成骨细胞诱导骨髓基质细胞体外成骨的初步研究

目的:探讨在不使用细胞因子或化学药物的情况下,成骨细胞(Osteoblast,OB)与骨髓基质细胞(Bone Marrow Stromal Cells,BMSCs)混合培养时,成骨细胞提供的成骨微环境能否在体外诱导BMSCs向成骨细胞分化,并复合支架形成成熟的骨组织.研究成骨细胞诱导BMSCs有效成骨的最小比值(指成骨细胞与骨髓基质干细胞数量的比值).方法:SY别培养SD乳鼠的成骨细胞与SD大鼠的BMSCs,将成骨细胞和BMSCs以1:9、2:8、3:7、1:0的不同比例进行混合培养,通过测定第3、6、9天培养液上清中的碱性磷酸酶(ALP)的含量,研究成骨细胞促BMSCs有效成骨的最小比值.将两种细胞以该最小浓度比混匀接种于涂附Ⅰ型胶原壳聚糖材料支架上(直径9 mm,高3mm)作为混合培养组,相同终浓度的单纯成骨细胞和单纯BMSCs分别接种于相同支架作为阳性对照及阴性对照.另设置低比值成骨细胞对照组(仅含有共培养组中相同的成骨细胞数,但不含有共培养组中的BMSCs).全部标本均于体外培养8周后取材,通过大体观察、组织学及免疫组织化学等相关检测对新生骨进行评价.结果:成骨细胞和BMSCs以3:7的比例进行混合培养时已可实现有效成骨.3:7比例的混合培养组及阳性对照组(成骨细胞组)体外培养8周后大体观察和苏木素-伊红染色(HE)、ALP染色基本相同,均表达骨特异性细胞外基质Ⅰ型胶原,形成了较成熟的骨组织.阴性对照组(单纯BMSCs组)和低比值成骨细胞组,原细胞支架复合物变小、变形.低比值成骨细胞组在局部形成了少量的骨组织,阴性对照组(单纯BMSCs组)未能发现骨样组织形成.结论:在不使用细胞因子或化学药物的情况下,成骨细胞提供的成骨微环境能够在体外诱导BMSCs向成骨细胞分化并形成成熟的骨组织.混合细胞中成骨细胞与BMSCs的比例为3:7时是有效成骨的最小比值.

Preliminary study of in vitro osteogenesis by co-culture of osteoblasts and bone marrow stromal cells

Aim:This study explored the feasibility of in vitro osteogenesis by co-culture of osteoblasts and BMSCs so as to confirm the hypothesis that osteoblasts can provide osteogenic microenvironment to induce osteogenic differentiation of BMSCs and thus promote in vitro osteogenesis of BMSCs.The lowest ratio when osteoblasts have fine capacity of inducing BMSCs osteogenic differentiation was also studied.In this way,a novel method in seeding cell culture for bone tissue engineering is expected. Methods: The newly...