髓核干細胞的損傷退變與功能化自組裝多肽水凝膠的保護效應(yīng).pdf

1、髓核干細胞(Nucleus pulposus derived stem cells，NPSCs)的發(fā)現(xiàn)使退變髓核組織的內(nèi)源性修復從理論變成現(xiàn)實。然而，目前針對人退變椎間盤源性NPSCs的生物學特性與應(yīng)用潛能尚缺乏系統(tǒng)全面的研究。同時，在椎間盤退變過程中，NPSCs的損傷退變現(xiàn)象正逐漸受到重視。因此，基于NPSCs損傷退變的組織工程修復策略有望成為椎間盤退變生物學治療的新方向。
　　目的:
　　1、探明人退變椎間盤源性NPSC

2、s的生物學特性與應(yīng)用潛能
　　2、明確不同退變程度的椎間盤中，NPSCs生物學性能的改變
　　3、驗證功能化自組裝多肽水凝膠RADA-RKPS對凋亡誘導環(huán)境中NPSCs的保護作用
　　方法:
　　1、收集臨床上腰椎手術(shù)中廢棄的髓核組織與同源骨髓血標本。分離、純化并獲取人退變椎間盤NPSCs。分別從細胞形態(tài)學觀察、細胞增殖力、細胞周期、干細胞標志物檢測、干性基因表達、三系誘導分化能力等方面與同源BMSCs進行比較，

3、明確人退變椎間盤NPSCs的生物學特性與應(yīng)用潛能。
　　2、獲取不同Pfirrmann分級的退變椎間盤來源NPSCs，通過對各組細胞形態(tài)學觀察、增殖力檢測、集落形成率、細胞衰老方面以及成軟骨能力的比較，明確人不同退變Pfirmman分級椎間盤中NPSCs生物學特性的變化。
　　3、利用多肽水凝膠RADA16-Ⅰ與BMP-7活性片段制備功能化自組裝多肽支架材料RADA-RKPS，并采用TNF-α體外誘導NPSCs凋亡。將實驗分

4、為RADA16-Ⅰ、RADA16-Ⅰ+TNF-α與RADA-RKPS+TNF-α三組。通過對比三組細胞活性、細胞增殖力、凋亡細胞比例與類髓核分化效果，驗證功能化自組裝多肽RADA-RKPS對NPSCs具有保護作用。
　　結(jié)果:
　　1、NPSCs與BMSCs在細胞形態(tài)、增殖能力、細胞周期、干性基因表達方面具有相類似的生物學特性。但在細胞免疫表型方面，NPSCs中CD105與CD166的表達明顯比BMSCs更低。此外，在三系誘

5、導中，兩者的成骨能力無差異。但NPSCs的成脂能力比BMSCs稍差，但卻擁有顯著的成軟骨能力。
　　2、在退變椎間盤組織中，隨著Pfirrmann分級增加，NPSCs在細胞形態(tài)、增殖力、集落形成率等方面均呈現(xiàn)下降趨勢，而細胞衰老比例卻明顯升高。此外，上述性能在PfirrmannⅢ級與Ⅳ級之間呈現(xiàn)顯著差異改變。
　　3、與單純RADA16-Ⅰ組相比，凋亡誘導組TUNEL陽性染色細胞比例明顯增高，表明TNF-α成功誘導NPSCs

6、體外凋亡。在凋亡誘導組中，RADA-RKPS組比單純RADA16-Ⅰ組中細胞活性、細胞增殖以及促進類髓核分化作用均有所升高且差異有統(tǒng)計學意義。此外，RADA-RKPS比單純RADA16-Ⅰ組凋亡細胞比例明顯減少。
　　結(jié)論:
　　1、研究結(jié)果表明人退變椎間盤NPSCs與同源BMSCs具有相類似的干細胞特性，但NPSCs擁有更強的成軟骨分化潛能。此外，干細胞免疫表型的差異結(jié)果提示NPSCs是間充質(zhì)來源的，并非胚胎來源。因此，N

7、PSCs相比BMSCs更加適合作為退變椎間盤修復的種子細胞。
　　2、隨著退變椎間盤的Pfirrmann分級的增加，NPSCs的生物學活性與細胞功能出現(xiàn)逐漸降低現(xiàn)象，并且在PfirrmannⅣ、Ⅴ級的細胞中顯著下降。這種現(xiàn)象提示NPSCs的損傷退變可能是椎間盤早期退變的病理基礎(chǔ)與始動因素。同時，PfirrmannⅡ與Ⅲ級作為椎間盤退變的內(nèi)源性修復的對象和時機更加具有合理性。
　　3、功能化自組裝多肽水凝膠RADA-RKPS對