目的觀察在不同滾壓參數下,滾壓載荷生物反應器對BMSCs-瓊脂糖復合體中兔BMSCs向軟骨細胞誘導分化的作用。 方法分離2.5月齡新西蘭兔BMSCs,培養至第3代后與低熔點瓊脂糖復合成凝膠塊,并在自制模具中形成直徑4 mm、高4 mm的圓柱形BMSCs-瓊脂糖復合體。將樣本分別在0.4 Hz、3 h/d基本參數下比較壓縮量10%、20%、30%(分別為A1、A2、A3組),以及0.4 Hz、20%壓縮量基本參數下比較20 min、3 h、12 h滾壓時間(分別為B1、B2、B3組)對BMSCs向軟骨細胞分化的作用,以靜態培養作為對照組。在培養24 h及7、14、21 d時取各組標本進行死活細胞檢測、實時定量PCR檢測、糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)含量檢測及組織學染色觀察。 結果死活細胞檢測:14、21 d時,A1、A2組活細胞比率均顯著高于A3組,B1、B2組活細胞比率均顯著高于B3組,差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。實時定量PCR檢測:各實驗組7、14、21 dⅡ型膠原及蛋白聚糖(Aggrecan)mRNA表達均高于對照組,差異有統計學意義(P lt; 0.05);14、 21 d時,A1、A2組Ⅱ型膠原、Aggrecan mRNA表達均高于A3組,B1、B2組均高于B3組,差異有統計學意義(P lt; 0.05)。以上指標A1、A2組間及B1、B2組間比較,差異均無統計學意義(P gt; 0.05)。GAG含量檢測:14、21 d時,A1、A2組GAG含量均顯著高于對照組和A3組,B1、B2組GAG含量也顯著高于對照組和B3組,差異均有統計學意義(P lt; 0.05);21 d時A1、A2組間差異均有統計學意義(t=2.830,P=0.027)。組織學觀察:21 d時,A2組和B2組出現明顯藍染,可見軟骨陷窩樣結構;而A1、A3組和B1、B3組藍染效果較差,分布稀少。 結論滾壓載荷生物反應器在0.4 Hz、20%壓縮量、3 h滾壓時間參數下,能更有效地促進BMSCs-瓊脂糖復合體中兔BMSCs向軟骨細胞誘導分化。
目的 Ⅱ型膠原蛋白是軟骨細胞表達的特征性蛋白,隨著軟骨細胞的不斷傳代培養,Ⅱ型膠原蛋白表達逐漸減少。通過觀察Ⅱ型膠原蛋白對去分化兔關節軟骨細胞再分化的作用,為軟骨細胞更好地應用于軟骨組織工程奠定實驗基礎。 方法 無菌條件下取7 月齡新西蘭大耳白兔雙側膝關節分離培養軟骨細胞,體外單層傳代培養至第7 代,分別為P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7。采用RT-PCR、實時定量PCR、1,9 二甲基亞甲藍(1,9-dimethylmethylene blue,DMMB)法檢測其表型維持情況。根據觀察結果,選擇去分化的軟骨細胞(P7),并給予不同濃度(0、0.5%、1.0%、1.5%)Ⅱ型膠原蛋白刺激。采用RT-PCR 及實時定量PCR 檢測各濃度組去分化軟骨細胞再分化的程度,DMMB 法檢測糖胺聚糖分泌情況。 結果 P1 ~ P7 細胞糖胺聚糖含量分別為(12.20 ± 0.17)、(11.20 ± 0.24)、(11.18 ± 0.16)、(10.89 ± 0.50)、(8.73 ± 0.19)、(9.39 ± 0.32)、(8.18 ± 0.20)μg,P2、P3、P4 間細胞糖胺聚糖含量比較,差異均無統計學意義(P gt; 0.05);其余各代次細胞糖胺聚糖含量比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。P4、P5、P6、P7 Ⅰ、Ⅱ型膠原及蛋白聚糖mRNA 均有表達,其中P4 ~ P7 間Ⅰ型膠原mRNA 表達比較,差異無統計學意義(P gt; 0.05);Ⅱ型膠原及蛋白聚糖比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。0、0.5%、1.0%、1.5%濃度組的P7 軟骨細胞糖胺聚糖含量分別為(8.20 ± 0.16)、(14.61 ± 0.33)、(13.93 ± 0.25)、(19.59 ± 0.46)μg,組間比較差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。隨著Ⅱ型膠原蛋白濃度的升高,各濃度組細胞Ⅱ型膠原和蛋白聚糖mRNA 表達逐漸增強,Ⅰ型膠原表達減弱;不同濃度組中Ⅰ、Ⅱ型膠原及蛋白聚糖mRNA 表達比較,差異均有統計學意義(P lt; 0.05)。 結論 Ⅱ型膠原蛋白可促進兔去分化軟骨細胞再分化與活化。
目的采用透明質酸(hyaluronic acid,HA)對姜黃素(curcumin,CUR)進行改性,探討磷酸鈣骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)復合 HA/CUR 后對成骨細胞增殖及成骨能力的影響。方法首先將 HA 與 CUR 成酯化共價結合制備 HA/CUR,觀察其性狀并行紅外光譜測試。然后,將 HA、CUR 以及 HA/CUR 按照 5%(W/W)分別與 CPC 混合,制備 HA-CPC、CUR-CPC、HA/CUR-CPC,行凝結時間檢測、掃描電鏡觀察以及可注射性能、壓縮強度測試;以單純 CPC 作為對照。取新生 SD 大鼠顱骨分離培養成骨細胞,取第 2 代細胞分別與上述骨水泥復合培養,經掃描電鏡觀察、活/死細胞熒光染色、細胞計數、骨橋蛋白(osteopontin,OPN)免疫熒光染色、ALP 染色以及茜素紅染色,評估 HA/CUR-CPC 對成骨細胞增殖及成骨能力的影響。結果紅外光譜測試顯示 HA 及 CUR 成功共價結合。骨水泥觀測顯示,HA/CUR-CPC 組初凝時間、終凝時間、壓縮強度以及可注射率與其他組比較,差異均無統計學意義(P>0.05);掃描電鏡觀察示 HA/CUR 散在分布于 CPC 表面。骨水泥與成骨細胞復合培養后,掃描電鏡顯示成骨細胞黏附于 HA/CUR-CPC 且形態良好,具有成骨細胞的生長特征;HA/CUR-CPC 組細胞存活率與其他組比較差異無統計學意義(P>0.05),細胞較其他組明顯增多(P<0.05);OPN 免疫熒光染色、ALP 染色及茜素紅染色程度均強于其他組。結論HA/CUR-CPC 具有良好的生物相容性及力學特性,能促進成骨細胞增殖并增強其成骨能力。