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胎牛血清和大鼠血清分别对体外大鼠软骨组织的影响2021-10-09 09:10:39

在我们既往的研究中发现,和胎牛血清相比较,大鼠的血清明显刺激大鼠软骨细胞的增殖,促进基质降解酶的表达及Ⅱ型胶原的降解,提示大鼠血清可能促进软骨细胞的去分化。为进一步研究大鼠血清对大鼠软骨细胞的效应,在本研究中,我们观察了胎牛血清和大鼠血清分别对体外大鼠软骨组织形成的大小、形态、基因表达的影响。
大鼠软骨细胞在形成沉淀团块后,自发形成软骨结节。进一步在大鼠血清和胎牛血清中培养 2 周,HE染色观察到软骨的组织结构,大鼠血清组组织类似于成纤维样组织改变,且组织断裂明显,而胎牛血清组组织呈典型的软骨结构,且组织比较完整。

软骨退变以软骨细胞基质的主要成分Ⅱ型胶原和蛋白多聚糖的逐步降解为标志。在本研究中,首先观察了两种不同血清干预下的组织中蛋白多聚糖含量。常见的多聚糖染色方法有甲苯胺蓝和藏红固绿。发现大鼠血清组均和胎牛血清组在甲苯胺蓝染色和藏红固绿染色上存在显著差异,提示大鼠血清组软骨细胞中软骨多糖发生降解。透明软骨和纤维软骨的区别主要在于胶原纤维的亚型,Ⅱ型胶原是透明软骨组织中的主要胶原成分,I 型胶原是纤维软骨组织中的主要胶原成分。

 
在本研究中通过原位检测两种胶原(Ⅱ型胶原和 I 型胶原) 的表达,发现在胎牛血清构建的软骨组织中,Ⅱ型胶原正常表达,而大鼠血清组Ⅱ型胶原表达几乎消失,Ⅱ型胶原表达改变和蛋白多糖的改变相符合。而 I 型胶原的表达和Ⅱ型胶原的表达呈现相反的结果,即大鼠血清组明显高表达,胎牛血清组表达很弱。在既往的研究中,发现大鼠的血清明显促进软骨细胞的增殖,在本文的研究中经过大鼠血清培养的组织明显小于胎牛血清组的组织,并且组织出现明显的断裂,原因可能在于大鼠血清迅速刺激软骨细胞去分化,软骨基质( Ⅱ型胶原和蛋白多聚糖) 分泌减少。软骨基质是软骨组织中的主要成分,两者协同维持软骨结构完整。

 
从Ⅱ型胶原的原位表达和蛋白多聚糖的染色结果中可以看出,由于细胞外的主要基质成分Ⅱ型胶原和蛋白多聚糖的减少,大鼠血清组的软骨细胞聚集在一起,当软骨细胞分泌基质成分时将软骨细胞隔离开。体现在体外构建软骨组织时,软骨组织体积和重量较大,同时软骨基质将细胞进行连接,组织结构较为致密和完整。在本研究中,不同胶原基因的表达和形态结构的改变均提示在体外构建大鼠的软骨组织,胎牛血清比大鼠血清更为合适。在构建软骨组织时,软骨细胞的来源及抑制软骨细胞的去分化尤为重要。
 
软骨细胞的来源主要为间充质细胞的分化和自体软骨细胞,中药对间充质细胞向软骨细胞分化具有明显的促进作用。但在分化的过程中,可能存在分化效率不高的问题,得不到纯度较高的软骨细胞,这对组织工程的构建是一个很大的难题。中药对软骨细胞的去分化也有一定的调控作用,但这些研究都是采用含药血清[17-18]。如前言所述,血清对软骨组织的形成具有副作用,但具体如何影响,急需解决。本研究通过比较不同的血清对软骨组织形成效应,为将来进行机制的研究奠定基础,同时结合HBP-A 的作用,构建适合临床需要的软骨组织。
 
出自《胎牛血清和大鼠血清对体外软骨组织构建的影响》作者贺自克,丁道芳,王上增。