人BMP-4 腺病毒表达载体对人退变腰椎间盘细胞的影响

孙晓江    戴尅戎   谢幼专    汤亭亭    于志锋    张书红

摘要： 目的 探讨在灌注型生物反应器中，大段磷酸三钙（β-TCP）载体内不同流速对人骨髓间充质干细胞（human mesenchymal stem cells, hMSCs）增殖及成骨分化的影响。方法 利用灌注型生物反应器对复合了hMSCs的大段β-TCP载体分别以3、6、9 mL/min的流速培养15 d，通过葡萄糖消耗量、细胞活力（MTT比色法）以及扫描电镜（SEM）观测细胞在载体内的增殖情况；以Real-time PCR检测成骨分化相关基因的表达。结果 各组葡萄糖的日消耗量随培养时间的延长而增加，初期9 mL/min组细胞增殖明显快于3、6 mL/min组（P<0.001），但是灌注培养后期6 mL/min组的细胞增殖快于9、3 mL/min组（P<0.05）。灌注培养15 d后，6 mL/min组细胞活力显著高于3、9 mL/min组（P<0.001）。SEM观察发现3组β-TCP载体内均形成复合细胞层，3 mL/min组细胞层呈疏松的簇状，6 mL/min组复合细胞层部分呈膜片状，9 mL/min组复合细胞层多数呈膜片状。在进行成骨诱导灌注培养15 d后，6、9 mL/min组碱性磷酸酶（ALP）及骨桥蛋白（OP）的表达均显著高于3 mL/min组（P<0.01）；3、6 mL/min组骨钙素（OC）的表达基本相同（P>0.05），而9 mL/min组OC的表达量则显著高于另外两组（P<0.001）。结论 在利用灌注型生物反应器对hMSCs进行灌注培养的早期，9 mL/min的流速最有利于hMSCs的增殖，而晚期6 mL/min的流速最有利于hMSCs的增殖。β-TCP载体内流体剪切应力（flow shear stress, FSS）随灌注流速的增加而增加，适当的FSS可促进细胞外基质的合成和分布，并增加成骨相关基因的表达。