低氧环境和生长分化因子-5联合诱导促进人骨髓基质干细胞分化成软骨细胞的研究

摘要

目的 探讨低氧环境下生长分化因子-5 (GDF-5)诱导人骨髓基质干细胞(hBMSCs)“自组装”形成工程化软骨的可行性和有效性。方法 分离培养hBMSCs，流式细胞学方法鉴定。将hBMSCs用含100 ng/mL GDF-5软骨诱导液(CM)分别在低氧（A组）和正常氧（B组）环境下诱导培养3周，RT-PCR检测Ⅱ型胶原和Aggrecan表达情况。将A、B两组hBMSCs消化后，按一定密度接种于2％琼脂糖包被的24孔板，在不同氧浓度下CM继续诱导3周，免疫组化法检测组织Ⅰ、Ⅱ型胶原表达，甲苯胺蓝染色检测葡萄糖胺聚糖(GAG)表达。结果 hBMSCs呈梭形漩涡状生长，高表达CD44、CD29，不表达CD45分子。诱导5d后A组细胞较B组明显增殖，诱导10dA组细胞体积较B组小。含GDF-5的CM诱导hBMSCs 3周后，Ⅱ型胶原和Aggrecan mRNA表达阳性，A组Ⅱ型胶原和Aggrecan表达量较B组均明显增加，差异有统计学意义(P＜0.05)。GDF-5诱导hBMSCs可“自组装”形成一定形状大小类软骨样组织，A组Ⅱ型胶原表达较B组增加，A组Ⅰ型胶原表达量下降，B组表达阳性；A组甲苯胺蓝染色异染加深。结论 低氧促进GDF-5诱导hBMSCs向软骨分化，低氧环境下GDF-5诱导软骨分化的hBMSCs“自组装”形成的工程化软骨更具有软骨表型。