技术说明：
1． 种子细胞的筛选经历了软骨细胞、成体骨髓间充质干细胞、微重力旋转培养系统下扩增、基因修饰诱导。
2． 支架分别选用聚乙醇酸、聚乳酸涂层的多孔羟基磷灰石、壳聚糖。
成果的创造性、先进性：
1． 将组织工程技术、干细胞技术和转基因技术相结合，率先利用TGF-β1基因转染骨髓间充质干细胞诱导成软骨分化，复合壳聚糖支架构建基因修饰组织工程软骨，以其修复关节软骨缺损；
2． 种子细胞选用成体骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cell, MSC），来源于成体自体骨髓，易于获取和纯化，避免取自于胚胎的来源和伦理学问题，且传代能力强，表型稳定；
3． 以目的基因TGF-β1修饰后受体细胞可有效地表达目的基因，调控自身和其他效应细胞生长并获得所需特定功能,诱导MSC成软骨分化；
4． 对转染成功后干细胞生长分化潜能、致瘤性，成软骨分化所需的特异性细胞外基质：II型胶原、aggrecan、fibronectin等、细胞外基质的降解主要由降解系统基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）进行了进一步研究，发现基因转染后MMP-1、MMP-3、MMP-13含量和酶活性下降，TGF-β1对MMP的含量和酶活性的调节是导致MSC成软骨分化所需的特异性细胞增加的主要原因，揭示了基因修饰诱导MSC成软骨分化的机理；
5． 选用质脂体为载体进行基因转染，载体本身无毒性，更适合于体内实际应用，且价格远低于纯化的重组蛋白；
6． 以无细胞毒性的壳聚糖为支架，可完全降解，生物相容性好，具有组织工程软骨支架和生物基因载体的双重作用。
应用前景：
组织工程技术是应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。其基本原理和方法是将体外培养扩增的正常组织细胞吸附于一种具有优良细胞相容性并可被机体降解吸收的生物材料上形成复合物，然后将细胞--生物材料复合物植入人体组织、器官的病损部位，在作为细胞生长支架的生物材料逐渐被机体降解吸收的同时，细胞不断增殖、分化，形成新的并且其形态、功能方面与相应组织、器官一致的组织，从而达到修复创伤和重建功能的目的。它融合了细胞生物学、工程科学、材料科学和外科学等多个学科，是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学领域又一新的发展里程碑，标志着传统医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。
本研究在国内外最先综合报道了以成体骨髓间充质干细胞为种子细胞，在微重力旋转培养系统中扩增，以目的基因TGF-β1修饰，受体细胞表达目的基因，基因表达产物诱导成体骨髓间充质干细胞成软骨分化；国内外最先报道选用无毒性的脂质体为载体进行基因转染，以无细胞毒性、且具有协同生物载体作用的壳聚糖为支架，构筑新型基因修饰组织工程软骨修复关节软骨缺损；国内外最先报道就目的基因转染干细胞成功诱导其成软骨分化后，对细胞外基质和基质金属蛋白酶调控，揭示目的基因转染诱导干细胞成软骨分化的机理，阐述了新型基因修饰组织工程软骨修复效果优于普通组织工程软骨的原因。 |
