脱细胞猪骨基质的制备及其对间充质干细胞成骨分化的影响

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luowenying124
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目的:研发一种新型的、温和的脱细胞方法,将猪肋骨的松质骨部分制作成脱细胞化的细胞外骨基质,并充分表征了脱细胞骨基质(DBM)的特性,同时体外实验研究比较了人骨髓间充质干细胞(Human bone marrow mesenchymal stem cells,hMSCs)在天然支架材料脱细胞猪骨基质上和人工合成的生物陶瓷支架材料β-磷酸三钙(β-TCP)上的细胞生物学行为,为骨组织工程的骨支架材料研究领域提供一种新的策略。
  方法:(1)脱细胞猪骨基质的制作:选取猪肋骨骨松质部位,采用化学试剂1%TritonX-100溶液和0.5%脱氧胆酸钠溶液,结合脱氧核糖核酸酶和核糖核酸酶,再加上高速离心和轻力摇动的机械力,制备脱细胞猪骨基质。(2)脱细胞猪骨基质的表征:扫描电子显微镜下观察脱细胞猪骨基质的外观结构特征;抗压强度测试检测脱细胞猪骨基质的机械强度;DAPI染色、H&E染色以及双链DNA(dsDNA)含量检测来表征脱细胞猪骨基质的细胞是否去除干净;苯胺蓝染色、免疫组织化学染色和Siriusred/fastgreen试剂盒染色来表征脱细胞猪骨基质的胶原蛋白成分。(3)体外细胞实验:将人骨髓间充质干细胞分别与脱细胞猪骨基质和β-TCP支架共培养,孵育4个小时后,测试人骨髓间充质干细胞在脱细胞猪骨基质和β-TCP支架上的附着率;孵育7天后,扫描电子显微镜下观察人骨髓间充质干细胞在脱细胞猪骨基质和β-TCP支架上的细胞形态;孵育第1、3、7、14天后,双链DNA(dsDNA)含量检测比较细胞在脱细胞猪骨基质和β-TCP支架上增殖情况;孵育第1、5、7、14天后,碱性磷酸酶(ALP)活性检测用于评估人骨髓间充质干细胞在脱细胞猪骨基质和β-TCP支架上的早期成骨分化能力;孵育第7、14天后,实时定量聚合酶链式反应(PCR)检测人骨髓间充质干细胞在脱细胞猪骨基质和β-TCP支架上成骨相关基因的表达水平。
  结果:(1)研发出一种新型的、温和的脱细胞方法,制备出多种形态的白色多孔状的脱细胞猪骨基质。(2)DAPI染色、H&E染色和DNA定量结果显示,猪骨中有94%以上的细胞被去除;机械强度测试、扫描电子显微镜观察和胶原蛋白含量测试的结果表明,该种脱细胞方法不会引起骨基质的机械强度、三维多孔结构和胶原蛋白成分的损失。(3)体外细胞研究的结果表明,脱细胞猪骨基质具有与β-TCP支架类似的生物相容性。与人工合成的β-TCP支架相比,脱细胞猪骨基质能显著促进人骨髓间充质干细胞的附着和增殖。两种类型支架上成骨相关基因的表达在第7天和第14天没有显著性差异,但β-TCP支架比脱细胞猪骨基质提前促进了成骨相关基因的表达。这些结果表明,脱细胞猪骨基质和β-TCP支架具有各自的优势,并且都具有作为骨移植替代物的潜力。
  结论:我们成功地开发了一种新的、温和的脱细胞方法,通过该方法获得的猪源性脱细胞骨基质具有与天然骨相似的机械强度、3D多孔结构和胶原蛋白成分,并具有良好的生物相容性,是一种有潜力的骨缺损移植材料。
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背景与目的:肾母细胞瘤(Wilms Tumor)是儿童第二常见的实体器官腹部肿瘤,年发病率为每十万儿童8.1人,平均诊断年龄为3岁,大部分儿童发病年龄在1?4岁。通过优化使用现有的治疗策略,包括化疗、肾切除和放射治疗,5年生存率90%,接受治疗的患者约15%会复发,复发后总的生存率约为50%。肿瘤患者生存率和生存质量的提高,是临床治疗肿瘤的重要目标,特别是该病主要发生在低龄儿童群体中,更应得到医学