劉佩禎

玻尿酸和脂肪幹細胞在關節軟骨組織工程之應用
Application Hyaluronic Acid on Chondrogenesis of Adipose-Derived
Stem Cells in Cartilage Tissue Engineering

劉佩禎
長榮大學生物科技學系
實習單位：高雄醫學大學骨科學研究中心
指導老師：何美泠主任

摘要
關節軟骨的損傷常常會受到一些機械性或是藥物的 (二)進行脂肪幹細胞三種誘導分化
傷害，引起軟骨的磨損與流失。利用幹細胞進行關節軟將脂肪幹細胞培養在誘導軟骨化、脂化、骨化培養液中，以基
骨組織工程文獻歷年來逐漸的增加；以高醫骨研中心研本培養液做為對照組(圖五)，培養七天後染色，在Chondro-
究脂肪幹細胞(Adipose-Derived Stem Cells, ADSCs) induction medium中(圖六)，細胞有聚集形成軟骨，則藍色一團的
和玻尿酸(Hyaluronic acid, HA)微環境誘發軟骨分化部分最為明顯;在Osteo-induction medium中(圖七)，細胞有礦化
的結果的結合，幹細胞具有多重分化的能力藉由用現象，一團團紅色的部分則為礦化的位置;在Adipo-induction
Alizarin red stain 觀察骨化表現、Alcian blue medium(圖八)中，有明顯看到油滴的樣子，經由染色後更容易觀察。
stain觀察軟骨化、Oil Red O stain觀察脂化表現，證
明分離出來的幹細胞具有三種分化。
脂肪幹細胞 (ADSCs)與玻尿酸 (HA)微環境的研究目
的為:高密度的ADSCs與HA可以增加聚集誘發軟骨組織的
生成，且以Alcian blue stain觀察軟骨化的表現，並
用Real- time PCR去觀察軟骨化基因的表現，偵測第一 (圖五)Basal (圖六)Alcian blue (圖七)Alizarin red (圖八)Oil Red O
medium stain stain stain
天與第三天軟骨基因表現，隨時可得知軟骨化的表現。

實驗設計流程 (三)脂肪幹細胞培養在玻尿酸微環境中
加入玻尿酸與脂肪幹細胞
抽取大鼠脂肪，萃取幹細胞，加入不同誘導分化的培養一起培養，使細胞發生聚集(圖
進行細胞培養液九)，再用Alcian blue
stain(圖十)，更明顯觀察到細
胞聚集的現象，推斷出玻尿酸具
有將細胞聚集的功效，可使細胞 (圖九)未染前 (圖十)染色後
進行染色更快聚集形成軟骨。
(1)Alizarin red stain 將脂肪幹細胞培養在玻尿酸
(2)Alcian blue stain (HA)微環境
(3)Oil Red O stain (四)進行軟骨基因反應測試
利用Real time PCR偵測SOX-9、
Aggrecan、Collagen type II；
第一天時，培養在軟骨化培養液
測試軟骨基因的表現的ADSCs，軟骨基因表現明顯和
第一天與第三天差異 Basal-1高(圖表1)；但在第三天 (圖表1) (圖表2)
時，CIM表現都下降，然後Basal Basal-1：培養在Basal medium 第一天
明顯有提升，推斷可能是基因表 CIM-1：培養在Chondro-induction medium第一天
實驗結果現量逐漸趨緩，所以表現量下降 Basal-3：培養在Basal medium 第三天
CIM-3：培養在Chondro-induction medium第三天
(圖表2)。
(一)萃取大鼠脂肪幹細胞
脂肪幹細胞從大鼠體中取出，先將大鼠(圖一)麻醉之結論
後，在將大鼠表面消毒後，將表皮剪開，再剪開肌肉層，在脂肪幹細胞可以藉由其他的生長因子或是其他物質，可以
從體內撈取脂肪出來(圖二)，並將脂肪放入含有PBS的離心使脂肪幹細胞誘導走向不同的分化現象，放入三種不同生長的培
管中(圖三)，進行縫合；取出的脂肪加入college I 和K- 養液中，逐漸走向三種不同分化；並且將脂肪幹細胞培養在玻尿
NAC medium 培養，並且經常去觀察以及更換medium，最後酸的微環境中，細胞有聚集的現象，由此證明玻尿酸具有聚集細
得到脂肪幹細胞(圖四)。胞的功效，有利於形成軟骨組織，之後再做軟骨基因表現測試，
發現在第三天時軟骨表現逐漸趨緩推斷表現量下降，未來可以繼
續做第五天的觀察，可能可看到更明顯的變化與表現。

致謝
高雄醫學大學骨科學研究中心
(圖一)大鼠 (圖二)剪開肌肉層 (圖三)取出脂 (圖四)幹細胞
並取出脂肪
何美泠主任王耀賢博士林怡珊、汪在婕、黃珮詒學姐
肪

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