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1、目的:
觀察動(dòng)態(tài)機(jī)械壓力聯(lián)合IGF-1基因轉(zhuǎn)染對(duì)兔脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(ADSCs)HIF-1α表達(dá)的影響,并探討HIF-1α促進(jìn)成軟骨分化的作用機(jī)制。
方法:
1、無菌條件下切取成年新西蘭大耳白兔頸后部皮下脂肪組織,采用Ⅰ型膠原酶消化后貼壁培養(yǎng)的方法,分離、純化、體外擴(kuò)增兔ADSCs。
2、在脂質(zhì)體介導(dǎo)下,構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)pcDNA3.1-IGF-1的細(xì)胞株,應(yīng)用RT-PCR法檢測(cè)轉(zhuǎn)染后
2、細(xì)胞中IGF-1的表達(dá)。
3、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞以5x107/ml的密度接種于殼聚糖/明膠復(fù)合支架材料上,分組培養(yǎng):A組(空白對(duì)照組)接種未轉(zhuǎn)染基因的脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞,B組(IGF-1組)接種穩(wěn)定轉(zhuǎn)染胰島素樣生長(zhǎng)因子1的脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞,C組(壓力組)與D組(壓力+IGF-1組)分別為A、B組的細(xì)胞/支架復(fù)合物于壓力型生物反應(yīng)器中動(dòng)態(tài)培養(yǎng)(2%at0.1Hz),每天4小時(shí)(加壓20min-間歇20min,6個(gè)循環(huán)),連續(xù)培養(yǎng)7天。<
3、br> 4、觀察各組大體形態(tài),比較彈性模量的差異。
5、掃描電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)和其在支架材料上的貼附伸展情況。
6、MTT法繪制細(xì)胞/支架復(fù)合物的增殖曲線,并應(yīng)用Dil熒光標(biāo)記觀察細(xì)胞增殖及分布情況。
7、1,9-二甲基亞甲藍(lán)(DMMB)法定量測(cè)定糖胺聚糖(GAG)含量。
8、Real time PCR定量檢測(cè)組織工程軟骨中IGF-1,HIF-1α,Ⅱ型膠原(COLⅡ)和Sox
4、-9基因的相對(duì)表達(dá)。 5、組 6、G含量明顯高于其它各組,P<0.01。 7、兔ADSCs成軟骨細(xì)胞分化,使之可以成為優(yōu)秀的組織工程種子細(xì)胞。
結(jié)果:
1、成功分離、純化、培養(yǎng)兔ADSCs,貼壁生長(zhǎng)后,原代及傳代細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好,形態(tài)為長(zhǎng)梭性。
2、成功構(gòu)建穩(wěn)定表達(dá)pcDNA3-1-IGF-1的細(xì)胞株,RT-PCR檢測(cè)結(jié)果證實(shí)轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞株在mRNA水平上獲得IGF-1的表達(dá)。
3、肉眼見壓力與IGF-1基因轉(zhuǎn)染聯(lián)合培養(yǎng)組(D組)的細(xì)胞/支架復(fù)合物表面光滑,有光澤,彈性好。彈性模量比較:A組
5、MTT提示細(xì)胞增殖能力:A組
7、Real time PCR結(jié)果提示各組細(xì)胞/支架復(fù)合物中的IGF-1,HIF-1α,Ⅱ型膠原和Sox-9基因的相對(duì)表達(dá)均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,P<0.01。實(shí)驗(yàn)證實(shí)單純基因轉(zhuǎn)染組的HIF-1α、Sox-9等基因表達(dá)水平明顯高于單純壓力組,而二者聯(lián)合培養(yǎng)則能夠獲得更為顯著的效果,其基因表達(dá)量遠(yuǎn)大于二者簡(jiǎn)單加和的結(jié)果。
結(jié)論:
1、IGF-1基因轉(zhuǎn)染能夠有效促進(jìn)
2、殼聚糖/明膠復(fù)合支架材料可以作為兔ADSCs三維立體培養(yǎng)的載體,為其提供粘附生長(zhǎng)、向軟骨細(xì)胞分化、合成和分泌細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的場(chǎng)所。
3、IGF-1基因轉(zhuǎn)染明顯上調(diào)兔ADSCs HIF-1α的表達(dá)水平。
4、周期性動(dòng)態(tài)壓力增加HIF-1α表達(dá),同時(shí)刺激細(xì)胞自身分泌力敏感因子--IGF-1,從而上調(diào)軟骨細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá),促
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