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陈莹 (陈莹.)

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前言:口腔颌面部软骨组织缺损会影响患者的颜面美观及器官功能,进而造成患者的自卑情绪,影响其人际交往。一些传统的治疗方法,如自体软骨组织、异体软骨组织和一些替代的软骨组织,不能达到软骨组织的功能和生理组织结构,软骨组织工程技术的快速发展为软骨组织的重建、修复和再造提供了另一种全新的治疗方法,然而种子细胞来源是阻碍当前组织工程软骨发展的一个主要因素。在前期的研究中,软骨组织工程的种子细胞分为软骨细胞和干细胞。软骨细胞来源有限,扩增能力有限,取材时会增加创伤,增加患者痛苦和经济负担。胚胎干细胞的多能性和分化机制是未知的,有恶性分化的风险,其来源和应用是有限的,受宗教信仰,伦理和法律的限制。为了避免免疫排斥问题,具有向多谱系细胞分化能力的成体干细胞取自患者本人。近年来以骨髓间充质干细胞和脂肪干细胞作为种子细胞,为软骨组织工程取得了一定的成就,但由于病毒污染,组织来源有限,免疫排斥,取材时组织损伤,其干细胞的数量、增殖、分化能力可随年龄增长而降低等问题的限制,寻求其他合适的替代软骨组织工程种子细胞来源,一直是许多研究学者关注的焦点。与骨髓间充质干细胞相比,人脐血间充质干细胞(human umbilical cord blood mesenchymal stem cells,HUCB MSCs)具有长期传代不改变、来源丰富、无异体排斥、易于采集和保存等很多优点,脐血的应用还避开了社会伦理及法律等诸多争议,并且具有向软骨细胞、心肌细胞分化的多向分化潜能。脐血可作为间充质干细胞的来源已经被广泛接受,因此脐血间充质干细胞在组织工程领域具有广阔的应用前景。然而HUCB MSCs在临床应用上,诱导软骨分化率低是主要问题之一,使其面临很多挑战。因此,目前迫切需要解决的问题是研究HUCB MSCs向软骨分化的分子机制。 Sox9(SRY-related high mobility group-box 9)为胚胎早期发育的相关基因,主要在软骨细胞及成软骨祖细胞中表达。Sox9不仅参与调控体内软骨组织发育,也在干细胞体外分化为软骨细胞中扮演了重要角色。 研究目的:从人脐血中分离间充质干细胞后,在人脐血间充质细胞中过表达Sox9诱导软骨细胞分化,观察Sox9基因转染对hUCB MSCs生物学特性的影响,以及经Sox9基因修饰的HUCB MSCs向软骨细胞分化的能力,为软骨组织疾病及损伤的治疗提供实验依据。研究方法:1. 采集正常足月顺产胎儿脐带血,采用密度梯度离心法分离单个脐血核细胞,使用贴壁法获得间充质干细胞。2. 分为三组:PBS代替质粒转染HUCB MSCs(空白对照组);空载体质粒转染HUCB MSCs(实验对照组);Sox9质粒转染HUCB MSCs(实验组)。在不同时间点收集细胞,通过甲苯胺蓝、免疫细胞化学、RT-PCR、Western blot检测软骨细胞蛋白聚糖、特异性分子Ⅱ型胶原的表达量,观察Sox9过表达对软骨细胞分化的影响。研究结果:1. 50份样本中,有34份可以获得贴壁生长可以传代的成纤维细胞样的细胞,剩余16份的样本中破骨细胞占大多数。34份样本4d首次换液时,可以看到更多的散在分布折光性好的梭形细胞或纺锤形细胞。约7d后细胞形成集落,体积较前明显增大,呈多角形或长梭形。细胞集落逐渐增多,融合成片。细胞碎片和悬浮细胞随换液过程越来越少,到第l2d基本消失。培养3wk左右,细胞集落的融合度约达到60%。传代细胞接种后形态呈圆形,折光性好。细胞在2h后开始贴壁,12h后贴壁的细胞可达到90%以上,并逐渐恢复为原代贴壁时所呈现的梭形,传代后的细胞散在均匀分布,不再形成集落;2d后细胞开始增殖,4d后增殖加速,细胞形态均一,10d左右即可达80~90%融合,细胞排列有方向性。第3代以后,贴壁的细胞为均一的长梭形,细胞增殖加快,1wk左右可达80-90%融合,为典型成纤维细胞样。2. 诱导48h后,实验组细胞呈梭形,对照组细胞也呈梭形。实验组细胞逐渐由原来的长梭形开始变为宽阔、平坦的长三角形或多边形,原有的细胞突突起变短,细胞折光性减弱。7d出现细胞自发性聚集的情况,第14d细胞聚集明显增大,21d左右,形成较大的软骨结节。甲苯胺蓝染色结果:第10d实验组细胞中有大量的甲苯胺蓝异染性物质。空白对照组和实验对照组为阴性。免疫组化染色结果:在诱导培养的第21d,实验组Ⅱ型胶原免疫组化为阳性,可见棕黄色的颗粒分布在细胞胞浆内。空白对照组和实验对照组为阴性。RT-PCR结果:第3、7、10d、14d空白对照组和实验对照组均无II型胶原表达;实验组第7d开始表达II型胶原,随着时间推移,表达逐渐增多。空白对照组和实验对照组均无蛋白多糖表达,实验组第21d开始表达蛋白多糖。Western blot分析:采用Western blot检测II型胶原含量,可以看出实验组第7天开始表达II型胶原,随着时间推移,表达逐渐增多,与对照组有统计学差异(P

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脐血间充质干细胞Sox9基因质粒载体软骨分化

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  • [ 1 ] 西安交通大学医学部

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Degree: 医学硕士

Mentor: 杨壮群

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Year: 2013

Language: Chinese

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