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| 间充质干细胞/内皮祖细胞基质依赖型组织工程骨修复大鼠股骨缺损 |
| 董睿1,2 白赟3 许建中3 董世武1 |
| 1 陆军军医大学生物医学材料学教研室, 重庆 400038; 2 解放军第九四八医院后勤保障部， 乌苏 833000； 3 陆军军医大学第一附属医院骨科, 重庆 400038 |
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| Mesenchymal stem cell/endothelial progenitor cell extracellular matrix-based tissue engineering bone for the repair of rat femoral defects |
| Dong Rui, Bai Yun, Xu Jianzhong, Dong Shiwu. |
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摘要 目的 探讨大鼠骨髓间充质干细胞（MSC）/内皮祖细胞（EPC）作为种子细胞构建的基质依赖型组织工程骨（ECM-TEB）修复大鼠股骨缺损的效果。 方法 分离培养骨髓来源的MSC和EPC并进行功能鉴定，种植上架于纳米晶胶原基人工骨颗粒，培养14 d后冻干，获得MSC/EPC ECM-TEB和MSC ECM-TEB。扫描电镜观察MSC和EPC在支架表面的生长形态。分别提取MSC ECM-TEB蛋白浸提液（对照组）和MSC/EPC ECM-TEB蛋白浸提液（实验组），加入EPC培养系统中进行迁移、划痕修复、管腔形成检测；另加入MSC培养系统中进行茜素红染色和碱性磷酸酶（ALP）染色检测，观察两组细胞募集、血管生成和成骨分化情况。选取12只SD大鼠，建立股骨缺损模型，按照随机数字表法分为：（1）假手术组：仅在缺损处进行清创处理；（2）MSC ECM-TEB组：在缺损处植入MSC ECM-TEB；（3）MSC/EPC ECM-TEB组：在缺损处植入MSC/EPC ECM-TEB，每组4只大鼠。2个月后行Micro-CT检查和缺损区Masson三色染色观察骨缺损修复情况。冻干后低温保存3个月，采取同位素相对标记与绝对定量技术（iTRAQ）标记蛋白质谱检测MSC ECM-TEB和MSC/EPC ECM-TEB在成血管方面的差异，并采用基因本体论/京都基因与基因组百科全书技术（GO/KEGG）功能富集方法分析其原因。 结果 MSC和EPC在支架表面生长、增殖良好，形成光滑的细胞层状结构。实验组在细胞迁移数、划痕修复比例和管腔形成长度分别为（121.6±8.3）个、（61.5±5.9）%、（11.3±0.6）mm，较对照组显著增多［（85.0±6.7）个、（39.3±3.6）%、（5.9±0.4）mm］（P均<0.01）。茜素红染色和ALP染色结果显示，实验组钙结节矿化面积比例显著增加［（38.8±3.3）% ∶（49.9±3.0）%、（38.8±2.4）% ∶（45.3±3.3）%］ （P均<0.05）。Micro-CT和Masson染色结果表明，MSC/EPC ECM-TEB组骨缺损修复良好，MSC ECM-TEB组仅形成少量新骨，假手术组几乎没有新骨形成；骨体积分数、骨小梁数量和骨小梁厚度差异均有统计学意义（P<0.05）。蛋白质谱分析结果表明，与MSC ECM-TEB组相比，MSC/EPC ECM-TEB组中有83个血管生成相关的因子显著上调（差异倍数>2，P<0.05）；GO/KEGG功能富集分析显示，与MSC ECM-TEB相比，MSC/EPC ECM-TEB在“血管发育”等生物过程存在明显差异（P<0.01），“血管平滑肌收缩通路”等显著增强（P<0.01）。 结论 与MSC ECM-TEB相比，MSC/EPC ECM-TEB在细胞募集、血管生成和新骨生成方面显著增强，是一种更佳的可用于创伤性骨缺损修复的组织工程骨构建策略。
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| 关键词 ：
细胞外基质蛋白质类,
骨再生,
新血管形成,
组织工程
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| 基金资助:全军后勤保障研究计划重点项目（AWS17J004-02-06）；全军医学科技青年培育（拔尖）计划（20QNPY022）；陆军军医大学军事医学预研基金（2018XYY05） |
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通讯作者:
董世武, Email:dongshiwu@tmmu.edu.cn, 电话：023-68771730
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