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研究目的:椎间盘退行性疾病(disc degeneration disease,DDD)是严重困扰人类的医学难题之一,且发病率逐年升高。传统的手术方法虽取得良好疗效,但未能从根本上解决椎间盘退变的本质。随着生物治疗的进步,干细胞技术和组织工程技术的不断发展,为人们对椎间盘退行性疾病的治疗,带来了新的前景。在这些研究中,种子细胞的选择,是决定治疗效果的重要方面之一。目前,研究较为深入的是骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)和脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)。它们是分别来源于骨髓和脂肪组织的间充质干细胞,它们都具有干细胞的基本特征,即自我更新以及向不同细胞或组织分化的能力。本研究从同一患者提取骨髓组织、脂肪组织和退变髓核组织,分离培养骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞和退变髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs),并在接触式共培养体系下将两种干细胞分别与退变髓核细胞进行共培养,此后利用MoFlo高速流式细胞分选仪分离提取共培养的髓核细胞,检测髓核细胞Ⅱ型胶原、蛋白多糖以及SOX-9基因的相对表达量,以此来探讨骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞对退变髓核细胞的生物学影响,并比较两者对退变髓核细胞生物学影响的差异,为椎间盘退行性疾病的生物学治疗提供更好的种子细胞。研究方法:取同一腰椎间盘突出症患者的退变髓核组织、脂肪组织和骨髓组织,然后分别分离培养退变髓核细胞(NPCs)、脂肪间充质干细胞(ADSCs)和骨髓间充质干细胞(BMSCs)。取3种细胞传代至第3代的细胞进行接触式共培养。共培养前,利用PKH26对第3代退变NPCs进行染色标记,然后按1:1的细胞比例,将髓核细胞分别与脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞在普通6孔板内进行接触式共培养。实验分为3组,A组为单独培养的髓核细胞,为对照组;B组为与脂肪间充质干细胞共培养的髓核细胞;C组为与骨髓间充质干细胞共培养的髓核细胞。共培养后第7天,利用MoFlo高速流式细胞分选仪将共培养的细胞进行分选,获取各组髓核细胞。然后提取各组髓核细胞的总RNA,进行反转录后,再利用Real-Time PCR技术检测各组NPCs的Ⅱ型胶原、蛋白多糖和SOX-9基因的相对表达量。将Ⅱ型胶原、蛋白多糖和SOX-9基因的相对表达量按分组进行组间t检验,P<0.05有统计学差异。结果:获取同一患者的退变髓核组织、骨髓组织和脂肪组织后,均成功分离培养髓核细胞、骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞。待各细胞传至第3代时,成功利用PKH26对髓核细胞进行染色标记。按实验分组将各细胞进行接触式共培养后第7天,成功利用MoFlo高速流式细胞分选仪将共培养细胞进行分选,获取各组髓核细胞。经提取各组髓核细胞的总RNA,反转录并进行Real-time PCR后,获取各组髓核细胞Ⅱ型胶原、蛋白多糖和SOX-9基因相对表达量。Ⅱ型胶原、蛋白多糖和SOX-9基因在A组的相对表达量分别是1.03±0.04,1.05±0.07,1.04±0.17;B组分别是5.26±0.24,7.71±0.21,3.84±0.25;C组分别是9.33±0.39,11.07±0.34,5.64±0.26。对各指标进行组间t检验后,结果表明:B、C组髓核细胞的Ⅱ型胶原、蛋白多糖和SOX-9基因相对表达量与A组相比,显著增加(P<0.05);C组与B组相比,各指标基因相对表达量显著增加(P<0.05)。结论:在接触式共培养条件下,骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞对退变髓核细胞均具有营养激活效应;骨髓间充质干细胞对退变髓核细胞的激活效应比脂肪间充质干细胞更好,对于椎间盘退行性疾病的生物学治疗可能更具优势。