可注射水凝胶包埋骨髓间充质干细胞可有效促进损伤软骨的修复

Injectable hydrogel loaded with bone marrow-mesenchymal stem cells promotes the repair of cartilage defect

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摘要目的构建可注射水凝胶(IH)包埋骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)体系,探究其促进关节软骨修复的作用及机制.方法使用全骨髓贴壁法培养小鼠原代BM-MSCs.采用茜素红(ARS)、油红O(ORO)及阿尔新蓝(AB)染色鉴定其分化潜能;采用流式细胞测量术鉴定其表面CD44、CD90、CD105、CD34、CD45 的表达.制备可注射水凝胶包埋BM-MSC(BM-MSC-IH),采用流变学测试检测BM-MSC-IH的流变性能.构建小鼠膝关节软骨全层损伤模型,采用随机数字表法将小鼠分为盐水组、BM-MSC组和BM-MSC-IH组,每组 8 只.采用关节注射法给药,试验组小鼠注射BM-MSC-IH 0.2 mL,BM-MSCs组注射等量细胞悬液,盐水组注射等量 0.9％氯化钠溶液.分别于注射药物 6 周及 12 周后,使用番红-固绿染色观察小鼠膝关节软骨的修复情况,使用免疫组织化学染色观察小鼠膝关节Ⅱ型胶原表达情况.结果原代培养的小鼠 BM-MSCs阳性表达 CD44、CD90、CD105,而 CD34、CD45表达呈阴性,且具有成骨、成脂、成软骨分化潜能;构建的 BM-MSCs-IH 体系为类固体胶体,流变性能符合水凝胶的基本特征;BM-MSC-IH可有效促进小鼠膝关节软骨再生,并增加局部Ⅱ型胶原的表达,效果较单独使用BM-MSCs更佳.结论可注射水凝胶包埋骨髓间充质干细胞可有效促进损伤软骨的修复,该作用可能是通过促进软骨细胞分化、促进Ⅱ型胶原的表达实现的.