目的 構(gòu)建hBMP-7 基因真核表達(dá)載體,觀察其在兔脂肪源性干細(xì)胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)的表達(dá),并觀察其對ADSCs 向成骨細(xì)胞分化的影響。 方法 3 月齡清潔級健康日本大耳白兔,雌雄不限,體重3 ~ 4 kg。取兔皮下脂肪約5 mL,采用膠原酶消化離心貼壁培養(yǎng)法培養(yǎng) ADSCs,取第3 代細(xì)胞進(jìn)行實驗;CD44、CD49d、CD106 免疫熒光染色鑒定ADSCs。構(gòu)建真核表達(dá)載體pcDNA3.1-hBMP-7,經(jīng)鑒定后利用LipofectamineTM 2000 介導(dǎo)轉(zhuǎn)染ADSCs,免疫組織化學(xué)染色檢測hBMP-7 在ADSCs 中的表達(dá);ALP 定量測定、Ⅰ型膠原免疫熒光檢測hBMP-7 基因轉(zhuǎn)染對ADSCs 向成骨細(xì)胞分化的影響。 結(jié)果 倒置相差顯微鏡觀察示ADSCs 呈梭形、多角形分布;表面抗原標(biāo)志CD44、CD49d 呈陽性表達(dá),CD106 呈陰性表達(dá)。成功構(gòu)建pcDNA3.1-hBMP-7 真核表達(dá)載體,并利用脂質(zhì)體介導(dǎo)的方法成功導(dǎo)入ADSCs 中,免疫組織化學(xué)染色提示hBMP-7 能在ADSCs 中表達(dá)。ALP 定量測定示,轉(zhuǎn)染后7、10、14 d pcDNA3.1-hBMP-7 轉(zhuǎn)染組(實驗組)ALP 活性明顯高于pcDNA3.1 空載體轉(zhuǎn)染組(對照組),差異有統(tǒng)計意義(P lt; 0.05);轉(zhuǎn)染后7、14 d,實驗組Ⅰ型膠原表達(dá)量均高于對照組(P lt; 0.05)。 結(jié)論 構(gòu)建的真核表達(dá)載體pcDNA3.1-hBMP-7 可在兔ADSCs中表達(dá),且轉(zhuǎn)染后的ADSCs ALP 定量測定、成骨標(biāo)志物Ⅰ型膠原的表達(dá)均高于pcDNA3.1 空載體轉(zhuǎn)染細(xì)胞,為開展以干細(xì)胞為載體的局部基因治療奠定了基礎(chǔ)。
目的 通過體外實驗探討hVEGF165 和hBMP-7 共表達(dá)重組腺相關(guān)病毒載體(recombinant adenoassociated virus,rAAV)體外生物學(xué)活性,為體內(nèi)應(yīng)用其進(jìn)行骨壞死的基因治療奠定理論基礎(chǔ)。 方法 分別采用rAAVhVEGF165-內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點序列(internal ribosome entry site,IRES)- hBMP-7(實驗組)、綠色熒光蛋白(green fluorescent protein,GFP)標(biāo)記的rAAV-IRES-GFP(對照組)轉(zhuǎn)染體外培養(yǎng)的第3 代兔BMSCs,于轉(zhuǎn)染后1、2、3、7 及14 d 應(yīng)用ELISA 法及轉(zhuǎn)染后14 d 應(yīng)用Western blot 法鑒定兩組hVEGF165 和hBMP-7 表達(dá);轉(zhuǎn)染后14 d 行細(xì)胞免疫熒光染色觀察hVEGF165 和hBMP-7 表達(dá)一致性。應(yīng)用第3 代人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)管狀血管形成實驗檢測hVEGF165 蛋白活性。取第3 代BMSCs 行誘導(dǎo)成骨實驗,Gomori 鈣鈷法ALP 染色及茜素紅法鈣鹽染色檢測hBMP-7 蛋白活性。 結(jié)果 ELISA 檢測示隨轉(zhuǎn)染時間延長,兩組hVEGF165 和hBMP-7 表達(dá)逐漸升高;實驗組各時間點hVEGF165 和hBMP-7 表達(dá)量均明顯高于對照組(P lt; 0.05)。Western blot 檢測示實驗組可見hVEGF165 和hBMP-7表達(dá),對照組未見陽性表達(dá)。細(xì)胞免疫熒光染色觀察示實驗組hVEGF165 和hBMP-7 染色呈陽性,表達(dá)部位和強度具有較好一致性;對照組未見陽性表達(dá)。HUVEC 管狀血管形成實驗示實驗組HUVEC 拉長變形、出芽且相互交聯(lián)成管狀樣結(jié)構(gòu);與對照組相比,管狀血管數(shù)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P lt; 0.05)。ALP 染色見實驗組細(xì)胞出現(xiàn)深染顆粒,對照組細(xì)胞內(nèi)淺著色;與對照組相比,礦化結(jié)節(jié)數(shù)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P lt; 0.05)。 結(jié)論 雙基因共表達(dá)rAAV-hVEGF165-IRES-hBMP-7體外具有良好的生物學(xué)活性。
目的 探討hVEGF165 及hBMP-7 共表達(dá)重組腺相關(guān)病毒載體(recombinant adeno-associated virus,rAAV)介導(dǎo)基因表達(dá)的時效性,為體內(nèi)應(yīng)用其進(jìn)行骨壞死的基因治療奠定理論基礎(chǔ)。 方法 應(yīng)用熒光細(xì)胞計數(shù)法測定rAAV 轉(zhuǎn)染兔BMSCs 的最佳轉(zhuǎn)染復(fù)數(shù)。分別采用rAAV-hVEGF165- 內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點序列(internal ribosome entry site,IRES)- hBMP-7(實驗組)、綠色熒光蛋白(green fluorescent protein,GFP)標(biāo)記平行對照rAAV-IRES-GFP(對照組)在最佳轉(zhuǎn)染復(fù)數(shù)條件下轉(zhuǎn)染體外培養(yǎng)的第3 代兔BMSCs。于不同時間點分別行GFP 表達(dá)檢測、RT-PCR 檢測、Western blot 檢測明確rAAV 體外介導(dǎo)基因表達(dá)的時效性關(guān)系。將實驗組及對照組病毒轉(zhuǎn)染后的BMSCs 以5 × 106 個/ mL 密度,分別注射至9 只2 月齡純種雄性新西蘭大耳白兔制備的肌袋模型內(nèi)各1 mL(實驗組1 及對照組1),于不同時間點分別行GFP表達(dá)檢測、Western blot 檢測及ELISA 檢測明確rAAV 體內(nèi)介導(dǎo)基因表達(dá)的時效性關(guān)系。 結(jié) 果 rAAV 轉(zhuǎn)染兔BMSCs的最佳轉(zhuǎn)染復(fù)數(shù)為5 × 104 v.g/cell。通過體外檢測顯示rAAV 轉(zhuǎn)染BMSCs 后1 d 即有目的基因表達(dá),14 d 時表達(dá)強度明顯增強,至28 d 時仍維持較強表達(dá)。通過體內(nèi)檢測顯示體內(nèi)轉(zhuǎn)染2 周可檢測到目的基因表達(dá),6 周時表達(dá)強 度增強,8 周時仍維持較高水平。ELISA 法檢測實驗組1 細(xì)胞培養(yǎng)上清中hVEGF165 和hBMP-7 含量分別為(248.67 ± 75.58)pg/mL 和(4.80 ± 0.61) ng/ mL, 對照組1 分別為(32.28 ± 8.42)pg/mL 和(0.64 ± 0.42)ng/mL,兩組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P lt; 0.05)。 結(jié)論 雙基因共表達(dá)rAAV-hVEGF165-IRES-hBMP-7 具有較好的轉(zhuǎn)染時效性。
目的 探討hVEGF165 及hBMP-7 共表達(dá)重組腺相關(guān)病毒(recombinant adeno-associated virus,rAAV)體內(nèi)誘導(dǎo)成骨及成血管的活性,為股骨頭缺血性壞死(avascular necrosis of the femoral head,ANFH)的AAV 基因治療提供理論基礎(chǔ)。 方法 取體外培養(yǎng)的第3 代兔BMSCs,分別采用以下4 種病毒轉(zhuǎn)染并分為4 組:rAAV-hVEGF165- 內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點序列(internal ribosome entry site,IRES)-hBMP-7(A 組)、rAAV-hVEGF165- 綠色熒光蛋白(green fluorescent protein,GFP)(B 組)、rAAV- hBMP-7-GFP(C 組)及rAAV-IRES-GFP(D 組)。取24 只雄性新西蘭大耳白兔制作后肢缺血模型,并隨機分為4 組(n=6),于股骨肌肉內(nèi)植入上述4 組病毒轉(zhuǎn)染的BMSCs,8 周后應(yīng)用超聲影像學(xué)檢測兔后肢脛前動脈血流量,行CD34 免疫組織化學(xué)染色檢測微血管生成。另取24 只雄性新西蘭大耳白兔制作股骨肌袋模型,并隨機分為4 組(n=6),于肌袋內(nèi)植入上述4 組病毒轉(zhuǎn)染的BMSCs,8 周后應(yīng)用X 線片檢測兔后肢原位骨化,行von Kossa 鈣鹽染色檢測肌肉組織成骨礦化。 結(jié)果 病毒注射后動物未出現(xiàn)局部或全身毒性反應(yīng)。病毒注射后8 周,A 組兔后肢脛前動脈血流百分比及CD34 陽性微血管數(shù)均高于其他3 組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P lt; 0.05);B 組高于C、D 組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P lt; 0.05);C、D 組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P gt; 0.05)。病毒注射后8 周,A、C 組兔后肢肌袋內(nèi)出現(xiàn)可被X 線檢測到的原位骨化,von Kossa 肌肉組織鈣鹽染色可見大量鈣鹽沉積,且A 組原位骨化及鈣鹽沉積程度均較C 組強;B 組及D 組均未見明顯原位骨化及鈣鹽沉積形成。 結(jié)論 rAAV-hVEGF165-IRES-hBMP-7 載體具有體內(nèi)誘導(dǎo)成骨及成血管的生物學(xué)活性。