滑膜间充质干细胞体内外成骨特性的实验研究

第一作者:郑伟伟

2016-01-15 点击量:321   我要说

郑伟伟  杨民  武成  苏显林


目的: 探讨大鼠滑膜间充质干细胞(synovium-derived mesenchymal stem cells,SMSCs)生物学特性及诱导成骨的可行性,评估SMSCs复合羟基磷灰石/壳聚糖/聚乳酸(hydroxylapatite/chitosan/poly L-latic acid,HA/CS/PLLA)支架材料在体内异位成骨能力。


方法: 采用酶消化法和贴壁法分离培养SMSCs,并利用流式细胞仪检测细胞表型,SMSCs成脂及成骨诱导后分别行油红O染色、ALP染色和茜素红染色鉴定。取第3代SMSCs,成骨诱导1、7、14、21、28 d后,采用实时荧光定量PCR检测骨钙素(osteocalcin,OCN)、Ⅰ型胶原、ALP以及Runx- 2 mRNA表达情况;成骨诱导后1、3、5、7、9、11 d,采用ELISA法检测ALP活性;成骨诱导后7、14、21、28 d,采用茜素红S法检测钙盐沉积;以正常培养SMSCs作为对照组。体内实验:取SD大鼠24只,随机分为实验组和对照组(n=12);取第3代SMSCs接种于HA/CS/PLLA支架材料,体外复合培养72 h后植入实验组大鼠右下肢肌袋,对照组大鼠植入单纯HA/CS/PLLA支架材料;术后4、8周通过X线片及组织学观察分析SMSCs体内成骨情况。


结果: 提纯后SMSCs CD147、CD90、CD105、CD44表达超过95%,而CD117、CD34、CD14、CD45表达低于10%;油红O染色可见红色脂滴形成,茜素红染色可见红色钙化灶,ALP染色可见细胞质呈咖啡样深染。实时荧光定量PCR检测示,SMSCs成骨诱导7 d,Ⅰ型胶原、ALP、Runx-2 mRNA表达显著增加,诱导14 d OCN mRNA表达显著增加。成骨诱导后5、7、9、11 d ALP活性明显高于对照组,7 d时达峰值(P<0.05)。成骨诱导14 d,钙含量显著增加,且随诱导时间延长钙含量逐渐增加(P<0.05),且均高于对照组(P<0.05)。体内实验术后4、8周影像学和组织学观测结果显示,两组均可见新生骨形成,但实验组成骨量明显多于对照组(P<0.05)。


结论: SMSCs在体内、体外均可诱导成骨,可成为骨组织工程的种子细胞。


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