尿源性干细胞在GO/SA复合支架上向类髓核细胞分化的研究

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目的:构建氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)复合支架,对其物理特性进行表征并检测支架的生物相容性。进一步探讨人尿源性干细胞(USCs)在复合支架上与髓核细胞(NPCs)共培养时向类髓核细胞分化的潜能及相关改变。方法:使用冷冻干燥的办法制备GO质量分数分别为0.5%、1%的GO/SA复合支架;使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合支架的微观结构及成分进行测量和表征;使用浸泡过复合支架的完全培养基进行USCs的体外培养,通过CCK8实验检测复合支架的生物相容性;通过用PBS浸泡复合支架的方式测定支架的溶胀率、通过测量复合支架在PBS中的质量降解来评价复合支架的稳定性。使用健康成人尿液分离并培养尿源性干细胞(USCs),通过三系分化实验、细胞流式技术对培养的细胞进行鉴定。从接受腰椎后路微创手术的患者体内获取髓核组织,分离并培养髓核细胞(NPCs)。设置对照组和实验组,其中对照组仅对USCs、NPCs进行共培养处理;实验组则将传代成功的USCs接种到复合支架上,并与NPCs进行共培养处理。共培养处理后使用WB、q RT-PCR分析实验组、对照组内USCs向类髓核细胞分化的情况。结果:GO/SA复合支架是一种三维可降解支架,微观结构上,复合支架呈现为一种多孔的疏松结构,能够为细胞的增殖、分化提供良好的空间;CCK8实验结果显示GO质量分数为0.5%时,支架具有良好的生物相容性,当GO质量分数为1%时支架生物相容性明显下降。在体外,可以将分离USCs成功的进行成骨、成脂、成软骨分化;细胞流式分析检测干细胞阳性标志物CD73、CD44呈高表达,未检测到阴性标志物CD34、CD45。USCs能够成功的接种在复合支架上并出现类髓核细胞分化,且GO质量分数为0.5%的复合支架上细胞的蛋白聚糖(ACAN)、SOX-9、二型胶原A1(COL2A1)基因及其产物表达明显增高(P<0.05)。结论:GO质量分数为0.5%的GO/SA复合支架具有优良的生物相容性,在与NPCs共培养的情况下,USCs能够更好的在三维复合支架上向髓核样细胞分化,同时,GO质量分数为1%的GO/SA复合支架对体外USCs的诱导分化起到一定的毒性抑制作用。
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