目的 探討體外培養(yǎng)成骨細胞在不同血清濃度條件下酒精干預 后增殖和功能的改變,以及胰島素樣生長因子 1(insulin-like growth factor 1, IGF-1)的保護作用。方法 體外分離培養(yǎng)新生SD大鼠顱骨成骨細胞,分6組在不同條件下進行培養(yǎng),分別為正常血清濃度組(F15組,含15%新生牛血清)、正常血清濃度加酒精組(F15/EtOH組,酒精濃度為100mmol/L)、血清饑餓組(F2組,含2%新 生牛血清)、血清饑餓加酒精組(F2/EtOH組)、血清饑餓加IGF-1組(F2/IGF-1組,IGF-1濃度為25ng/ml)和血清饑餓、IGF-1加酒精組(F2/IGF-1/EtOH組)。于培養(yǎng)24、48、72、96h檢測細胞增殖、細胞內(nèi)堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性和骨鈣素(bone gla protein, BGP)mRNA表達。結果 各時間點F15/EtOH組成骨細胞吸光度(A)值及ALP活性、BGP mRNA表達較F15組均下降,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。F2組較F15組A值及ALP、BGP mRNA降低(P<0.05),F2/EtOH組較F2組降低(P<0.05),F(xiàn)2/IGF-1組較F2組增加(P<0.05);F2/IGF-1/EtOH組較F2/IGF-1組除24h外A值無明顯降低(P>0.05),ALP、BGP mRNA均降低(P<0.05),A值及ALP、BGP mRNA較F2/EtOH組增加(P<0.05)。結論 酒精能引起成骨細胞增殖和功能抑制,加重血清饑餓對成骨細胞的抑制作用,可能是酒精性骨損害的機制之一。IGF-1能改善血清饑餓引起的成骨抑制,并抵抗酒精抑制細胞增殖的作用,可能成為探索治療酒精性骨損害的途徑之一。
目的 探索自體全層皮膚移植成活過程中表皮干細胞隨微環(huán)境的改變而變化的規(guī)律,為表皮干細胞的臨床應用提供理論依據(jù)。方法Wistar大鼠42只,于背部制作1.5 cm×1.5 cm自體全層皮膚原位移植模型。按取材時間點隨機分成7組(G1~G7組),每組6只,分別為術后第1、3、5、7、14、21和30天;各組術前取材作對照。在各時間點大體觀察移植皮片情況;于手術前、后各時間點切取皮片組織標本,行HE染色和免疫組織化學染色,觀察組織學變化及整合素β1和基因物質(zhì)p63陽性細胞變化。結果 術后第3天,G5、G6組各有1只動物移植皮片周圍感染,其他各組移植皮片均成活良好。G1~G4組細胞水腫,炎性細胞浸潤,纖維細胞逐漸增多,G5~G7組上皮化程度越來越高,纖維細胞含量越來越少。各組整合素β-1陽性細胞率低于基因物質(zhì)p63,但隨觀察時間延長變化規(guī)律相似。陽性細胞在移植皮片中的排列結構紊亂,分布到表皮各層,從G6組開始逐漸集中于表皮的基底層和毛囊隆突部,但在表皮的其他各層仍然有陽性細胞。G1組陽性細胞率開始逐漸減少,G2組達到最低,然后逐漸增加,G1~G3組手術前、后比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);G4組接近術前(P>0.05);G6組達到最高峰后逐漸降低,G5~G7組手術前、后比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論 表皮干細胞在自體全層皮片移植成活過程中,數(shù)量逐漸減少后增加,至超過正常,后又逐漸減少;在分布上開始紊亂,幾乎分布表皮各層,后又趨向正常規(guī)律性變化。
目的 探討優(yōu)化生長因子微包囊制作方法,觀察其釋放規(guī)律和復合微小顆粒骨異位成骨的效果。方法 正交設計優(yōu)化聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly-DL-lactide-co-glycolide,PLGA)微包囊制作工藝,于2、4、8、12、24、36、48、60、72、84、96、120、144、168、192、216、240和264 h計算微包囊的累計釋放量。實驗取24只Wistar大鼠,隨機分為4組(n=6),每只大鼠于雙側(cè)股部作1 cm切口,制備臀大肌肌袋模型。A組雙側(cè)植入膠原,B組雙側(cè)植入膠原和顆粒骨,C組雙側(cè)植入膠原和重組人骨形成蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rhBMP-2)/PLGA緩釋微包囊;D組雙側(cè)植入膠原、顆粒骨與rhBMP-2/PLGA緩釋微包囊。于術后3、4和5周取樣(n=2)行大體和組織學觀察。結果 各優(yōu)化變量對微包囊粒徑及其包封率均有影響,包囊表面光滑, 成球較好。體外能夠在11 d內(nèi)緩慢釋放。術后3周大體觀察,A組未觸及移植物,B、C、D組可觸及,微包囊呈白色顆粒包裹于組織中。組織學觀察:術后3周,A組膠原已經(jīng)完全吸收,其余3組可見殘余膠原;術后4周,A組膠原已不易見到,B組可見微小顆粒骨繼續(xù)吸收,體積變??;C組包囊體積縮小,囊間成骨性細胞增多;D組微小顆粒骨和微包囊繼續(xù)吸收,成骨性細胞和軟骨性細胞團增多;術后5周,B、C、D組均可見植入物體積減小,包囊被吸收破碎,但顆粒骨和包囊周圍的軟骨性細胞、成骨性細胞更加密集。結論 優(yōu)化PLGA微包囊制備工藝,使其在體外能夠長時間緩釋。自體微小顆粒骨可在臀大肌肌袋內(nèi)異位誘導生成大量成骨性細胞,PLGA微包囊可以與其有機復合,并在減少生長因子用量的同時協(xié)同微小顆粒骨成骨。
目的 探討以去細胞的周圍神經(jīng)細胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)為支架,復合攜帶血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)的質(zhì)粒DNA,橋接修復大鼠坐骨神經(jīng)缺損的效果。方法 30只雌性SD大鼠作為供體,用化學萃取方法獲得去細胞的周圍神經(jīng)ECM支架,黏附攜帶VEGF的質(zhì)粒DNA,制備VEGF基因活化基質(zhì)(gene-activated matrix, GAM),用于體內(nèi)實驗。將30只雌性Wistar大鼠制備坐骨神經(jīng)缺損動物模型,再隨機分為三組,每組10只。A組用VEGFGAM修復,B組用浸浴多聚賴氨酸的ECM支架修復,C組為自體神經(jīng)移植修復。術后12周,采用激光共聚焦顯微鏡、光鏡、透射電鏡等形態(tài)學方法及神經(jīng)電生理學方法評價再生神經(jīng)功能。結果 VEGF-GAM作為一種局部的基因緩釋系統(tǒng)釋放VEGF,表達12周以上。術后12周,A組前角運動神經(jīng)元存活率為79.13%±2.53%,C組為75.26%±4.48%,二者比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);B組為56.09%±1.89%,A、C組均優(yōu)于B組,且差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。A組遠端再生神經(jīng)軸突數(shù)為13 463±794個/mm2,較C組16 809±680個/mm2差,但優(yōu)于B組10 260±1 117個/mm2,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。A組動作電位傳導速度為16.44±1.65 m/s,較C組23.79±2.75 m/s差,優(yōu)于B組12.87±1.42 m/s,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。A組腓腸肌濕重恢復率為71.40%±3.05%,較C組87.00%±1.87%差,優(yōu)于B組50.00%±4.90%,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。A組坐骨神經(jīng)指數(shù)恢復至39.37%±4.81%,較C組26.27%±2.71%差,優(yōu)于B組46.93%±2.96%,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。結論 VEGF GAM可促進大鼠坐骨神經(jīng)功能的恢復,但效果差于自體神經(jīng)移植。
目的 通過降低失神經(jīng)骨骼肌局部成纖維細胞合成膠原纖維的方法,延緩失神經(jīng)肌萎縮的進程。方法 將42只雄性SD大鼠左后肢制成2 cm坐骨神經(jīng)缺損失神經(jīng)腓腸肌模型,隨機分為三組,每組14只。A組于腓腸肌周圍注射粉防己堿(8mg/L),B組注射曲安舒松鈉(1.6 g/L),C組注射生理鹽水。術后30 d取材,根據(jù)不同觀察指標,選取相應足夠樣本,行肌纖顫電位波幅、肌濕重檢測、組織學觀察和顯微圖像分析儀測定。結果 A組肌纖顫電位波幅為0.195 8±0.041 9μV,B組0.185 2±0.050 3 μV,兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),與C組0.137 7±0.058 9 μV比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A組腓腸肌濕重為1.740 0±0.415 9 g,B組1.940 1±0.389 4 g,兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),與C組0.800 0±0.100 0 g比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。光鏡下見,C組腓腸肌較A、B組萎縮明顯,肌纖維變細、變少,橫紋不清,肌細胞核增多,肌纖維間結締組織和脂肪細胞均明顯增多。A組肌動蛋白灰度值為440.124 2±46.135 6,B組476.211 4±41.668 8,兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0..05),與C組380.040 0±86.315 9比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A組肌纖維條數(shù)、直徑、截面積和肌纖維間膠原纖維增長面積與C組比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);A、B組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。透射電鏡觀察各組均可見肌絲排列紊亂、線粒體消失和糖元顆粒減少等變性肌纖維存在,但C組變性肌纖維明顯較A、B組多。結論 抑制失神經(jīng)骨骼肌纖維間結締組織增生有延緩肌萎縮的作用。
目的 探討皮下注射血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)基因、外科延遲兩種方法及其聯(lián)合應用對大鼠腹壁超范圍軸型皮瓣成活的影響。方法取雄性Wistar大鼠48只,體重400~450 g,制作大鼠以腹壁淺動脈為血管蒂的8 cm×8 cm超范圍軸型皮瓣模型。隨機分為六組,每組8只,分別為空白對照組(A組)、術時基因治療組(B組)、術前基因治療組(C組)、單純延遲組(D組)、延遲同時基因治療組(E組)和延遲后基因治療組(F組)。術后7 d,計算各組的皮瓣成活率;取皮瓣組織標本行HE染色,檢測平均微血管密度及內(nèi)徑;取皮瓣組織標本行VEGF免疫組織化學染色檢測VEGF165的表達 結果〓各實驗組皮瓣成活率均顯著高于A組 (P<0.05);實驗組中,E組皮瓣成活率顯著高于其他各組 (P<0.05),余各實驗組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。微血管密度:B、C、E、F組顯著高于A、D組 ,差異有統(tǒng)計學意義(P<005);B、C、E、F組間以及A、D組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。微血管內(nèi)徑:D組顯著大于E、F組 ,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);而D組和E、F組均顯著大于A、B、C組,差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。免疫組織化學染色示A組及D組有少量VEGF165沉積,染色深度明顯淺于其他各組。B、C組和E、F組可見毛細血管內(nèi)皮細胞胞漿內(nèi)有棕褐色VEGF165抗原抗體復合物的沉積,染色較深,部分沉積物呈帶狀圍繞血管腔。各組實驗動物角膜層均未見新生血管。結論 皮下注射pcDNA4-VEGF165和外科延遲均能有效改善大鼠皮瓣的成活,但二者作用機制不同,而延遲的同時皮下注射VEGF基因能進一步提高大鼠皮瓣成活率。
目的 探討頜突外胚間充質(zhì)干細胞對γ射線照射后大鼠造血系統(tǒng)的影響。方法 取孕11.5 d SD大鼠胚胎頜突,用消化法培養(yǎng)獲得外胚間充質(zhì)干細胞,倒置顯微鏡下觀察細胞形態(tài)和生長狀況。雄性SD大鼠80只,體重220 g,隨機分為A、B、C、D 4組,每組20只,A、B和C組給予60Co γ射線全身一次性照射,照射劑量為6.0 Gy。A組:照射后6 h,尾靜脈移植第2代外胚間充質(zhì)干細胞;B、C組尾靜脈分別移植真皮成纖維細胞和生理鹽水作為陰性對照;D組未照射,為正常對照組,注射生理鹽水0.3 ml/只。分別于1、2、3和4周動態(tài)觀察大鼠外周血白細胞及血紅蛋白的變化,并于第4周行骨髓有核細胞計數(shù),測定大鼠骨髓粒細胞巨噬細胞集落形成單位(colony forming unit-granulocyte macrophage,CFU-GM),采用內(nèi)源性脾結節(jié)法測定脾集落形成單位(colony forming unit-spleen,CFU-S),進行大鼠骨髓組織學檢查。結果 培養(yǎng)的原代外胚間充質(zhì)干細胞呈單層生長,似成纖維樣梭形,有2~4個突起。移植后第3、4周,A組白細胞數(shù)明顯高于B、C組(P<0.0),A、D組大鼠外周血血紅蛋白含量高于B、C組(P<0.05)。移植后第4周,A組大鼠骨髓有核細胞計數(shù)明顯多于B、C組(P<0.01), CFU-S計數(shù)明顯多于B、C組(P<0.01),A、D組CFU-GM數(shù)量均較B、C組多(P<0.01)。結論 頜突外胚間充質(zhì)干細胞具有干細胞的特征,能夠促進輻射損傷后大鼠造血功能的修復與重建。
目的 探討D-半乳糖(D-galactose, D-gal) 誘導SD大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞(marrow mesenchymal stem cells, MSCs)衰老后的形態(tài)學及生物學變化情況。方法 取3只2月齡SD大鼠MSCs分離培養(yǎng)至第3代,一部分置于含8 g/L D-gal的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至第6代作為誘導組;另一部分在原培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至第6代作為對照組,并作表型鑒定。采用流式細胞儀檢測對照組加入8 g/L Dgal后4 d內(nèi)細胞周期的分布變化。兩組MSCs培養(yǎng)7 d并繪制生長曲線,在光鏡和透射電鏡下觀察其形態(tài)和結構變化,β-半乳糖苷酶染色、單細胞凝膠電泳檢測DNA損傷方法檢測其衰老后的生物學行為變化。結果 誘導組MSCs鏡下呈典型的衰老細胞形態(tài);對照組MSCs形態(tài)均勻,長勢良好。流式細胞儀檢測表明加入D-gal誘導后90% MSCs停留在G 0/G 1期,而S期和G 2/M期MSCs趨于消失,并隨誘導時間延長趨勢越明顯;對照組MSCs各期比例正常。MSCs生長曲線示誘導組生長速度較對照組明顯減慢。誘導組約85%呈β-半乳糖苷酶陽性染色,對照組染色為陰性。單細胞凝膠電泳示誘導組MSCs DNA有拖尾現(xiàn)象,對照組MSCs無DNA損傷。結論 D-gal對SD大鼠MSCs的老化具有誘導作用,初步推斷8 g/L為最適濃度,為研究MSCs衰老提供了較好的模型。
目的 建立外消旋聚乳酸復合神經(jīng)生長因子(poly-D,L-lactic acid/nerve growth factor,PDLLA/NGF)可吸收性緩釋導管橋接修復大鼠坐骨神經(jīng)缺損的動物模型,觀察復合導管對大鼠坐骨神經(jīng)缺損再生的促進作用。方法 利用溶劑揮發(fā)法制備PDLLA單純導管和PDLLA/NGF緩釋導管,每根緩釋導管含NGF 450 U。SD大鼠40只隨機分成4組,每組10只,切除中段坐骨神經(jīng)10 mm之后分別行自體神經(jīng)移植(A組)、單純導管橋接(B組)、單純導管加一次性給藥(C組)、PDLLA/NGF緩釋導管橋接(D組)修復坐骨神經(jīng),除A組外,均保留10 mm缺損。術后3個月觀察神經(jīng)再生情況,比較各組光鏡、電鏡及圖像分析等指標。結果 術后3個月導管與周圍組織粘連松,并開始降解,但外形仍保持完整。再生神經(jīng)均順利通過導管腔,組織學觀察A組和D組內(nèi)神經(jīng)纖維數(shù)目多,大小均勻,成熟良好;B組和C組纖維結締組織多,神經(jīng)纖維細小,髓鞘薄。圖像分析顯示除神經(jīng)纖維計數(shù)D組高于A組外,A組和D組在纖維直徑、軸突直徑和髓鞘厚度方面差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),并明顯優(yōu)于B組和C組(P<0.05)。結論 PDLLA/NGF緩釋導管能夠有效促進大鼠坐骨神經(jīng)缺損再生,組織學觀察指標接近自體神經(jīng)移植。
目的 探討異體神經(jīng)片段經(jīng)皮下包埋不同時段后對周圍神經(jīng)再生的影響。方法 Wistar大鼠55只,雌雄不限,隨機分為5組,A、B、C組(實驗組)和D組(對照組)每組各10只, E組(供體組)15只。E組動物在出骨盆口以遠5 mm處切斷雙側(cè)坐骨神經(jīng),向遠端游離約15 mm,切斷作為移植物。A、B、C組動物均行左側(cè)大腿切口,皮下鈍性分離,埋入供體神經(jīng)片段。術后1周(A組)、2周(B組)、3周(C組)顯露右側(cè)坐骨神經(jīng),距骨盆出口約5 mm處切斷,向遠端游離約10 mm再切斷,取出對側(cè)包埋的神經(jīng)片段,修剪遠近端保留長度約10 mm,移植于右側(cè)神經(jīng)缺損處。D組顯露右側(cè)坐骨神經(jīng)后,在距骨盆出口約5 mm處切斷,向遠端游離約10 mm后再切斷,原位縫合。術后2、4、6、8、10及12周監(jiān)測坐骨神經(jīng)功能指數(shù)(sciatic functional index,SFI),術后12周行電生理檢查測試運動神經(jīng)誘發(fā)電位的傳導速度及潛伏期,組織學檢測移植神經(jīng)再生軸突數(shù)目和面積,以及移植神經(jīng)的超微結構變化。結果 術后各組SFI逐漸下降,12周時A組和D組的SFI最小,兩組間差異無統(tǒng)計學意義,但分別與B組和C組比較差異有統(tǒng)計學意義(Plt;0.05)。術后12周A組和D組再生大量有髓神經(jīng)纖維及少量無髓神經(jīng)纖維,再生神經(jīng)的數(shù)量和結構與正常神經(jīng)相似,圖像分析顯示兩組間無明顯差別,與B組和C組比較差異有統(tǒng)計學意義(Plt;0.05)。A組和D組的運動神經(jīng)傳導速度及潛伏期結果無差異,優(yōu)于B組和C組,且差異有統(tǒng)計學意義(Plt;0.05)。結論 異體神經(jīng)片斷皮下包埋后有促進周圍神經(jīng)再生的作用,皮下包埋1周組促神經(jīng)再生作用優(yōu)于皮下包埋2、3周組。