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[目的]各种损伤包括高压电损伤引起的肌肉组织缺损目前尚无理想的治疗方法。组织工程修复将是未来发展的方向。本课题通过体外分离培养扩增兔骨髓间充质干细胞(rabbitbonemarrowmesenchymalstemcells,rMSC)并向成肌细胞诱导分化,以及诱导分化后的成肌细胞移植修复兔高压电损伤后的肌肉缺损,研究兔骨髓间充质干细胞作为种子细胞,利用组织工程技术修复电损伤后肌肉缺损的可行性,为进一步利用组织工程技术完美修复电损伤提供实验依据。
[方法]本课题实验设计包括3个部分。第一部分,兔骨髓间充质干细胞(rMSC)的分离和体外培养与扩增。第二部分,体外培养的兔骨髓间充质干细胞的成肌细胞诱导分化。第三部分,分化后的成肌细胞移植修复兔高压电损伤。其中第一部分采用密度梯度离心结合贴壁培养法分离兔骨髓间充质干细胞,在体外培养扩增,观察兔骨髓间充质干细胞体外增殖能力;第二部分选用5-氮杂胞苷(5-azacytidine,5-aza)为诱导剂,对传代培养扩增后的兔骨髓间质干细胞进行诱导分化,观察兔骨髓间充质干细胞在5-aza诱导下的变化;第三部分,收集分化后的细胞移植于兔高压电损伤肌肉进行性坏死动物模型,观察修复治疗效果
[结果]1.体外培养出兔骨髓间充质干细胞并传代3次体外培养第1天,兔骨髓MSC呈小圆形,单个核细胞,悬浮于培养液表层;第3天部分细胞呈梭形延展,并贴附于瓶底,可见核分裂现象;第5天贴壁细胞增多,并呈极性生长,可见分裂的细胞核,部分连接成片;第7天可见贴壁的细胞多数连接成片,核分裂现象布满视野;第9天则大部分瓶底都有贴壁MSC细胞生长,并开始呈纤维状排列;第12天贴壁细胞长满瓶底,呈纤维状规则排列。体外传代培养的兔MSC细胞形态学与原代细胞大致相似,生长稍快。传代3次后的第3代细胞仍保持增殖能力。用流式细胞仪检测细胞表面抗原CD34阴性CD44阳性。
2.体外培养的骨髓间充质干细胞在5-aza诱导下向成肌细胞分化在用含有5-aza的DMEM培养基对兔骨髓间充质干细胞进行体外连续诱导24h后,继续培养7天开始,骨髓间充质干细胞出现长梭形肌管样结构,部分融合,第12天现出现成肌细胞的特征,用免疫组化检测Desmin染色阳性。
3.诱导分化后的细胞移植兔高压电损伤后的骨骼肌缺损部位时,缺损被修复。收集诱导分化的成肌细胞注射到兔高压电损伤动物模型骨骼肌缺损部位,缺损的骨骼肌得以修复。
[结论]本课题研究表明密度梯度离心结合贴壁培养能在体外分离兔骨髓间充质干细胞并在体外连续培养及传代,在5-aza诱导下可以向成肌细胞分化,当诱导分化的细胞移植到高压电损伤后的肌肉缺损部位时,能够新生肌肉,从而修复缺损。