培养的差别。方法抽取兔股骨骨髓,密度梯度离心分离BMSCs,用TGF-β1诱导第3代的BMSCs向软骨方向分化,2周后用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。将分化后的软骨样细胞传代,用无TGF-β1的培养基分别进行单层培养和接种在几丁质支架上培养2周,再用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。结果BMSCs经TGF-β1诱导后,具有软骨细胞特点,然而进行无TGF-β1的继续培养后,单层培养的类软骨细胞很快呈去分化表型,而接种在支架上的细胞仍能较好表达Ⅱ型胶原。结论几丁质支架具有延缓软骨样细胞去分化和老化的作用。     

胶原的分子类型、结构分级及与细胞外基质成分的关系

本文介绍了目前已发现的十一种胶原分子类型的多肽链组成、主要氨基酸数、组织分布及主要特征;胶原各种结构在光、电镜及肉眼下的分级;细胞外基质:非胶原性糖蛋白(纤维连接素、板连素、内胚素、连接素、β-半乳糖苷凝集素、骨连素、软骨连素、玻璃体连素)、糖胺聚糖(透明质酸)、蛋白聚糖(硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素)的分布、功能、结构特点及与Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型胶原间的一些关系。     

成熟软骨细胞促进小鼠胚胎干细胞向软骨分化

为诱导胚胎干细胞向软骨细胞分化,采用胚胎干细胞与成熟软骨细胞共培养的方法以提供软骨诱导微环境．小鼠胚胎干细胞经初步分化,形成类胚体后,从中分选出Flk-1阳性细胞,其与猪关节软骨细胞混合后,接种于可降解材料支架,并植入裸鼠皮下．4周后经组织学检查及Ⅱ型胶原抗体免疫荧光检查证实,细胞材料复合物形成软骨组织．经小鼠主要组织相容性抗原染色,证实其中部分软骨细胞源自于小鼠胚胎干细胞．本研究建立了胚胎干细胞定向诱导分化的新方法．     

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。     

负载淫羊藿苷的壳聚糖基仿生支架的促软骨形成和炎症缓解作用北大核心CSCD

淫羊藿苷(icariin, ICA)是具有促软骨修复和抗炎作用的小分子药物,将ICA负载到软骨组织工程支架将能增强支架的生物功能性。本研究将聚L-丙交酯-己内酯poly(L-lactide-co-caprolactone,PLCL)电纺纤维经聚多巴胺(polydopamine,PDA)涂覆处理后制备成的短纤维与柠檬酸/壳聚糖溶液(citric acid/chitosan solution, CC)混合,通过冻-融和冷冻干燥方法制备成短纤维增强的壳聚糖水凝胶(PDA@PLCL/CC);然后通过物理吸附方法负载ICA构建新型工程软骨仿生支架(ICA-PDA@PLCL/CC);最后通过体外兔软骨细胞培养试验,研究ICA介导的软骨仿生支架对软骨细胞功能及炎症反应的影响。结果表明,PDA@PLCL/CC具有适当的孔径和孔隙率(>80%),具有较高的吸水率和力学性能,能够促进软骨细胞增殖和黏附。ICA-PDA@PLCL/CC支架利于维持软骨细胞形态,且能促进软骨生成性基因(sox-9)、糖胺聚糖(gag)和Ⅱ型胶原(colⅡ)基因的表达和软骨基质的合成。在模拟炎症存在的情形下,ICA-PDA@PLCL/CC仿生支架可降低软骨细胞纤维化,有效下调软骨细胞促炎症因子白介素-6(il-6)、白介素-1β(il-1β)和诱导型一氧化氮合成酶(inos)的表达,减少基质金属蛋白酶-3 (mmp-3)的表达,提高软骨胞外基质糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)和Ⅱ型胶原(type Ⅱ collagen, ColⅡ)的合成。该研究发展的ICA-PDA@PLCL/CC工程软骨仿生支架在软骨损伤的再生修复中具有应用潜力。     

软骨膜对兔耳颗粒软骨定形移植物组织学及生物力学特性的影响

目的:通过高密度聚乙烯模具构建兔耳颗粒软骨定形移植物,并观察软骨膜对其组织学及生物力学特性的影响。方法:8只雄性新西兰大白兔,取一侧耳软骨后制备定形颗粒软骨移植物,分为保留软骨膜及去除软骨膜组,埋植于背部皮下,术后1月、2月、3月取材进行组织学及生物力学检测。结果:无论保留软骨膜与否,颗粒软骨均可长为具备一定形状和机械强度的均一整体,保留软骨膜组中可观察到Ⅱ型胶原及胶原纤维酸性蛋白(GFAP)免疫组化阳性染色的新生软骨组织,其破坏应力和弹性模量均高于去除软骨膜组(P0.05)。结论:高密度聚乙烯模具可以很好地完成颗粒软骨定形移植物的构建,保留软骨膜的颗粒软骨具有更好的组织学活性,以及更佳的生物力学特性。