软骨形成预处理和机械刺激对间充质stem cell软骨再生的协同作用

Abstract

背景：间充质stem cell (MSCs) 在软骨再生中具有良好的转化潜力。然而，由于离体细胞扩增过程中不可避免的细胞功能变化，基于MSC的组织工程在treat软骨缺损方面的curative effect并不令人满意。如何保持 MSCs 的软骨形成能力以改善其treatment effect仍然是一个悬而未决的问题。

方法：首先将marrow来源的MSCs在成软骨诱导培养基中引发，代理软骨培养价格，然后用正常生长培养基替换以获得操作细胞（M-MSCs）。合成Methacrylated Hyaluronic Acid(MeHA) 作为支架来封装细胞。在生物反应器中用动态压缩载荷 (DL) 或自由载荷 (FL) 处理 MSC 或 M-MSC 负载构建体 14 天。之后，将构建体植入裸鼠或大鼠骨软骨缺损模型中，以测试它们在软骨再生或修复中的效率。

结果：数据显示，与未经处理的 MSCs 相比，所得的 M-MSCs 表现出优异的软骨分化潜能和存活能力。更重要的是，我们发现在裸鼠植入 30 天后，DL 显着促进了 M-MSC 包裹的 MeHA 水凝胶中新软骨的形成。此外，DL 14 天后载有 M-MSC 的构建体显着增强了骨软骨缺损大鼠模型中的软骨愈合。

结论：这项研究的结果强调了通过体外软骨形成预处理和机械刺激在软骨工程中的协同作用来维持 MSCs 的软骨形成潜力的重要性，这可能为基于stem cell的组织工程用于软骨修复提供启示。

灌注和动态负荷对海藻酸盐水凝胶中人新软骨形成的影响代理软骨培养

已知单独的动态加载和灌注培养环境可增强去分化关节软骨细胞中软骨细胞外基质 (ECM) 的产生。在这项研究中，我们探讨了这些因素的组合是否会在使用嵌入 2% 藻酸盐的成人关节软骨细胞的自由肿胀 (FS) 条件下增强这些过程。每天将藻酸盐构建体放入生物反应器中仅用于灌注（P）（100 μL/每分钟）或灌注和动态压缩负荷（PL）培养（20% 1 小时，赤峰代理软骨培养，0.5 Hz）。对照 FS 藻酸盐凝胶保持在六孔静态培养中。基因表达分析在地 7 天和地 14 天进行，而细胞活力、免疫染色和机械性能测试仅在地14 天进行。在地 7 天和地 14 天，与 FS 相比，两种生物反应器条件下的Col2a1 mRNA 表达水平显着更高（至少三倍；p < 0.05）。对于所有基因研究，P 和 PL 处理之间没有显着差异。尽管 GAG/DNA和35S GAG 掺入研究表明在 FS 处理中 GAG 保留和合成更高。所有样品中 II 型胶原蛋白沉积均较低，连接蛋白分布在 FS 条件下更分散，并且在两种生物反应器条件下，蛋白聚糖沉积位于藻酸盐构建体的外部区域，但在 FS 条件下更均匀。与 FS 相比，生物反应器条件下的分解代谢基因表达（基质金属蛋白酶 3 [ MMP3 ] 和诱导型一氧化氮合酶 [ iNOS ]）高于 FS，尽管iNOS到地14 天，表达水平下降到比 FS 条件低约四倍。我们的数据表明，在生物反应器中创建的条件增强了合成代谢和分解代谢反应，类似于其他加载研究。单独灌注就足以促进这种双重反应。与其他条件相比，PL 增加了聚集蛋白聚糖周围细胞的沉积；然而，代理软骨培养多少钱，生物反应器系统中的总体低 GAG 保留可能是由于产生了灌注和分解代谢条件。需要Z佳条件，允许适当的合成代谢和分解代谢过程用于积累 ECM 和组织重塑以促进新软骨发育，代理软骨培养报价，特别是对人类而言。

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