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目的:①胶原酶消化法结合贴壁培养法分离、纯化、培养兔脐带间充质干细胞(Rabbit umbilical cord mesenchymal stem cells, rUCMSCs),为组织工程骨的构建提供种子细胞。②鉴定所获种子细胞为rUCMSCs。③评价纳米羟基磷灰石-壳聚糖(nano-hydroxyapatite-chitosan, nHA-CS)支架和壳聚糖(chitosan, CS)支架与rUCMSCs的生物相容性,并通过PCR(Polymerase chain reaction)法评价rUCMSCs成骨诱导后的成骨潜能变化。④评价rUCMSCs-nHA-CS支架复合体(简称rUCMSCs-nHA-CS)和rUCMSCs-CS支架复合体(简称rUCMSCs-CS)构建人工椎板的可行性。方法:①无菌条件下收集孕约21天孕兔脐带,剪成大约1 mm3大小组织块后,采用胶原酶消化法结合贴壁培养法获得形态较为单一的贴壁细胞。②通过形态学观察法、细胞表面标志物流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)和PCR检测法、三系分化诱导后细胞染色和PCR检测法对所获细胞进行鉴定。③将P3代rUCMSCs种植在nHA-CS、CS支架上,比较24h细胞粘附率,并设置单纯细胞对照组,细胞粘附率=(接种细胞数-未粘附细胞数)/接种细胞数;倒置显微镜观察细胞在两种支架周围的生长状态;采用CCK-8(Cell counting kit-8)法测定nHA-CS组、CS组以及单纯细胞组的rUCMSCs生长曲线;PI染色和扫描电镜观察细胞在支架上的粘附状况。将rUCMSCs成骨诱导4周,用荧光定量PCR法(Quantitative polymerase chain reaction, qPCR)检测每周细胞中Runx2表达变化。④将体重为2.0kg-2.3kg,平均(2.13±0.11)kg,共150只健康雄性新西兰大耳白兔随机分为五组:Ⅰ组为rUCMSCs-nHA-CS组,Ⅱ组为rUCMSCs-CS组,Ⅲ组为nHA-CS组,Ⅳ组为CS组,V组为空白对照组,制备L5椎板缺损实验动物模型,缺损长宽约为10mm×8mm大小,将相应材料置入缺损椎板处,分别于术后2、4、8、12、16周对各组行CT、MRI扫描,并处死动物后解剖出相应椎体行microCT扫描、苏木精伊红染色(Hematoxylin eosin staining,HE staining)、骨形态发生蛋白2 (Bone morphogenetic protein 2, BMP-2)染色、骨钙素(Osteocalcin, OCN)等组织学检测,以多种方法评估各组的成骨情况和椎板重建情况。结果:①采用胶原酶消化法结合贴壁培养法获得大量形态较为均一,呈梭形和成纤维状,具备方向性排列的贴壁细胞。②流式细胞术和PCR法检测纯化后的贴壁细胞均表达CD105、CD73和CD90,不表达CD45、CD34,细胞经三向诱导分化后茜素红染色、油红0染色阳性,Runx2、PPARy和Sox9基因表达增高,表明细胞能分化为成骨、成脂和成软骨细胞,鉴定所获细胞为rUCMSCs。③) nHA-CS组、CS组以及单纯细胞组,接种24后的细胞平均粘附率分别为:(89.48±1.54)%、(88.58±2.12)%、(89.52±1.01)%,统计分析显示在各个时间点细胞粘附率无明显统计学差异。细胞支架复合培养24h后,CS支架和nHA-CS支架周围均可见细胞围绕支架边缘贴壁生长,细胞呈梭形,镜下透亮度高,细胞状态良好。rUCMSCs-nHA-CS组、rUCMSCs-CS组以及rUCMSCs组细胞接种后1-2天为增殖缓慢,第3-5天细胞增殖速度明显升高,至6-8天三组细胞增殖速度减缓。三组曲线整体趋势相同,略显“S”形,无显著统计学差异。PI染色和电镜扫描示细胞接种48h后大量细胞粘附于nHA-CS支架和CS支架孔壁之上。成骨诱导第1周Runx表达明显增高,并一直维持至诱导第4周,表明rUCMSCs具有较快的成骨能力,且成骨能力较强。④各组无硬脊膜压迫,手术及相邻节段椎体无滑脱、脊柱侧弯、椎间盘突出等病变。rUCMSCs-nHA-CS组、nHA-CS组、rUCMSCs-CS组骨组织影于术后第2周即可见,而CS组则在第4周以后才形成骨组织影,随着时间增长,各组骨组织影密度逐渐增加,即骨小梁数量和厚度逐渐增多,间隔逐渐变小,16周后各组(除空白对照组外)均形成了质量不一、完整且光滑的椎板,形成的椎板弧度与硬脊膜背面相一致,但细胞支架组重建能力优于单纯支架组,含HA组优于不含HA组。术后2周HE染色示,rUCMSCs-nHA-CS组支架孔隙内骨样组织沉积多于rUCMSCs-CS组,至术后16周rUCMSCs-nHA-CS组和rUCMSCs-CS组均形成大量编织状骨。免疫组化示rUCMSCs-nHA-CS组术后16周时BMP-2、OCN阳性表达。结论:①胶原酶消化法结合贴壁培养法是一种理想的分离rUCMSCs的方法。②从形态学、细胞表面标志物、多向分化潜能等方面鉴定所获得的细胞为rUCMSCs。③nHA-CS支架和CS支架与rUCMSCs之间均有良好的体外生物相容性,且两种支架在细胞相容性方面无明显差异。rUCMSC经成骨诱导后成骨细胞特异性转录因子Runx2表达明显升高,证明诱导后的rUCMSC具备成骨能力,并逐渐变为较成熟的成骨细胞。④各组(除空白对照组外)形成了质量不一、与正常椎板弧度相似的人工椎板,但细胞支架组重建能力优于单纯支架组,含HA组优于不含HA组,其中rUCMSCs-nHA-CS组成骨能力最强,其次为rUCMSCs-CS组,再者依次为nHA-CS组和CS组,这是由于成骨诱导后的rUCMSCs和羟基磷灰石具有诱导骨生成的作用。