TGF-β3和BMP-7基因共转染骨髓间充质干细胞和富血小板血浆凝胶支架治疗椎间盘退变的实验研究

椎间盘退变引发的各种脊柱疾病是引起颈、腰疼痛的主要原因，但目前的保守治疗和手术治疗均非理想的治疗手段，因此寻求更符合脊柱生理需求的椎间盘"再生"技术显得尤为重要。随着基因治疗和组织工程技术的飞速发展，将这两种技术相结合，为髓核组织的"再生"提供了一个最具潜力的途径。TGF-β3和BMP-7是目前发现的最有潜力的促类髓核细胞分化的生长因子。富血小板凝胶生物支架由富血小板血浆混合激活剂制备而成，不仅具有适合细胞生长的三维空间结构，还具有其他支架材料没有的丰富的自体细胞生长因子，能促进种子细胞增殖和向类髓核细胞方向转化。本课题将TGF-β3和BMP-7基因共转染的骨髓间充质干细胞复合富血小板凝胶生物细胞支架构建组织工程髓核，其不仅利用了TGF-β3和BMP-7蛋白对干细胞的协同成类髓核细胞分化作用，又能够充分利用生物细胞支架中丰富的生长因子，具有良好的应用前景。

本课题通过人工合成TGF-β3和BMP-7基因，构建转基因兔BMSCs细胞，复合于富血小板血浆凝胶支架，构建组织工程髓核并观察其对椎间盘退变的治疗作用。结果表明，TGF-β3和BMP-7基因共转染的兔BMSCs细胞较普通兔BMSCs细胞、TGF-β3或BMP-7单基因转染的兔BMSCs细胞具有更好的类髓核细胞定向分化能力。共转染兔BMSCs细胞同时高表达TGF-β3和BMP-7，类髓核细胞分化标志物（ Collagen I、Collagen II）基因表达水平显著高于TGF-β3或BMP-7单基因转染组。兔自体富血小板血浆与TGF-β3和BMP-7基因共转染的兔BMSCs混合后激活，可形成纤维交织的立体网状支架结构。支架孔隙直径在40µm至100µm之间；复合物内可见转基因BMSCs均匀分布，培养后可见多数细胞伸出大量突起到纤维骨架和凝胶孔隙之中，说明转基因BMSCs与支架复合后生长状态良好。总之，利用基因转染技术、生物材料支架，我们成功地构建了转基因BMSCs-富血小板血浆凝胶组织工程髓核。该组织工程髓核内富含生长因子，其中的转基因BMSCs可持续高表达TGF-β3和BMP-7，高效定向分化为类髓核细胞。动物试验将检验该组织工程髓核对兔退变椎间盘的治疗作用，这部分研究已接近尾声，结果正在整理、总结中。