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.     

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.     

细胞药物的研发现状——细胞药物连载之三

近年来,细胞药物的研究受到了国内外重视。特别是干细胞药物,已成为世界各国竞相研究的热点领域,但各国的干细胞药物绝大多数仍处于研究阶段,全球真正上市的干细胞药物很少。目前正在研发的干细胞药物主要集中在治疗慢性疾病（关节炎、糖尿病和癌症等）和心脏相关疾病（心肌梗死、心脏衰竭等）。一些传统体细胞药物（软骨细胞、心肌细胞、胰岛细胞等）和免疫细胞药物已在临床应用。     

肌腱组织工程支架与种子细胞研究进展

目的:综述肌腱组织工程支架材料、细胞来源、制备技术及体外构建的研究进展.方法:查阅近期肌腱组织工程研究的相关文献,对组织工程肌腱支架的材料来源、制备技术,复合细胞种类,体外构建力学刺激等进行分析、归纳.结果:肌腱组织工程支架材料有天然材料、人工合成材料及复合材料等;制备技术包括静电纺丝和编织法等;其中支架材料的表面修饰是组织工程化肌腱构建的重要环节.与肌腱材料进行复合的种子细胞有肌腱细胞、骨髓间充质干细胞及成纤维细胞等.结论:复合材料是近年肌腱组织工程支架材料研究的重点,静电纺丝技术是一种具有潜力的支架制备技术,支架材料的表面修饰可促进细胞在支架上的黏附及肌腱的形成,种子细胞的研究仍是肌腱组织工程发展的瓶颈,周期性张力的存在为组织工程化肌腱的形成创造了条件.     

以HaCaT细胞为种子细胞构建新型人组织工程皮肤

目的:评估以人永生化角朊细胞HaCaT为种子细胞构建新型人组织工程皮肤的可行性。方法:对HaCaT进行无血清培养(DK-SFM)及传代培养;取处于对数生长期的细胞进行接种;利用物理化学方法,采用SD大鼠网状层真皮制备(Acelluar dermal matrix,ADM);应用MTT比色法作生长曲线观察HaCaT细胞长满真皮支架所需时间。HE染色法观察脱细胞前后真皮支架和细胞单层及初步形成的细胞多层。结果:脱细胞真皮的细胞成分消失,组织疏松,为理想的组织皮肤支架;将HaCaT细胞按2×10~5/cm~2密度接种到ADM上,细胞长满支架的时间为5天。结论:在SD大鼠脱细胞真皮支架上以HaCaT细胞为种子细胞可以构建新型人组织工程皮肤     

组织工程的基本科学问题

疾病和创伤引起的组织、器官的缺损或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一,也是导致人类死亡的最主要原因。如何克服自体或异体组织、器官移植中存在的“以创伤修复创伤”、供体来源不足等缺陷,从根本上解决组织、器官缺损修复和功能重建等问题,己成为生命科学领域的国际性前沿课题。组织工程的提出、建立和发展,为解决这一问题提供了新的策略,     

细胞药物的临床应用——细胞药物连载之五

近年来,细胞药物在基础研究领域的成果促进了临床应用。现在细胞药物治疗的疾病种类很多,包括神经系统疾病、自身免疫系统疾病、心血管系统疾病、血液系统疾病、消化系统疾病、下肢缺血、整形美容、抗衰老及抗肿瘤等,涉及的细胞主要有各种干细胞、软骨细胞、肝细胞、DC及CIK细胞等。国内外越来越多的机构和组织开展了细胞治疗的临床研究及应用。     

成体干细胞在泌尿系统疾病修复与重建中的应用

干细胞是目前生命科学研究的热点方向。干细胞具有自我更新及定向分化的潜在能力。近年来,干细胞移植治疗在治疗压力性尿失禁和膀胱损伤方面已成为研究重点,不同来源的干细胞在治疗膀胱损伤已取得瞩目的研究成果。干细胞对阴茎勃起神经和海绵体血管内皮细胞起着修复保护作用。干细胞具有向多种谱系细胞转化的能力来治疗压力性尿失禁。干细胞移植为泌尿系统的神经肌肉疾病的修复重建提供了一条新途径,使认为不可修复的的神经肌肉疾病的结构修复和组织重建成为可能。干细胞包括脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)、骨髓间充质干细胞(bone narrow mesenchymal stem,BMSCs)和肌源性干细胞(muscle-derived stem cell,MDSCs)等。组织工程学是一类交叉学科,主要包括综合细胞培养、材料构建和细胞种植等。组织工程技术为泌尿外科临床医师提供了一条修复乃至重建受损脏器的新思路。本文就利用干细胞作为种子细胞,对膀胱缺损、压力性尿失禁、勃起功能障碍泌尿系疾病的组织工程修复进行综述。     

组织工程面临的技术挑战与发展趋势

当前组织工程研究仍处于初级阶段,还仅仅是初步应用组织工程技术修复临床简单组织缺损,还有许多制约组织工程应用与发展的基本科学问题没有阐明.随着组织工程各个层面技术难题的逐个攻破,组织工程的内涵和外延将不断拓展,并有助于加快组织工程的产业化进程,促进临床应用.针对组织工程核心要素研究的不足,结合最新的组织工程研究进展,阐述...     

CHITIN — A promising biomaterial for tissue engineering and stem cell technologies

Chitin, after cellulose, is the second most abundant natural polymer. With a 200-year history of scientific research, chitin is beginning to see fruitful application in the fields of stem cell and tissue engineering. To date, however, research in chitin as a biomaterial appears to lag far behind that of its close relative, chitosan, due to the perceived difficulty in processing chitin. This review presents methods to improve the processability of chitin, and goes on further to discuss the unique physicochemical and biological characteristics of chitin that favor it as a biomaterial for regenerative medicine applications. Examples of the latter are presented, with special attention on the qualities of chitin that make it inherently suitable as scaffolds and matrices for tissue engineering, stem cell propagation and differentiation.     

组织工程心脏瓣膜的研究进展

组织工程心脏瓣膜(tissue engineering heart valve,TEHV)理论上能克服机械瓣及生物瓣的不足,具有广阔的发展前景。目前组织工程心脏瓣膜的研究主要集中在瓣膜支架材料的选取及制备、种子细胞的选择和种子细胞的种植及培养等三方面。本文将分别就这三方面研究进展进行介绍,分析目前存在的问题,并对其应用进行展望。     

动物细胞培养用生物反应器及相关技术

动物细胞大量培养是生产生物制品的重要途径,它用到的关键设备是生物反应器。根据培养细胞、培养载体、培养液混合方式的不同,生物反应器主要有搅拌式、气升式、中空纤维式、回转式等,其中搅拌式规模最大。回转式是NASA于20世纪90年代中期开发的一种新型生物反应器,被誉为空间生物反应器,可用于组织工程研究。与生物反应器配套的技术主要有灌注、微载体、多孔微球、转入抗凋亡基因等,可以有效地提高细胞密度,增加生物制品产量,提高质量。今后生物反应器研制主要朝两个方向发展:一是,以高密度培养动物细胞生产蛋白质药物为目的,二是以三维培养动物细胞(主要是人类细胞)再生组织或器官为目的。     

在海藻酸钠凝胶上诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞

通过在海藻酸钠凝胶上诱导bMSCs向成骨细胞分化,探讨其对骨髓间充质干细胞（bone mesenchymal stem cells, bMSCs）的生物学效应。采用MTT、甲苯胺蓝染色、von Kossa染色和RT-PCR分别检测细胞的增殖、生长形态、诱导后细胞的钙化结节和成骨相关基因的表达。实验组bMSCs生长状况良好、细胞增殖迅速,与对照组的增殖无差异;bMSCs成集落样生长明显,集落中央细胞重叠生长形成钙化结节;培养至12d,实验组和对照组的成骨相关基因,包括碱性磷酸酶、I型胶原和骨钙素,均为阳性表达,但实验组的表达量高于对照组。海藻酸钠凝胶能够促进bMSCs向成骨细胞的分化,是良好的骨组织工程支架材料。     

Enabling stem cell therapies for tissue repair: Current and future challenges

Stem cells embody the tremendous potential of the human body to develop, grow, and repair throughout life. Understanding the biologic mechanisms that underlie stem cell-mediated tissue regeneration is key to harnessing this potential. Recent advances in molecular biology, genetic engineering, and material science have broadened our understanding of stem cells and helped bring them closer to widespread clinical application. Specifically, innovative approaches to optimize how stem cells are identified, isolated, grown, and utilized will help translate these advances into effective clinical therapies. Although there is growing interest in stem cells worldwide, this enthusiasm must be tempered by the fact that these treatments remain for the most part clinically unproven. Future challenges include refining the therapeutic manipulation of stem cells, validating these technologies in randomized clinical trials, and regulating the global expansion of regenerative stem cell therapies.     

模拟微重力条件下心肌细胞的体外三维固定化培养

观察心肌细胞体外培养形成三维(3D)组织结构的能力和过程及心肌细胞在模拟微重力状态下的3D固定化培养效果。应用酶消化法从新生的乳鼠心室肌组织获取心肌细胞,以Cytodex3为心肌细胞的3D固定化培养载体,将心肌细胞固定化培养于Spinnerflask中,用扫描电镜观察心肌细胞体外培养形成的3D组织结构;以心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度为观察指标,比较心肌细胞在Spinnerflask及HARV(highaspectratevessel)生物反应器中3D固定化培养的差异。结果显示,心肌细胞不仅能贴附于Cytodex3上生长,且形成了具有同步自律收缩的3D组织样结构;心肌细胞在两种不同培养体系中的细胞接种效率和细胞形态没有明显差异,培养于HARV中的心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度均明显高于Spinnerflask培养体系。体外培养的乳鼠心肌细胞具有形成同步自律收缩的3D组织结构的能力;模拟微重力的培养环境有利于改善心肌细胞3D组织样培养物的代谢和功能 。     

Protein and Genome Evolution in Mammalian Cells for Biotechnology Applications

Mutation and selection are the essential steps of evolution. Researchers have long used in vitro mutagenesis, expression, and selection techniques in laboratory bacteria and yeast cultures to evolve proteins with new properties, termed directed evolution. Unfortunately, the nature of mammalian cells makes applying these mutagenesis and whole-organism evolution techniques to mammalian protein expression systems laborious and time consuming. Mammalian evolution systems would be useful to test unique mammalian cell proteins and protein characteristics, such as complex glycosylation. Protein evolution in mammalian cells would allow for generation of novel diagnostic tools and designer polypeptides that can only be tested in a mammalian expression system. Recent advances have shown that mammalian cells of the immune system can be utilized to evolve transgenes during their natural mutagenesis processes, thus creating proteins with unique properties, such as fluorescence. On a more global level, researchers have shown that mutation systems that affect the entire genome of a mammalian cell can give rise to cells with unique phenotypes suitable for commercial processes. This review examines the advances in mammalian cell and protein evolution and the application of this work toward advances in commercial mammalian cell biotechnology.