骨形态发生蛋白质-4转染骨髓间充质干细胞复合双层聚乳酸羟基乙酸共聚物支架修复兔膝关节软骨缺损

摘要

目的:探讨骨形态发生蛋白质-4 (BMP-4)基因转染骨髓间充质干细胞(BMSCs)复合聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)修复兔全层关节软骨缺损的效果.方法:取兔骨髓间充质干细胞,分离培养后,免疫组织化学鉴定BMSCs.采用电转法将pcDNA 3.1-BMP-4质粒导入BMSCs.转染成功后培养备用.制备直径为4mm的双层PLGA支架.新西兰大白兔随机分成空白组、PLGA组、PLGA/BMSCs组、PLGA/BMP-4/BMSCs组4组,将双层PLGA支架置入兔双膝关节股骨内侧髁软骨缺损中.观察并记录术后动物膝关节活动情况.第8、16周时取膝关节置入组织行H-E染色,在扫描电镜下观察置入的PIGA新生组织.采用RT-PCR法定量检测4组修复软骨缺损处新生的软骨Ⅱ型胶原、SOX-9、蛋白聚糖基因的表达水平.结果:术后各组动物膝关节活动正常,未见炎症反应.第8、16周时PLGA/BMP-4/BMSCs组兔膝关节损伤修复优于其他3组.H-E染色结果可见PLGA/BMP-4/BMSCs组膝关节损伤修复效果优于其他3组.RT-PCR结果显示PLGA/BMP-4/BMSCs组兔置入的PLGA新生的软骨中Ⅱ型胶原、SOX-9、蛋白聚糖基因的表达水平显著高于其他各组.结论:BMP-4转染BMSCs后能够促进骨髓间充质干细胞分化成软骨细胞,双层PLGA支架置入有利于兔膝关节软骨缺损区的修复.