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.2015年11月5日6:218。
doi:10.1186/s13287-015-0210-2。

体外软骨内启动和体内人MSC细胞聚集物预血管化的影响

菲奥娜·弗里曼 1, 阿什利·B·艾伦 2, 黑兹尔·史蒂文斯 三, 罗伯特·E·古德堡 4, 劳易丝·麦克纳马拉 5
附属公司

体外软骨内启动和体内人MSC细胞聚集物预血管化的影响

菲奥娜·弗里曼等。 干细胞研究与治疗. .

摘要

简介：在软骨内骨化过程中，软骨模板的产生和随后该模板的血管化是骨组织形成的必要前体。最近的研究发现，骨髓间充质干细胞（MSCs）的软骨生成和血管启动的应用增强了MSCs在体外的矿化潜力，同时也允许未成熟血管的形成。然而，MSC聚集物的体内活性、血管化和矿化潜力尚待确定，这些聚集物已通过软骨生成和血管启动的组合在体外进行了预处理。在本研究中，我们通过与体外人脐静脉内皮细胞（HUVECs）共同培养，验证了一种组织再生方法的假设，该方法结合MSCs的软骨生成启动，首先形成软骨模板，然后软骨构建物的预血管化，一旦植入体内，将改善血管渗透，从而促进矿物质形成。

方法：将人MSC软骨原代培养21天，然后与MSC和HUVEC共同培养，再在内皮生长培养基中培养21天。然后将这些聚集物植入裸鼠皮下4周。我们结合生物发光成像、微型计算机断层扫描、组织学（Masson三色和茜素红）和免疫组织化学（CD31、CD146和α-平滑肌动蛋白）来评估这些MSC聚集物在体内的血管化和矿化潜力。

结果：皮下植入4周后，发现血运前软骨聚集物具有成熟的内源性血管（由α-平滑肌肌动蛋白壁和红细胞表示），皮下植入21天后，还发现有活的人类MSC（通过生物发光成像检测）。相反，未预血管化的聚集物在聚集物内部没有血管，人类MSC在14天后无法存活。有趣的是，血管前软骨聚集物也是唯一一组在细胞聚集物中有矿化结节的组，而矿化发生在所有其他组聚集物周围的藻酸盐中。

结论：综上所述，这些结果表明，用于MSC聚集物体外培养的软骨生成启动和预血管化联合方法显示，在体内皮下植入时，血管形成增强，细胞聚集物内矿化增加。

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数字

图1
图1
的示意图一细胞群和水凝胶方法，b条实验装置和c（c）实验时间表。BMP公司骨形态发生蛋白，EGM公司内皮生长介质，HUVEC公司人脐静脉内皮细胞，移动交换中心间充质干细胞，PCL公司聚己内酯
图2
图2
一阿尔金蓝和b条植入当天（体外激发3周后）所有三组的茜素红染色。在10倍和40倍的放大倍数下拍摄图像。c（c）CD31+的代表性图像(绿色)植入前CP21+HUVECs:MSCs组的染色切片。箭头表示CD31+染色阳性。每个截面厚8μm，每个图像都是在20倍和60倍的放大倍数下拍摄的。核反染色：DAPI(蓝色).CP21型在第21天开始软骨病治疗，HUVEC公司人脐静脉内皮细胞，移动交换中心间充质干细胞
图3
图3
植入4周后各组的Masson三色。分别在5倍、20倍和40倍下拍摄图像。截面位于右上角的平面示意图。A类纳米纤维网，B类藻酸盐岛，C类sGAG丰富封装，D类退化面积，箭头含有红细胞的血管
图4
图4
矿物总量。误差条表示标准误差（n = 8)
图5
图5
植入4周后各组进行茜素红染色。分别在4倍和40倍下拍摄图像。截面位于右上角的平面示意图。红色染色存在矿化结核，A类存在于藻酸盐内的聚集体，箭头船只存在。
图6
图6
一研究期间代表性大鼠的代表性生物发光成像（BLI）热图。b条整个研究过程中所有组的BLI总数
图7
图7
一容器总体积和b条显示4周后植入结构内血管形成水平的平均血管直径
图8
图8
一微计算机断层血管造影血管直径和b条每组结构所有平面的血管直径直方图，显示了4周后出现的不同血管厚度
图9
图9
植入4周后各组的免疫组织化学染色。方框表示放大区域。分别在10倍和60倍下拍摄图像。拍摄截面所在平面的示意图位于图像的中间。CD31染色绿色，细胞核染色蓝色，光滑肌动蛋白染色红色。箭头表示存在CD31(绿色)血管内形成
图10
图10
植入4周后各组的免疫组织化学染色。方框表示放大区域。分别在10倍和60倍下拍摄图像。拍摄截面所在平面的示意图位于图像的中间。CD146染色于绿色，细胞核染色蓝色，光滑肌动蛋白染色红色。箭头表示血管形成中存在CD146
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