国家自然科学基金(81171691)
- 作品数:3 被引量:2H指数:1
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- rFN/CDH修饰的BCP仿生界面对人骨髓间充质干细胞增殖、粘附和分化的影响被引量:1
- 2014年
- [目的]探讨rFN/CDH修饰的BCP仿生界面对人骨髓间充质干细胞增殖、粘附和分化的影响。[方法]通过同双官交联的方法将rFN/CDH融合蛋白引入双相钙磷陶瓷(biphasic calcium phosphate ceramic,BCP)表面,制备rFN/CDH-BCP仿生界面(rFN/CDH-BCP),并对其活化界面表征进行评价。利用细胞离心粘附实验、MTT实验和成骨诱导分化等手段,评价rFN/CDH-BCP对骨种子细胞的增殖、粘附和分化的影响。[结果]XPS数据显示仿生修饰后BCP表面分别独立出现164.0 eV和401.0 eV的峰谱,即硫和氮元素的分布,提示界面构建成功、有效。SEM显示BCP表面呈巨孔/微孔不规律分布,仿生修饰对微结构无明显影响。蛋白吸附实验显示BCP对rFN/CDH的吸附在一定范围内呈浓度依赖性。离心粘附实验显示hMSCs在rFN/CDH-BCP表面的粘附数量与生物配基密度表现为正相关,hMSCs在其表面表现出良好的粘附、增殖和生长状态。hMSCs成骨诱导10 d后,在rFN/CDH-BCP表面的ALP活性表现最高(P<0.05)。成骨诱导14 d后,在rFN/CDH-BCP表面的OCN蛋白表达水平亦最高(P<0.05)。成骨诱导21 d后,rFN/CDH-BCP表面的细胞间形成的椭圆形橘红色结节在数量和面积上分布最多。[结论]rFN/CDH生物配基共价交联生物陶瓷BCP界面后具备优良的粗糙度、微结构和可控的配基密度等生物理化特征,是一种生物相容性界面。rFN/CDH-BCP仿生界面在体外有效增强hMSCs的粘附、增殖效率和生长活力,显著上调了干细胞成骨诱导后ALP、OCN等成骨标志物的表达,明显促进了钙结节形成和基质矿化能力。
- 向强崔翔王加旭周跃
- 关键词:间充质干细胞成骨分化
- rFN/CDH-BCP组织工程骨的制备和体内融合效应的初步研究
- 2013年
- 目的制备复合bMSCs的rFN/CDH-BCP组织工程骨,并对其体内融合效应进行初步观测。方法制备复合bMSCs的rFN/CDH-BCP组织工程骨,利用细胞离心粘附实验、MTT实验和成骨诱导分化等方法观察组织工程骨界面对骨种子细胞的粘附和分化的影响。建立兔腰椎横突间植骨融合模型,以复合bMSCs的rFN/CDH-BCP组织工程骨植于预备的骨槽内,利用X线影像学和组织学技术观察融合部位新骨生成状况及种子细胞分布、转归状况。结果 bMSCs复合24 h后rFN/CDH-BCP表面和内部有大量细胞粘附,生长良好,成骨诱导10 d后,rFN/CDH-BCP表面ALP活性显著升高(P<0.05),21 d后,钙结节广泛分布。bMSCs复合rFN/CDH-BCP植入兔植骨融合区12周后X线和组织学显示有明显新生骨生成,对照组没有。结论 rFN/CDH-BCP组织工程骨在体内外均有良好的生物学效应,对新骨形成和骨成熟具有显著的促进作用和良好修复作用,具有较广阔的临床应用前景。
- 向强崔翔王加旭刘明华
- 关键词:组织工程骨间充质干细胞腰椎融合骨修复
- 一种具有双嗜性功能融合蛋白FN/CDH的制备及其促粘附、成骨生物活性鉴定被引量:1
- 2013年
- 目的构建一种具有同嗜性和异嗜性细胞粘附功能的重组融合蛋白FN/CDH,验证其对人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cell,hMSCs)的促粘附、成骨效能。方法以纤维连接蛋白(fibronectin,FN)和钙粘附蛋白11(CDH11)作为前体分子,通过生物信息学分析了解其结构序列与功能基团。采用"同源模建"作为分子模拟策略确定FN和CDH11功能片段的接合方式。常规PCR扩增FNⅢ7-10和CDH11 EC1-2基因片段后应用重叠延伸PCR(splice-overextension PCR,SOE-PCR)进行基因拼接。将融合基因插入原核表达载体pET-22b构建重组载体,重组载体转化表达菌株Rsoetta-gami(DE3),实现rFN/CDH的诱导表达,蛋白纯化。免疫印迹确定融合蛋白种属,离心促粘附实验和成骨诱导验证rFN/CDH体外生物活性。结果成功构建了pET22b-FNⅢ7-10/CDH11 EC1-2融合基因原核表达载体,获得了rFN/CDH的可溶性表达,纯化后rFN/CDH的纯度达到96%。初步验证了各个融合蛋白表达属性的准确性,证实rFN/CDH具有良好的促进成骨细胞粘附的生物活性。将有成骨分化潜能的hMSCs在rFN/CDH涂层的TCPS表面进行成骨诱导培养,以早期成骨标志物Alkaline phosphatase(ALP)和晚期标志物Osteocalcin(OCN)作为评价指标,提示rFN/CDH具有良好的促进细胞成骨分化的生物活性。结论成功进行了rFN/CDH融合蛋白的原核表达、纯化和鉴定,嵌合蛋白的粘附活性在一定程度上实现了对FN和CDH11功能的叠加,rFN/CDH具有"促粘"和"促成骨"的双重生物活性,可作为一种理想的仿生修饰分子进行生物界面的构建。
- 向强张瑗崔翔王加旭刘明华
- 关键词:纤维连接蛋白钙粘附蛋白粘附