藻酸钠微球中骨髓间充质干细胞向软骨细胞的定向分化

摘要

背景:传统的体外诱导干细胞向软骨细胞定向分化的方法有高密度细胞团块培养和平面培养。细胞团块诱导方式培养过程易损害细胞活性,而平面培养获得的细胞数量有限。目的:观察藻酸钠微球中骨髓间充质干细胞向软骨细胞的定向分化潜力,及其在壳聚糖复合支架上的生长情况。设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-03/10在武汉大学口腔医学院口腔生物医学工程教育部重点实验室完成。材料:SPF级1月龄雄性Wistar大鼠7只。壳聚糖复合支架材料由武汉大学资源与环境学院研制。藻酸钠盐、转化生长因子β3、胰岛素样生长因子Ⅰ均为Sigma公司产品。方法:取Wistar大鼠股骨和胫骨骨髓,体外扩增培养骨髓间充质干细胞。实验组用转化生长因子β3和胰岛素样生长因子Ⅰ联合定向诱导藻酸钠微球包被的骨髓间充质干细胞3周,对照组培养条件中无转化生长因子β3和胰岛素样生长因子Ⅰ。诱导3周后,免疫组织化学方法和反转录-聚合酶链反应法检测Ⅱ型胶原蛋白和aggrecan的表达。从微球中释放诱导的软骨细胞并接种于壳聚糖复合支架,扫描电镜观察其生长情况。主要观察指标:软骨特异性的Ⅱ型胶原、aggrecan的表达以及软骨细胞的三维形态。结果:实验组藻酸钠微球中的骨髓间充质干细胞表达的Ⅱ型胶原和aggrecan明显高于对照组(P0.05)。壳聚糖复合支架支持分化软骨细胞的贴壁、伸展、增殖和迁徙,并呈典型的软骨细胞生长形态。结论:转化生长因子β3和胰岛素样生长因子Ⅰ能诱导藻酸钠微球中的骨髓间充质干细胞定向分化成软骨细胞,并与壳聚糖复合支架表现出良好的组织相容性。