目的观察成骨分化后的去分化骨髓间质干细胞(differentiation osteogenic bone marrow mesenchymal stem cells,De-BMSCs)移植对前十字韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建术后腱骨界面骨形成的促进作用,并探索De-BMSCs成骨分化效应增强的分子机制。方法从家兔胫骨和股骨中提取BMSCs,经成骨诱导分化后用普通培养基进行去分化培养制备De-BMSCs,鉴定De-BMSCs的干细胞特性。建立家兔ACL重建模型,分为3组:腱骨界面注射海藻酸钠凝胶(对照组);腱骨界面注射复合BMSCs海藻酸钠凝胶(BMSCs组);腱骨界面注射复合De-BMSCs海藻酸钠凝胶(De-BMSCs组)。术后4周和12周取膝关节标本,进行组织学、影像学、生物力学检测,评估腱骨界面骨形成情况。De-BMSCs体外成骨诱导分化,给予活化T细胞核转录因子1(nuclear factor of activated T cells 1,NFATc1)RNA干扰处理,检测成骨分化标志基因及Nanog/NFATc1/Osterix信号通路的表达,明确De-BMSCs成骨分化效应增强的分子机制。结果De-BMSCs可向成骨、成脂、成软骨分化,具有干细胞特性(均P<0.05)。术后4周De-BMSCs组BV/TV值为0.36±0.01,较对照组0.24±0.03和BMSCs组0.30±0.02明显增加(P<0.05),最大负荷(40.34±1.19)N和刚度(20.67±2.14)N/mm较对照组[(14.88±2.74)N,(8.67±2.19)N/mm]和BMSCs组[(26.31±1.76)N,(13.81±2.14)N/mm]明显升高(均P<0.05);术后12周De-BMSCs组BV/TV值0.47±0.02较对照组0.30±0.02和BMSCs组0.35±0.03明显增加(均P<0.05),最大负荷(64.46±6.69)N和刚度(25.18±3.11)N/mm较对照组[(41.01±6.12)N,(11.59±2.54)N/mm]和BMSCs组[(48.21±4.12)N,(15.89±2.94)N/mm]明显升高(均P<0.05);De-BMSCs成骨分化过程中,Nanog的表达增加(P<0.05),NFATc1的表达上升且其与Osterix的相互作用增强(P<0.05),成骨分化标志基因COL1A、OCN、OPN的表达增加(均P<0.05)。结论De-BMSCs移植可促进ACL重建后的腱骨界面骨形成,其作用机制可能是Nanog/NFATc1/Osterix信号通路介导了De-BMSCs成骨分化效应增强。
