组织工程骨募集宿主间充质干细胞参与骨重建的机制研究

• 作者: 侯天勇 卢彦竹 李志琳 杨爱军 殷啸龙 许建中 邢军超
• 来源期刊: 中华创伤杂志
• 关键词: 组织工程 间质干细胞 基质细胞衍生因子-1
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 362-369
• 页数: 8页
• 字数: 6131字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-8050.2018.04.013

摘要

目的 探讨创伤后骨缺损组织工程骨(TEB)移植后,组织工程骨募集宿主骨髓间充质干细胞(BMSCs)参与骨重建的机制. 方法 体内实验:取8周龄FVB/N小鼠,切除股骨干中部2 mm骨干和骨膜,制作大段骨缺损.缺损处分别植入脱钙骨基质(DBM)和TEB并固定,所有小鼠按随机数字表法分为DBM组(18只)和TEB组(18只).移植后24 h流式细胞术评价宿主BMSCs入血的数量,活体动物体内成像观察两组募集循环中小鼠骨髓间充质干细胞(mBMSCs)到达损伤区域的能力,ELISA法比较两组外周血中基质细胞衍生因子-1(SDF-1)含量.体外实验:(1)迁移小室实验评估SDF-1(100 ng/ml)促进人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)迁移的能力,SDF-1/趋化因子受体4(CXCR4)通路通过选择性CXCR4拮抗剂普乐沙福(AMD3100)阻断,按处理因素分为对照组、SDF-1组和SDF-1+AMD3100组.(2)建立人脐静脉内皮细胞(hUVECs)、hBMSCs共培养体系并通过SDF-1刺激细胞,按共培养细胞和处理因素分为hBMSCs组、hBMSCs+hUVECs组和hBMSCs+ hUVECs(AMD3100预处理)组.迁移小室实验比较各组hBMSCs迁移数量,ELISA法检测共培养上清的肝细胞生长因子(HGF)水平.(3)对体外培养的hUVECs分别通过SDF-1刺激以及AMD3100拮抗SDF-1/CXCR4,按处理因素分为对照组、SDF-1组和SDF-1+AMD3100组,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)评价各组HGF表达. 结果 体内实验:骨缺损材料移植后24 h,TEB组外周血中间充质干细胞(MSCs)数量、SDF-1浓度与DBM组比较均有明显增高(P＜0.05),TEB组募集的术后注射进入循环的mBMSCs多于DBM组(P＜0.01).体外实验:(1)单种细胞迁移小室实验中,相比对照组和SDF-1+AMD3100组,SDF-1组显著增强hBMSCs迁移能力(P＜0.01).(2) hBMSCs和hUVECs共培养体系迁移小室实验中,与hBMSCs组、hBMSCs+hUVECs(AMD3100预处理)组比较,hBMSCs+ hUVEC组迁移细胞数量和HGF浓度均显著增多(P＜0.01),而hBMSCs组与hBMSCs+ hUVECs(AMD3100预处理)组比较差异无统计学意义(P＞0.05).(3) qRT-PCR显示,与对照组比较,SDF-1组HGF表达明显升高(P＜0.01).拮抗SDF-1/CXCR4后,SDF-1+AMD3100组HGF表达与SDF-1组比较显著降低(P＜0.05).结论 骨缺损TEB移植后可以显著提高体内趋化因子SDF-1水平,有效促进宿主MSCs的动员和循环中MSCs的募集.SDF-1不仅通过SDF-1/CXCR4直接促进hBMSCs的迁移,还可上调血管细胞HGF的表达和分泌,进一步放大SDF-1对hBMSCs的趋化作用.