去上皮羊膜及其浸提液体外诱导骨髓间充质干细胞的分化

目的观察去上皮羊膜及其浸提液体外诱导骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向上皮细胞的分化,并探讨其机制。方法从胎儿四肢长骨分离BMSCs,扩增后采用流式细胞术分析第3代(P3)细胞表面抗原(CD29、CD34、CD71和HLA-DR)的表达,并用4,6-乙酰基-2-苯基吲哚(DAPI)标记第4代BMSCs(P4-BMSCs)。机械法去除正常胎盘羊膜上皮,制成去上皮羊膜,并制备去上皮羊膜浸提液。将DAPI标记的BMSCs接种于羊膜上,设加或不加表皮细胞生长因子(Epidermal growth factor,EGF)、类胰岛素1号生长因子(Insulin-like growth factor 1,IGF-1)、羊膜浸提液诱导组及细胞爬片对照组,体外诱导培养后,采用免疫荧光组织(细胞)化学染色学法检测各组细胞角蛋白(Cytokeratin,CK)、EGF-R和IGF-1-R的表达,并于诱导后第10天计算CK阳性细胞率。结果原代BMSCs呈典型旋涡状生长,P3细胞表达CD29和CD71,不表达CD34和HLA-DR。羊膜组和细胞爬片组BMSCs在加入EGF或IGF-1诱导后,表达EGF-R和IGF-1-R的时间较未加生长因子的对照组提前2～4 d,表达CK的时间提前2～6 d,单用羊膜组或羊膜浸提液组的表达时间差异无统计学意义(P>0.05);诱导第10天,单用羊膜或羊膜浸提液诱导组的CK阳性细胞表达率明显高于细胞爬片对照组(P<0.05);羊膜与EGF、IGF-1联合诱导组高于单用羊膜组(P<0.05);EGF诱导组高于IGF-1诱导组(P<0.05)。结论羊膜及羊膜浸提液、外源性EGF和IGF-1在体外均可诱导BMSCs向上皮细胞分化,羊膜可能主要通过其所含的细胞因子诱导BMSCs向上皮分化。     

大鼠骨髓间充质干细胞向成骨与成脂分化过程中相关基因的表达变化

目的探讨大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向成骨与成脂分化过程中相关基因表达的变化。方法采用全贴壁法分离培养大鼠BMSCs,并观察其形态学特征的变化,MTT法检测其生长状况,并绘制生长曲线。分别采用成骨和成脂诱导剂对第4代BMSCs进行诱导分化,应用碱性磷酸酶试剂盒、茜素红和油红O染色液检测其ALP活性、成骨和成脂分化能力;RT-QPCR检测诱导0、7、14和21 d的成骨分化相关基因Runt相关转录因子2(Runx2)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、碱性磷酸酶(ALP)及成脂分化相关基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxidase proliferator activated receptor gamma,PPARγ)和脂肪酸结合蛋白(FABP4)的表达变化。结果全骨髓贴壁法能成功分离培养BMSCs,传代细胞生长增殖迅速,以长梭形细胞生长为主,细胞生长曲线呈S形。第4代BMSCs分别经成骨和成脂诱导剂诱导后,ALP、茜素红和油红O染色均呈阳性;诱导7、14和21 d后,Runx2、OCN、ALP、PPARγ和FABP4基因mRNA的表达量均显著高于0 d(P0.05);成骨分化过程中,Runx2和ALP在第7天时表达量最高,之后呈下降趋势,OCN的表达量呈稳定上升趋势;成脂分化过程中,PPARγ在第7天时表达量最高,FABP4始终高表达。结论 BMSCs具有易于体外分离培养、扩增和经诱导后具有多向分化潜能等特点,成骨和成脂分化相关基因的表达量随诱导时间延长而变化,呈明显的时序性表达差异,提示分别在成骨与成脂分化过程中起重要调控作用,为BMSCs在骨、细胞和基因等工程中的机制研究提供了实验依据。     

大鼠骨髓间充质干细胞的体外分离培养与鉴定

目的建立大鼠骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)体外分离培养及鉴定的方法 ,为MSCs的系列研究奠定基础。方法采用全骨髓直接贴壁筛选法分离培养MSCs并传代,倒置相差显微镜下观察细胞形态,以MTT法检测细胞增殖水平并绘制生长曲线。取第3代MSCs,流式细胞术检测细胞周期和细胞表型,应用成骨细胞诱导液和脂肪样细胞诱导液诱导MSCs定向分化,鉴定其分化能力。结果全骨髓细胞培养5d,镜下可见贴壁细胞增殖明显,细胞形态较均一,大部分呈梭形,7d左右可传代,经2～3次传代后细胞呈单一梭形的成纤维样细胞,即MSCs;细胞生长曲线呈S形;经流式细胞仪检测,MSCs细胞76.01%处于G0/G1期,7.13%处于G2/M期,16.86%处于S期;MSCs表面不表达CD34;在特定诱导液作用下,MSCs可分别向成骨样细胞及脂肪样细胞分化。结论已成功建立了分离培养及鉴定MSCs的方法 ,可用来评价体外培养的MSCs。     

体外诱导微环境对骨髓间充质干细胞成神经分化的影响及分化后的自发逆转现象

目的体外定向诱导大鼠骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)成神经分化,并探讨诱导微环境对其分化的影响及分化后的自发逆转现象。方法体外分离培养大鼠MSCs,流式细胞仪检测细胞表面标志。采用改良神经元诱导液[Modified neuronal induction media(MNM)]定向诱导MSCs,免疫荧光检测神经细胞表面标志。观察胎牛血清(FBS)浓度、细胞密度、MNM剂量、新鲜与使用过的MNM等不同诱导微环境对MSCs成神经分化的影响。结果 MSCs经MNM诱导后,6h即可见尼氏体,表达神经元特异性表面标志神经元特异性烯醇化酶(NSE)、巢蛋白(Nestin)和微管相关蛋白-2(MAP-2)。随着诱导微环境的改变,MSCs成神经分化率及神经元表面标志表达亦发生改变,且分化后的神经元样细胞可自发逆转。结论 MSCs能够在MNM微环境中定向成神经分化,但诱导微环境的改变可以从量和质两个层面影响MSCs定向分化。     

骨髓间充质干细胞对大鼠脑胶质瘤C6细胞系分化的影响

目的探讨骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells,BMSCs)对大鼠脑胶质瘤C6细胞系分化的影响及其相关机制。方法用Transwell小室共培养BMSCs与C6细胞,采用细胞计数法检测C6细胞增殖水平;流式细胞术检测C6细胞的细胞周期;免疫荧光与免疫组化法分别检测波形蛋白(vimentin)和胶质纤维酸性蛋白(Glia lfibrillary acidic protein,GFAP)的表达;生化法检测谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)的活性。结果 BMSCs对C6细胞的增殖具有抑制作用;与BMSCs进行双层培养72h的C6细胞出现G0/G1期细胞周期阻滞,双层培养组的C6细胞GFAP表达明显增强,同时vimentin表达减弱,并且这两种分化标志物在细胞内的分布及排列发生了改变;双层培养组C6细胞内GS活性升高。结论 BMSCs能诱导C6细胞向成熟星形胶质细胞分化,可能与BMSCs分泌的某些细胞因子有关。     

骨髓间充质干细胞对海藻酸钙胶珠内神经干细胞增殖与分化的作用

神经干细胞(neural stem cells,NSCs)移植治疗神经损伤被认为是具有潜在应用价值的手段,但其来源困难;骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)以其所具有的诸多优点,为神经损伤的治疗提供了一个新的思路。而BMSCs是否是通过作用于内源性的NSCs来促进神经修复,仍存在着争议。今采用海藻酸钙胶珠将NSCs包囊培养至一定大小的神经球后,再与BMSCs进行共培养,考察BMSCs对生长在海藻酸钙胶珠内的NSCs增殖与分化的作用,探讨BMSCs移植治疗神经疾病与损伤的作用机理。共培养过程中观察神经球结构的变化;共培养结束后计算NSCs的增殖倍数,对增殖条件下共培养的NSCs表型和多向分化潜能进行免疫荧光染色鉴定;对分化条件下共培养的NSCs向不同神经细胞分化的能力进行流式细胞仪检测。结果表明,BMSCs可使生长于支架内的NSCs迁出细胞球,对NSCs的增殖没有明显影响;但能够明显影响NSCs的分化,使其向少突胶质细胞分化的能力增加3倍,向星形胶质细胞分化的能力减弱1倍,而向神经元细胞分化的能力没有明显变化。BMSCs有可能是通过分泌某些因子增加了NSCs迁移及向少突胶质细胞分化的能力,从而促进神经损伤的修复。     

bFGF促增殖后骨髓间充质干细胞向多巴胺能神经元样细胞的分化

目的探讨碱性成纤维细胞生长因子(Basic fibroblast growth factor,bFGF)体外作用于骨髓间充质干细胞(Mesen-chymal stem cells,MSCs)后,诱导其向神经元样细胞和多巴胺能神经元样细胞定向分化的情况。方法从鼠骨髓中获得MSCs,培养传代,用MTT法检测bFGF对骨髓MSCs生长的影响。10 ng/ml bFGF作用2 d后,通过IBMX、细胞因子bFGF、GDNFI、L-1β、中脑神经胶质细胞条件培养基和中脑神经细胞膜碎片等分组联合诱导骨髓MSCs向神经元样细胞、多巴胺能神经元样细胞分化,免疫细胞化学方法鉴定特异标志NSE、MAP-2a,b和TH的表达。结果在一定范围内,bFGF对骨髓MSCs具有明显的促增殖作用。分化的神经元样细胞表达NSE、MAP-2a,b和TH,联合应用GDNFI、L-1β、中脑条件培养基和中脑神经细胞膜碎片诱导7 d后,NSE阳性率为(27.774±2.747)%,MAP-2a,b为(28.006±3.080)%,TH为(3.098±0.352)%。结论体外骨髓MSCs被诱导分化成神经元样细胞和多巴胺能神经元样细胞,为帕金森等中枢神经系统疾病的细胞移植治疗奠定了基础。     

细胞传代对骨髓间充质干细胞成软骨细胞分化的影响

目的 观察在成软骨诱导培养条件下,细胞传代对骨髓间充质干细胞(MSCs)体外成软骨能力的影响.方法 不同代MSCs成软骨诱导后,观察细胞生物学特性以及通过免疫荧光,RT-PCR测定特异性软骨细胞外基质aggrecan的表达情况.结果 经成软骨诱导后,第2、4代MSCs表达aggrecan明显较第6、8代细胞高.结论 MSCs很可能由多种形态功能接近,分化潜能有略有差异的细胞组成;在成软骨诱导培养条件下,对此传代后成软骨能力减弱.     

人肝细胞生长因子基因真核表达质粒的构建及其在人骨髓间充质干细胞中的表达

目的构建人肝细胞生长因子(Human hepatocyte growth factor,hHGF)真核表达质粒,并检测其在人骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)中的表达及其对细胞生长的影响。方法采用密度梯度法从人骨髓中分离BMSCs,流式细胞术检测细胞表型,成脂及成骨诱导其分化。PCR扩增hHGF基因,定向克隆至pEGFP-N1载体中,构建重组表达质粒pEGFP-N1-hHGF,通过电穿孔法转染BMSCs,荧光显微镜下观察增强型绿色荧光蛋白的表达,RT-PCR及Western blot法检测hHGF基因mRNA的转录及蛋白的表达,MTT法检测hHGF对BMSCs增殖活力的影响。结果 BMSCs高表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45;BMSCs在体外有向成脂及成骨细胞诱导分化的能力。酶切及基因测序证实,重组表达质粒pEGFP-N1-hHGF构建正确;转染后48 h观察到转染细胞中有绿色荧光蛋白表达;RT-PCR法和Western blot检测到hHGF基因在BMSCs中表达;转染hHGF基因的BMSCs增殖活力明显高于空白对照组和空载体转染组(P<0.05)。结论成功构建了hHGF基因真核表达质粒,转染人BMSCs后获得表达,表达的hHGF可促进BMSCs增殖。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外向血管平滑肌样细胞诱导分化过程中Periostin的表达及其作用

目的探讨血小板源性生长因子(Platelet derived growth factor,PDGF)-BB诱导骨髓间充质干细胞(Bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)向血管平滑肌样细胞(Vascular smooth muscle-like cells,VSMLCs)分化过程中Periostin的表达及其在促VSMLCs分化中的作用。方法采用全骨髓贴壁培养法分离和培养大鼠BMSCs,取第2代BMSCs分为2组:诱导Ⅰ组(用50 ng/ml PDGF-BB单独向VSMLCs诱导)和诱导Ⅱ组(加入地塞米松1μmol/L、胰岛素1μmol/L、吲哚美辛1μmol/L、3-异丁基-1甲基黄嘌呤0.5 mmol/L,向脂肪样细胞诱导),以大鼠胸大动脉平滑肌细胞作为阳性对照。分别于诱导后7 d和14 d,采用RT-PCR检测细胞中平滑肌肌动蛋白(SMα-actin)、平滑肌肌球蛋白重链(SM MHC)、平滑肌肌钙结合蛋白(SM Calponin)和Periostin mRNA的转录水平,Western blot检测Periostin蛋白的表达水平。结果诱导Ⅰ组细胞的SMα-actin、SM MHC、SMCalponin和Periostin基因mRNA及Periostin蛋白的表达水平14 d比7 d显著增强,且差异有统计学意义(P<0.05);14 d与阳性细胞相比,差异无统计学意义(P>0.05);未诱导组及诱导Ⅱ组在14 d均无表达。结论 PDGF-BB(50 ng/ml)能够单独诱导BMSCs向VSMCs分化,Periostin在此过程中起重要作用。     

骨髓基质干细胞对大鼠肝纤维化细胞凋亡的影响

目的探讨骨髓基质干细胞(BMSCs)对大鼠肝纤维化细胞(CFSCs)凋亡的影响。方法常规培养BMSCs、CFSCs和大鼠肝细胞系BRL,并双层共培养CFSCs与BMSCs。用ELISA方法检测BMSCs培养上清中NGF、HGF和TGF-β1的浓度;RT-PCR检测与BMSCs共培养的CFSCs及BRL的p75表达;TUNEL法检测BMSCs分泌的细胞因子封闭后对CFSCs凋亡的影响。结果BMSCs可分泌NGF、HGF、TGF-β1等细胞因子,且随着培养时间的延长,其分泌量逐渐增多;BRL不表达p75,CFSCs表达p75,且与BMSCs共培养后,其表达量增高;分别用p75的阻断剂TAT-Pep5、HGF的中和抗体和JNK的阻滞剂sp600125作用后,BMSCs诱导CFSCs凋亡的比例均明显降低;封闭TGF-β1后,BMSCs诱导CFSCs凋亡的比例增高。结论BMSCs能够通过分泌NGF和HGF促进CFSCs的凋亡,这种凋亡诱导作用依赖于JNK的活性,并且在封闭TGF-β1后增强。     

大鼠骨髓间充质干细胞向肝样细胞的定向诱导分化

目的 探讨肝细胞生长因子(Hepatocyte growth factor,HGF)和碱性成纤维细胞生长因子(Basic fibroblast growthfactor,bFGF)诱导大鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)分化为肝样细胞的可行性。方法取SD大鼠股骨骨髓,直接贴壁法分离纯化BM-MSCs,并体外传代,流式细胞术和成骨诱导对其进行鉴定。取第3代BM-MSCs,分为2组:实验组用HGF(20 ng/ml)和bFGF(10 ng/ml)进行诱导,阴性对照组不加诱导剂,倒置显微镜下观察细胞形态变化;RT-PCR法检测诱导后细胞甲胎蛋白(Alpha fetoprotein,AFP)和白蛋白(Albumin,ALB)基因mRNA的转录水平;免疫细胞化学染色法检测诱导后细胞的AFP和ALB蛋白的表达。结果第3代BM-MSCs表型标志和功能特性均符合MSCs的特点。BM-MSCs经HGF和bFGF诱导后呈肝样细胞形态。实验组细胞可检测出AFP和ALB基因mRNA的表达。实验组细胞诱导后第7天,AFP蛋白开始表达,第14天时表达降低,第21天时不表达;ALB于诱导后第14天出现表达,并随诱导时间的延长表达逐渐增加。结论 HGF和bFGF具有体外诱导BM-MSCs向肝样细胞分化的作用。     

Isolation and Multiple Differentiation Potential Assessment of Human Gingival Mesenchymal Stem Cells

The aim of this study was to isolate human mesenchymal stem cells (MSCs) from the gingiva (GMSCs) and confirm their multiple differentiation potentials, including the odontogenic lineage. GMSCs, periodontal ligament stem cells (PDLSCs) and dermal stem cells (DSCs) cultures were analyzed for cell shape, cell cycle, colony-forming unit-fibroblast (CFU-F) and stem cell markers. Cells were then induced for osteogenic and adipogenic differentiation and analyzed for differentiation markers (alkaline phosphatase (ALP) activity, mineralization nodule formation and Runx2, ALP, osteocalcin (OCN) and collagen I expressions for the osteogenic differentiation, and lipid vacuole formation and PPARγ-2 expression for the adipogenic differentiation). Besides, the odontogenic differentiation potential of GMSCs induced with embryonic tooth germ cell-conditioned medium (ETGC-CM) was observed. GMSCs, PDLSCs and DSCs were all stromal origin. PDLSCs showed much higher osteogenic differentiation ability but lower adipogenic differentiation potential than DSCs. GMSCs showed the medial osteogenic and adipogenic differentiation potentials between those of PDLSCs and DSCs. GMSCs were capable of expressing the odontogenic genes after ETGC-CM induction. This study provides evidence that GMSCs can be used in tissue engineering/regeneration protocols as an approachable stem cell source.     

An oligodeoxynucleotide that induces differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells to osteoblasts in vitro and reduces alveolar bone loss in rats with periodontitis

To investigate the effect of oligodeoxynucleotides (ODNs) on the differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) to osteoblasts, in order to find a candidate ODN with potential for the treatment of periodontitis, a series of ODNs were designed and selected to test their effect on the promotion of the differentiation of BMSCs to osteoblasts in vitro and on the repair of periodontal tissue in rats with periodontitis. It was found that MT01, one of the ODNs with the sequences of human mitochondrial DNA, stimulated the proliferation of BMSCs, the differentiation of BMSCs to osteoblasts and mRNA expression of bone-associated factors including Runx2, Osterix, OPG, RANKL and collagen I in vitro. In vivo study showed that MT01 prevented the loss of alveolar bone in the rats with periodontitis and induced the production of proteins of OPG and Osterix in the bone tissue. These results indicated that MT01 could induce differentiation of BMSCs to osteoblasts and inhibit the alveolar bone absorption in rats with periodontitis.