李菁 1,2 , 陈盈 1 , 滕伟 3 , 王琴梅 1
  • 1. 中山大学附属第一医院卫生部辅助循环重点实验室(广州  510089);
  • 2. 中山大学生物医学工程学院(广州 510006);
  • 3. 中山大学附属口腔医院修复科(广州  510060);
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目的  制备并优化阳离子载体脂多糖胺纳米囊泡(lipopolysaccharide-amine nanopolymersomes,LNPs)性能,探讨其负载靶基因后体外诱导 BMSCs 定向成骨分化能力。 方法  采用接枝共聚的方法合成 LNPs,探讨合成时不同 pH(7.5、8.0、8.5、9.0)对 LNPs 及 LNPs/pBMP-2-绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)复合物理化性能的影响;通过体外大鼠 BMSCs 细胞毒性及转染实验,筛选出具低毒高转染效能的 LNPs,再用其负载 pBMP-2-GFP 基因转染大鼠 BMSCs,通过定期观察细胞形态、测定细胞表达 BMP-2 蛋白水平和 ALP 活性、钙结节生成情况来评价 LNPs/pBMP-2-GFP 对 BMSCs 成骨分化的影响。 结果  pH 为 8.5 时合成的 LNPs 含氮量、粒径及 zeta 电位均低于其余 pH 值组,其细胞毒性最低(细胞成活率 96.5%±1.4%)、转染效率最高(98.8%±0.1%)。BMSCs 经 LNPs/pBMP-2-GFP 转染诱导处理后,在前 4 d 内,其 BMP-2 蛋白表达量均明显高于 Lipofectamine2000(Lipo)/pBMP-2-GFP 组、支链型聚乙烯亚胺 25K/pBMP-2-GFP 组和空白对照组(P<0.05)。诱导后 14 d 其 ALP 活性高于 Lipo/pBMP-2-GFP 组和空白对照组(P<0.05),与成骨诱导液处理组相当(P>0.05);茜素红染色显示其和成骨诱导液处理组细胞出现明显钙结节,而 Lipo/pBMP-2-GFP 组和空白对照组细胞出现凋亡、未见明显钙结节;诱导后 21 d 镜下观察见细胞中出现透明块状结节,呈成骨细胞形态特点。 结论  pH 为 8.5 时合成的 LNPs 具有低细胞毒性、高转染效率,能高效介导 BMP-2 基因转染大鼠 BMSCs,并成功诱导 BMSCs 成骨定向分化,其成骨诱导效果与成骨诱导液处理相当。LNPs 介导的基因转染可能是诱导干细胞定向分化的一种简便有效的手段。

引用本文: 李菁, 陈盈, 滕伟, 王琴梅. 载基因脂多糖胺纳米囊泡诱导BMSCs定向成骨分化. 中国修复重建外科杂志, 2018, 32(11): 1469-1476. doi: 10.7507/1002-1892.201804125 复制

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