慢病毒介导的多基因联合转染BMSCs注射治疗食蟹猴膝关节炎的实验研究

• 作者: 崔召伟 张海宁 张钊 李晓飞 王燕燕 陈著科
• 来源期刊: 中国修复重建外科杂志
• 关键词: 环氧合酶2 聚蛋白多糖酶1 IGF-1 BMSCs 慢病毒 食蟹猴
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 干细胞与组织工程
• 页码范围: 1153-1159
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7507/1002-1892.20160235

摘要

目的 通过慢病毒介导环氧合酶2(cyclooxygenase 2,COX-2)-siRNA、聚蛋白多糖酶1(Aggrecanase-1)-siRNA、IGF-1基因联合转染BMSCs,将其注射至食蟹猴骨关节炎(osteoarthritis,OA)模型关节腔,探讨对OA相关炎性因子及关节软骨的影响.方法 取髋关节OA患者自愿捐赠骨髓组织,分离培养BMSCs.采用基因重组技术构建COX-2-siRNA、Aggrecanase-1-siRNA和IGF-1过表达基因的慢病毒载体,以最佳感染复数40转染第3代BMSCs(病毒组),以空慢病毒转染培养作为对照(空病毒组),以正常BMSCs作为正常对照组.倒置相差显微镜下观察细胞生长状态,并行细胞计数;取转染培养1周细胞,RT-PCR检测COX-2、Aggrecanase-1及IGF-1 mRNA的表达.取健康3岁食蟹猴9只,按照Hulth造模法于右膝制备OA模型后,随机分为3组(n=3).模型制备术后6周,病毒组及空病毒组右膝关节腔内分别注射对应的1 mL BMSCs(约1×107个),空白对照组注射1 mL生理盐水.以左膝作为正常对照组.注射后观察动物一般情况;1、4、6周取双膝关节液,ELISA检测前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)、IL-1、Aggrecanase-1、IGF-1浓度;6周时MRI及大体观察检查膝关节软骨改变,并取材行组织学、免疫组织化学染色观察,以及RT-PCR检测COX-2、Aggrecanase-1及IGF-1 mRNA表达.结果 转染后两组细胞形态及生长曲线无明显差异.RT-RCR检测,与空病毒组、正常对照组比较,病毒组COX-2、Aggrecanase-1表达明显降低,IGF-1表达明显增加(P＜0.05).细胞注射后各组动物均存活至实验完成.注射后1、4、6周,病毒组PGE2、Aggrecanase-1、IL-1浓度明显低于空病毒组、空白对照组,但IGF-1浓度明显增高(P＜0.05);但3组以上指标浓度均显著高于正常对照组(P＜0.05).MRI检查示,与正常对照组比较,病毒组、空病毒组及空白对照组关节面均出现异常高密度影,但病毒组区域最小.大体观察及组织学观察见,病毒组、空病毒组及空白对照组关节软骨符合早期OA改变,但病毒组修复程度优于空病毒组及空白对照组,根据改良Pineda评分标准的组织学评分亦较低,比较差异均有统计学意义(p＜0.05).免疫组织化学染色示,病毒组细胞质染色较空病毒组及空白对照组深,偶尔可见棕黄色颗粒,软骨细胞较多.RT-PCR检测,与空病毒和空白对照组相比,病毒组COX-2、Aggrecanase-1 mRNA表达明显降低,IGF-1 mRNA表达明显增高(P＜0.05).结论 慢病毒介导的多基因转染BMSCs可以有效抑制食蟹猴早期OA模型膝关节腔内COX-2和Aggrecanse-1的表达,增强IGF-1的表达,降低膝关节内炎性因子浓度,有效保护关节软骨.