研究发现:脐血干细胞可有效促进骨细胞生成

近些年疾病原因以及损伤造成的大面积骨缺失给患者带来了极大的痛苦,也是创伤骨科的一大治疗难题、在骨缺损修复过程中,从修复效果、免疫排斥、疾病传播等方面来考虑,自体骨修复移植是最优选择,但其来源有限并且取骨有产生并发症的可能性,因此在临床应用中有很大的局限性。

组织工程骨的出现为创伤型骨损伤的治疗带来了新的希望,其治疗方式主要从种子细胞、细胞载体及成骨因子等,其中脐血干细胞具有很强的分化能力,在骨修复以及重建中发挥重要作用,当中成骨分化关键转录调控因子(Runx2),在成骨分化中起重要作用,过去人们一直不清楚起作用机理,近期科研人员通过实验室构建高表达的Runx2的重组腺病毒,并感染脐血干细胞,并观察高表达Runx2对脐血干细胞成骨分化相关表达的影响。

本研究从骨肉瘤细胞系提取总RNA,通过RT-PCR扩增得到Runx2基因序列,插入到穿梭质粒pAdTrack-CMV,测序验证正确后提取质粒并转化入大肠杆菌BJ5183感受态细胞中与腺病毒骨架质粒同源重组以获得重组腺病毒载体pAd-Runx2,然后转染至293细胞包装重组腺病毒(pAd-Runx2)。将转染好的细胞感染脐血干细胞,置于37 ℃的CO2培养箱中培养48 h,倒置相差显微镜和倒置荧光显微镜下观察细胞形态变化及荧光表达。

研究发现:脐血干细胞可有效促进骨细胞生成

表:qRT-PCR 所用引物序列

实验结果通过观察指标,测序检测重组腺病毒pAd-Runx2的构建是否成功;普通光倒置相差显微镜下观察两组细胞的形态,荧光倒置显微镜下观察感染组细胞荧光表达;qRT-PCR和Western blot检测Runx2、OCN、BMP-2、ALP的mRNA和蛋白表达等。

研究发现:脐血干细胞可有效促进骨细胞生成

图:重组腺病毒构建结果

研究发现:脐血干细胞可有效促进骨细胞生成

图:重组腺病毒感染脐血干细胞48 h 后荧光表达情况

研究发现:脐血干细胞可有效促进骨细胞生成

图:为Western blot检测Runx2 蛋白表达

综上所述,高表达Runx2可上调成骨相关基因的表达进而促进脐血干细胞成骨分化,该实验结果为骨组织工程提供一个初步的实验依据。另外实验所涉及到的具体分子机制,作者将在后续实验过程中进一步探讨。

我们知道,脐血中含有多种干细胞,很多干细胞具有多项分化潜能,以及在造血支持中起到重要作用,另外脐血干细胞具有取材方便,免疫源性低等特点,利于诱导生成骨细胞等。过去人们认知成骨诱导的因素抗坏血酸、甘油磷酸钠、地塞米松等化学药物,由于体内环境限制,传统方法受到很大限制,并且有些药物,在体内作用时会产生不良反应。因此从根源上研究骨生成的机制非常有必要,将成骨分化相关的基因表达到脐血干细胞中,在结合脐血干细胞本身的特性,对未来促进骨修复,具有重要意义!

参考文献:1、Peng H, Huard J. Stem cells in the treatment of muscle andconnective tissue diseases. Curr Opin Pharmacol. 2003; 3(3):329-333.2、刘俊川.自体游离非血管化腓骨移植修复大段骨缺损的应用研究[D]. 石家庄:河北医科大学, 2010.3、Fernández Vallone VB, Romaniuk MA, Choi H, et al.Mesenchymal stem cells and their use in therapy: what hasbeen achieved. Differentiation. 2013;85(1-2):1-10.4、Chieregato K, Albiero E, Castegnaro S, et al. A study on mutual interaction between cytokine induced killer cells and umbilical cord-derived mesenchymal cells: Implication for their in-vivo use. Blood Cells Mol Dis. 2012;49(3-4):159-165.5、李庆庆,王大平,熊建义,等. Runx2 重组慢病毒感染骨髓间充质干细胞并促进其成骨分化的研究[J].中国临床解剖学杂志, 2015,33(3): 311-315.

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