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人多指来源的BMSCs倾向于分化成软骨细胞的研究

许云云  李芳  梁含思  甄允方  汪健  张学光  
【摘要】:目的:自体软骨细胞移植在治疗膝关节软骨缺损方面已得到较广泛的应用,在踝关节、肘关节软骨、距骨等的临床应用也迅速发展,但也存在很多问题。其中,充足的软骨细胞来源便是亟待解决的难题。为此,寻找另外一种有效的细胞是本领域研究的重点。本课题组前期研究发现,一种特殊来源的BMSCS——人多指来源的BMSCs更倾向于向软骨细胞的诱导分化。本研究旨在研究人多指来源BMSCs(BMSCs from polydactyly,pBMSCs)的生物学特性,进而阐明其倾向于向软骨细胞分化的作用及机制。方法:从苏州大学附属儿童医院获取幼儿多指(经患者家属同意),收集骨髓细胞进行贴壁培养,获得pBMSCs细胞。随后通过PT-PCR、流式细胞仪检测MSCs细胞的特异性标志;绘制生长曲线观察pBMSCs细胞的增殖能力;分化实验证明pBMSCs细胞向脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞的诱导分化能力;Real-time PCR和Western Blot分析Sox9/BMP信号在调控软骨细胞形成中的作用;共培养实验观察pBMSCs对软骨细胞体外生长的作用。结果:pBMSCs细胞高表达间充质细胞表面标志CD73、CD90、CD105和CD166,不表达造血细胞表面标志CD34、CD45、CD133和HLA-DR。较之于BMSCs,pBMSCs具有更强的体外增殖能力;进而发现,pBMSCs向脂肪和骨诱导分化的能力较弱,但pBMSCs具有较强向软骨细胞分化的能力,其诱导成软骨细胞的时间为7d,而BMSCs诱导成软骨细胞所需时间为14d。机制实验初步证实pBMSCs中BMP4的表达显著高于BMSCs,而且Sox9的表达也高于BMSCs,随后我们又在蛋白水平上观察到同样的情况:pBMSCs中Sox9和BMP4的蛋白水平明显高于BMSCs。最后,将pBMSCs与软骨细胞共培养后,发现其对软骨细胞的生长具有支持作用。结论:本研究发现pBMSCs具有较强向软骨细胞分化的能力,Sox9/BMP通路介导了pBMSCs向软骨细胞的分化,且pBMSCs可支持软骨细胞的生长。为此,pBMSCs有望成为膝关节置换的种子细胞。

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