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背景颞下颌关节紊乱病是一种多因素的疾病,大约10%颞下颌关节紊乱病患者伴有关节盘病理性错位和关节盘透明样变、撕裂和穿孔。当保守治疗效果不佳时,通常采用手术如关节盘切除等替换关节盘,这对组织工程重建关节盘提出了更高的要求,种子细胞是组织工程最重要的部分。间充质干细胞已经从不同的组织中分离出来并得到了相关的验证,但目前还没有从颞下颌关节盘中分离出这些细胞的研究。
目的原位分离、扩增、鉴定颞下颌关节盘来源间充质干细胞,为颞下颌关节盘组织工程提供一种有效的种子细胞。
材料与方法从健康SD大鼠双侧关节盘中取得原代颞下颌关节盘细胞。建立口控毛细管单细胞分离装置,分离出单个细胞,连续培养后获得单克隆关节盘细胞株。集落形成实验测定单克隆关节盘细胞株的集落形成率。CCK-8法测定单克隆关节盘细胞株的生长曲线。流式细胞仪检测分析单克隆关节盘细胞株表面标志蛋白CD34,CD45,CD29和CD90的表达。qPCR测定单克隆关节盘细胞株的间充质干细胞标志基因Nanog,Oct4,Sox2,成纤维细胞标志基因vimentin和FSP1,软骨细胞标志基因Col2和Sox9的表达。单克隆关节盘细胞株分别进行骨、脂、软骨方向的诱导,并运用特异性染色、蛋白半定量及qPCR进行分化检测。
结果刚分离的颞下颌关节盘细胞为小圆形,呈悬浮状。细胞贴壁后以长梭形为主,部分为多角形。集落形成实验表明单克隆关节盘细胞株有较强的增殖能力。CCK-8表明细胞的生长曲线基本为线性,即细胞的对数生长期。流式细胞仪检测细胞表面标志蛋白CD29、CD90呈阳性,阳性率分别为98.81%、99.87%,CD34、CD45为阴性,阳性率分别为1.92%、1.48%。qPCR表明单克隆关节盘细胞株的间充质干细胞标志基因Nanog,Oct4,Sox2表达量较高。单克隆关节盘细胞株成骨诱导14天后,碱性磷酸酶染色可见大量深黑色颗粒和大片黑色沉淀,成骨诱导21天后,茜素红染色可见大量深红色的致密团块,蛋白半定量及qPCR表明细胞的骨向分化及成骨基因Runx2和Osteocalcin的高表达。单克隆关节盘细胞株成脂诱导21天后,油红O染色可见大量深红色脂滴聚集,蛋白半定量及qPCR表明细胞的脂向分化及成脂基因FABP4和PPARγ的高表达。单克隆关节盘细胞株成软骨诱导21天后,阿利辛蓝染色可见细胞外有大量蓝色基质,蛋白半定量及qPCR表明细胞的软骨向分化及软骨基因Sox9和Col2A的高表达。
结论本研究证明了单克隆颞下颌关节盘细胞株在形态学,集落形成能力,生长能力,细胞表面标志蛋白,细胞标志基因和多系分化能力等方面具有间充质干细胞的共同特征。由此表明颞下颌关节盘中存在间充质干细胞,颞下颌关节盘间充质干细胞的分离、扩增和鉴定为颞下颌关节盘组织工程提供了有效的种子细胞。
目的原位分离、扩增、鉴定颞下颌关节盘来源间充质干细胞,为颞下颌关节盘组织工程提供一种有效的种子细胞。
材料与方法从健康SD大鼠双侧关节盘中取得原代颞下颌关节盘细胞。建立口控毛细管单细胞分离装置,分离出单个细胞,连续培养后获得单克隆关节盘细胞株。集落形成实验测定单克隆关节盘细胞株的集落形成率。CCK-8法测定单克隆关节盘细胞株的生长曲线。流式细胞仪检测分析单克隆关节盘细胞株表面标志蛋白CD34,CD45,CD29和CD90的表达。qPCR测定单克隆关节盘细胞株的间充质干细胞标志基因Nanog,Oct4,Sox2,成纤维细胞标志基因vimentin和FSP1,软骨细胞标志基因Col2和Sox9的表达。单克隆关节盘细胞株分别进行骨、脂、软骨方向的诱导,并运用特异性染色、蛋白半定量及qPCR进行分化检测。
结果刚分离的颞下颌关节盘细胞为小圆形,呈悬浮状。细胞贴壁后以长梭形为主,部分为多角形。集落形成实验表明单克隆关节盘细胞株有较强的增殖能力。CCK-8表明细胞的生长曲线基本为线性,即细胞的对数生长期。流式细胞仪检测细胞表面标志蛋白CD29、CD90呈阳性,阳性率分别为98.81%、99.87%,CD34、CD45为阴性,阳性率分别为1.92%、1.48%。qPCR表明单克隆关节盘细胞株的间充质干细胞标志基因Nanog,Oct4,Sox2表达量较高。单克隆关节盘细胞株成骨诱导14天后,碱性磷酸酶染色可见大量深黑色颗粒和大片黑色沉淀,成骨诱导21天后,茜素红染色可见大量深红色的致密团块,蛋白半定量及qPCR表明细胞的骨向分化及成骨基因Runx2和Osteocalcin的高表达。单克隆关节盘细胞株成脂诱导21天后,油红O染色可见大量深红色脂滴聚集,蛋白半定量及qPCR表明细胞的脂向分化及成脂基因FABP4和PPARγ的高表达。单克隆关节盘细胞株成软骨诱导21天后,阿利辛蓝染色可见细胞外有大量蓝色基质,蛋白半定量及qPCR表明细胞的软骨向分化及软骨基因Sox9和Col2A的高表达。
结论本研究证明了单克隆颞下颌关节盘细胞株在形态学,集落形成能力,生长能力,细胞表面标志蛋白,细胞标志基因和多系分化能力等方面具有间充质干细胞的共同特征。由此表明颞下颌关节盘中存在间充质干细胞,颞下颌关节盘间充质干细胞的分离、扩增和鉴定为颞下颌关节盘组织工程提供了有效的种子细胞。