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。     

大鼠软骨细胞系的培养研究

本课题对分离获取的大鼠关节软骨细胞进行体外培养研究。实验研究分四个方面:(1)软骨的获取。(2)软骨细胞的消化和接种。(3)软骨细胞的形态学观察。(4)软骨细胞分泌物的鉴定。实验结果表明,体外培养6~7天后软骨细胞即为单层覆盖,单层培养的软骨细胞经多次传代,会快速丧失其固有的软骨细胞特征性,细胞出现成纤维细胞样改变。这种去分化现象伴随着大量的化学物质的变化,Ⅱ型胶原和蛋白多糖的合成减少,Ⅰ型胶原合成增加。在进行软骨细胞体外实验研究时,选用第3、4代细胞较为适宜。     

人乳腺癌相关成纤维细胞的原代培养及其生物学特性

目的原代培养人乳腺癌相关成纤维细胞(Cancer-associated fibroblast,CAF),并检测其生物学特性。方法采用胶原酶消化培养法对26份乳腺癌患者标本进行原代细胞分离培养,倒置显微镜下观察人乳腺癌CAF的形态学特性,免疫荧光染色法鉴定所分离培养的人乳腺癌CAF纤维连结蛋白(Fibronectin,FN)和成纤维细胞活化蛋白(Fibroblast activated protein,FAP)的表达,并通过MTT法和细胞计数法绘制细胞生长曲线。结果胶原酶消化法的最适酶浓度为0.12%,最适消化时间为10 h。原代培养23份成功,3份失败。培养成功的细胞贴壁生长,形态完整,生长状态良好,背景清晰,有明显的对数生长期,并可传代培养。培养的细胞FN和FAP表达阳性,表明原代培养的CAF为乳腺癌CAF。结论胶原酶消化培养法适合人乳腺癌CAF的原代培养,通过该方法可建立理想的人乳腺癌CAF体外实验模型。     

4种来源的间充质干细胞的生物学特性比较

目的比较骨髓、骨骼肌、肋软骨膜及软骨来源的间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的生长、免疫表型及体外诱导分化能力的差异。方法分别获取新西兰大白兔的骨髓、骨骼肌、肋软骨膜细胞及软骨细胞,体外培养观察其生长形态、表型特征及其诱导成骨、成脂的分化能力。结果 4种来源的MSCs均从第2代开始转变为梭形,第3代逐渐出现漩涡状排列;骨髓、骨骼肌和软骨膜来源的细胞生长状态良好,可传10代以上,但软骨来源的细胞在第5代后,逐渐退变死亡。骨髓来源的原代细胞部分表达CD29、CD90、CD34,传代后不表达CD34,但CD29、CD90的表达逐代增强;骨骼肌、软骨膜及软骨来源的原代细胞均不表达CD29、CD90和CD34,从第2代开始均表达CD29、CD90,且不断增强;仅原代软骨细胞表达Ⅱ型胶原,至第2代基本不表达;无细胞表达Desmin。4种来源的第3代细胞经诱导均可分化为成骨细胞或成脂细胞。结论 4种来源的干细胞均具有MSCs的特点,但骨髓、骨骼肌、软骨膜来源的干细胞的生长明显强于软骨来源的干细胞。     

兔脂肪间充质干细胞胰岛素分泌功能的体外诱导

目的研究兔脂肪间充质干细胞体外诱导分化为具有胰岛素分泌功能的细胞的可能性。方法采用贴壁法分离兔脂肪间充质干细胞,培养、传代后,以胰高糖素样多肽(GLP-1)和尼克酰胺作为诱导剂进行诱导分化。对诱导后的细胞进行双硫腙染色及葡萄糖刺激胰岛素分泌试验,ELISA法检测胰岛素含量。结果细胞诱导后逐渐聚集成细胞团,双硫腙染色呈砖红色,诱导后第14天培养液中可检测到胰岛素,第21天浓度较14d增高,高糖组[(21.5±1.6)μIU/ml]比低糖组[(18.1±2.5)μIU/ml]略高,且差异有显著意义。结论兔脂肪间充质干细胞在体外一定诱导条件下,具有向胰岛素分泌细胞分化的潜能。     

二次贴壁法高效制备人脐带间充质干细胞

目的采用二次贴壁法高效制备人脐带间充质干细胞(human umbilical cord derived mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)。方法将传统组织块贴壁法弃掉的脐带组织块转移至新的培养瓶中进行二次贴壁,分离hUC-MSCs,并用无血清培养体系连续传代,镜下观察细胞形态;分别检测不同代次细胞的增殖能力、细胞周期、免疫表型、多向分化能力。结果二次贴壁法分离的hUC-MSCs在第4天即出现细胞克隆,第8天汇合度可达70%,经过二次贴壁法,1根20 cm的脐带组织共获得P3间充质干细胞(MSCs)总数为1×10~9个。二次贴壁分离的细胞增殖能力旺盛,与一次贴壁获得的干细胞同代次平均倍增时间差异无统计学意义(P0.05)。传统贴壁法与二次贴壁分离的细胞均表达超过98%的CD73、CD90、CD105和低于2%的CD34、CD45、CD14、CD79a、HLA-DR,且该细胞具有分化为成骨、成软骨和成脂能力。结论经无动物源培养体系体外扩增的二次贴壁分离方法可以获得大量具有MSCs生物学特性的hUC-MSCs,为其规模化临床应用奠定了基础。     

一种分离培养人脐带Wharton's jelly间充质干细胞的新方法

目的探讨一种分离培养人脐带Wharton′s jelly间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)的新方法。方法取人脐带组织,除去动静脉后剪碎成2～5 mm3,将组织碎片浸入4 g/LⅠ型胶原酶和1 g/L透明质酸酶的混合液中,于37℃处理1 h,再用0.25%胰蛋白酶在相同条件下消化30 min,得到的消化液经70μm细胞滤网过滤后,制备单个细胞悬液,培养并传代。取P1、P3、P7代脐带Wharton′s jelly MSC,绘制细胞生长曲线;取P3代细胞,采用流式细胞术检测细胞表面标记分子,并分别采用成骨和成脂诱导培养基进行成骨及成脂诱导分化,茜素红染色和油红O染色观察结果。结果 P1、P3代脐带Wharton′s jelly MSC的增殖能力强,且P1代细胞的增殖能力强于P3代,P7代细胞的增殖能力较P3代细胞有所减弱。P3代脐带Wharton′s jelly MSC高表达CD90(99.8%)、CD105(100%)和CD166(100%),低表达CD45(0.3%)、CD14(0.1%)、CD34(0.2%)和CD79a(0.3%),不表达HLA-DR。P3代Wharton′s jellyMSC经成骨诱导后,茜素红染色可见红色结节;经成脂诱导后,油红O染色可见脂质沉积。结论本方法获得的Wharton′s jelly MSC活性好,增殖能力强,为后续实验研究及临床应用提供了理想的种子细胞。     

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.     

BrdU标记家兔成纤维细胞的体外及体内实验观察

目的用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记家兔皮肤成纤维细胞,确定最佳标记方法,探讨其作为成纤维细胞示踪方法的可行性。方法取12～16周龄健康中国大耳白兔颈部皮肤,胶原酶消化,分离并培养成纤维细胞。取第3代细胞,加入终浓度分别为2.5、5、10和15μg/ml的BrdU共培养,MTT法检测细胞的生长情况。分别用2.5、5、10和15μg/ml的BrdU标记第3代细胞,标记6、12、24和48h后,采用免疫荧光法检测各组细胞的标记阳性率。以最佳剂量及时间标记家兔成纤维细胞,与壳聚糖-甘油磷酸钠水凝胶混合后,注入兔颈内动脉,1周后,免疫荧光法观察植入细胞。结果加入BrdU48h内,各浓度的BrdU对家兔成纤维细胞生长的影响均不明显。标记剂量及标记时间均可影响标记率,但标记时间的影响更大。5μg/ml剂量标记24h,标记率可达(94.50±2.08)%,再加大标记剂量或延长标记时间,标记率提高不明显。以该方法标记的家兔成纤维细胞注入家兔颈内动脉1周后,可在兔颈内动脉观察到大量标记细胞。结论BrdU对家兔成纤维细胞的最佳标记方法为5μg/ml标记24h,该方法对细胞影响小,标记率高,适用于成纤维细胞体内示踪。