攜載基質金屬蛋白酶小干擾RNA殼聚糖納米微球防止體外培養(yǎng)的軟骨細胞退變的研究.pdf

1、背景：
　　軟骨組織工程中，體外擴增的軟骨細胞極易發(fā)生去分化，表現為細胞表型消失，合成細胞外基質能力下降?；|金屬蛋白酶（matrix metallo-proteinase,MMP）是一組廣泛存在于各種組織、可降解細胞外基質的蛋白酶，與軟骨細胞去分化、軟骨退變關系密切。RNA干擾（RNA interference,RNAi）是指將與靶基因同源序列的雙鏈RNA導入細胞，在細胞內與靶基因的信使RNA（messenger RNA,mRN

2、A）結合并迅速將其降解，從而抑制該基因表達。殼聚糖(chitosan,CS)是一種帶正電荷的大分子，在一定條件下可與帶負電荷的核酸結合，形成納米級別的聚合物可被細胞胞吞。本研究擬使用攜載MMP-3和13的小干擾RNA（small interfering RNA,siRNA）質粒的殼聚糖納米微粒轉染體外培養(yǎng)的種子細胞，試圖抑制去分化相關基因表達，培養(yǎng)出表型優(yōu)良、穩(wěn)定的軟骨細胞，防止再生軟骨細胞退變。
　　實驗一:軟骨細胞的體外培養(yǎng)與

3、鑒定
　　目的：通過體外培養(yǎng)兔關節(jié)軟骨細胞，觀察軟骨細胞的形態(tài)、體外培養(yǎng)時維持細胞表型的能力，選出最適合作軟骨組織工程的種子細胞。方法：利用貫序酶消化法分離兔關節(jié)軟骨，體外培養(yǎng)，并利用組織學和免疫細胞化學等方法鑒定、評價軟骨細胞功能。結果：利用胰酶-膠原酶貫序消化法，可成功消化兔關節(jié)軟骨細胞，并成功培養(yǎng)。用HE、甲苯胺藍、番紅-O等組織學染色方法予以鑒定，Ⅰ、Ⅱ型膠原免疫細胞化學法觀察軟骨細胞功能。結論：通過體外培養(yǎng)，原代至第3代

4、的軟骨細胞維持表型的能力無明顯差異，適合做組織工程的種子細胞，第4代以后發(fā)生去分化、分泌Ⅱ型膠原的能力顯著減低。
　　實驗二:攜載質粒的納米微球轉染體外培養(yǎng)的兔關節(jié)軟骨細胞
　　目的：研究攜載質粒的不同分子量的殼聚糖納米微球的包裹率和保護DNA的能力，鏡下觀察其大小和形態(tài)，觀察其對原代兔關節(jié)軟骨細胞的轉染效率。方法：用分子量在5K到800K之間的六種殼聚糖，利用表達增強型綠色熒光蛋白質粒(plasmid Enhanced G

5、reen Florescence Protein,pEGFP)作報告基因，通過復合凝聚法制備殼聚糖-質粒納米微球。觀察殼聚糖納米微球介導pEGFP在體外培養(yǎng)的兔關節(jié)軟骨細胞中的表達情況；并計算轉染效率。結果：分子量為170K、250K和800K的殼聚糖納米微球的轉染效率均高于5K、50K和85K的殼聚糖納米微球，其中800K的殼聚糖納米微球與脂質體相當。結論：與脂質體轉染組相比，氮/磷（Nitrogen/Phosphate,N/P）比值

6、為5時，相對分子量為800k的殼聚糖納米微球可高效轉染原代培養(yǎng)的兔軟骨細胞，可作為今后進一步體外、體內實驗的首選轉染載體。
　　實驗三:攜載MMP3、13-shRNA的殼聚糖納米微球轉染體外培養(yǎng)的兔關節(jié)軟骨細胞
　　目的：通過利用攜載MMP3、13-shRNA的殼聚糖納米微球體外轉染原代兔關節(jié)軟骨細胞，利用實時定量聚合酶鏈式反應（real-time quantitative Polymerase Chain Reaction

7、,qRT-PCR）檢測基因干擾效果，并與陰性對照組比較。方法：利用分子量800K的殼聚糖制作攜載MMP3、13的shRNA的殼聚糖納米微球，N/P比值為5，體外轉染原代培養(yǎng)的兔關節(jié)軟骨細胞，設立隨即核酸序列作為陰性對照。利用qRT-PCR檢測干擾效率。結果：攜載MMP-3和13基因的siRNA質粒的殼聚糖納米微球能成功轉染兔關節(jié)軟骨細胞，其干擾MMP表達的效率均可達20％左右，并顯著高于陰性對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結論