髓核干細(xì)胞的損傷退變與功能化自組裝多肽水凝膠的保護(hù)效應(yīng).pdf

1、髓核干細(xì)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(fù)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(xué)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(fù)策略有望成為椎間盤退變生物學(xué)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(xué)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(xué)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(dǎo)環(huán)境中NPSCs的保護(hù)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(biāo)本。分離、純化并獲取人退變椎間盤NPSCs。分別從細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察、細(xì)胞增殖力、細(xì)胞周期、干細(xì)胞標(biāo)志物檢測、干性基因表達(dá)、三系誘導(dǎo)分化能力等方面與同源BMSCs進(jìn)行比較，

3、明確人退變椎間盤NPSCs的生物學(xué)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(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察、增殖力檢測、集落形成率、細(xì)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(xué)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(dǎo)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(xì)胞活性、細(xì)胞增殖力、凋亡細(xì)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(hù)作用。
　　結(jié)果:
　　1、NPSCs與BMSCs在細(xì)胞形態(tài)、增殖能力、細(xì)胞周期、干性基因表達(dá)方面具有相類似的生物學(xué)特性。但在細(xì)胞免疫表型方面，NPSCs中CD105與CD166的表達(dá)明顯比BMSCs更低。此外，在三系誘

5、導(dǎo)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(xì)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(xì)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(dǎo)組TUNEL陽性染色細(xì)胞比例明顯增高，表明TNF-α成功誘導(dǎo)NPSCs

6、體外凋亡。在凋亡誘導(dǎo)組中，RADA-RKPS組比單純RADA16-Ⅰ組中細(xì)胞活性、細(xì)胞增殖以及促進(jìn)類髓核分化作用均有所升高且差異有統(tǒng)計學(xué)意義。此外，RADA-RKPS比單純RADA16-Ⅰ組凋亡細(xì)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(xì)胞特性，但NPSCs擁有更強(qiáng)的成軟骨分化潛能。此外，干細(xì)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(fù)的種子細(xì)胞。
　　2、隨著退變椎間盤的Pfirrmann分級的增加，NPSCs的生物學(xué)活性與細(xì)胞功能出現(xiàn)逐漸降低現(xiàn)象，并且在PfirrmannⅣ、Ⅴ級的細(xì)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(fù)的對象和時機(jī)更加具有合理性。
　　3、功能化自組裝多肽水凝膠RADA-RKPS對