人脂肪间充质干细胞的原代培养及体外成骨成脂诱导分化
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人脂肪间充质干细胞的原代培养及体外成骨成脂诱导分化
闵敏;张雪静;马红;许辉;李遇梅
【摘 要】目的:建立体外分离培养获得人脂肪间充质干细胞(human adipose-derived mesenchymal stem cells,hADSCs)的方法,并观察其形态、免疫表型、生物学特性.初步探讨其体外成骨过程中出现成脂现象的原因及机制.方法:剖宫产手术获得腹部皮下脂肪,0.15%Ⅰ型胶原酶消化法获得人脂肪间充质干细胞并进行体外培养.行MTT细胞增殖实验绘制增殖曲线,使用流式细胞及细胞免疫荧光技术检测细胞表面抗原,行成骨成脂分化鉴定其分化潜能.通过RT-PCR技术检测成骨成脂过程中过氧化物酶体增殖物激活受体γ-2 (peroxisome proliferator activated
receptorγ-2,PPARγ-2)和骨桥蛋白mRNA表达情况.结果:通过分离培养,获得了大量旋涡状生长的人脂肪间充质干细胞.MTT法显示细胞增殖能力强.流式细胞鉴定结果显示,CD29、CD73、CD105、CD166高表达,CD31、CD34、CD45、HLA-DR低表达.细胞免疫荧光结果与之相符.hADSCs在特定诱导条件下,具有成骨成脂分化潜能.在成骨分化过程中同时伴有成脂发生.RT-PCR结果显示,与对照组相比,成脂诱导组PPARγ-2 mRNA有时间依赖性递增表达,差异具有统计学意义(P<0.01).与对照组相比,成骨诱导组骨桥蛋白,PPARγ-2 mRNA均有时间依赖性递增表达,差异具有统计学意义(P<0.01).结论:建立了一种分离培养hADSCs简单可靠的方法.获得的细胞具有贴壁生长、增殖活性强、干细胞表型以及多向分化等特征.hADSCs体外成骨过程中,三酰甘油的形成对成骨具有一定的促进作用.%Objective:To
establish the isolation and culture method of human adipose-derived
mesenchymal stem cells (hADSCs) derived from human adipose in vitro,so
as to explore their morphology,identify cell surface markers,observe
biological properties,and discuss the possible causes and mechanism of the phenomenon of hADSCs' osteogenic differentiation accompanying
with synthesis of triglycerides.Methods:Human adipose tissue were
obtained from abdominal operation.The hADSCs were isolated from
human adipose tissue by 0.15% collagenase digesting.The cells were
applied to do the experiments:MTT method,flow
cytometry,immunofluorescence.Its differentiation potential was proved by
osteogenic and adipogenic differentiation.The osteogenic and adipogenic
related genes:PPARγ-2,osteopontin expression were detected by real-time
fluorescent quantitative PCR technique.Results:After isolation and
culture,we obtained a large amount of hADSCs,which grew like swirls.MTT
revealed high capability for and proliferation.The flow cytometry showed
CD29 +,CD31-,CD34-,CD45-,CD73 +,CD105 +,CD166 +,HLA-DR-,which fit
the results of immuno fluorescence.Moreover,these cells could be
functionally induced into adipocytes and osteoblasts in the presence of
appropriate conditioned media.During osteogenic differentiation,we found
it accompanying with the synthesis of triglycerides.RT-PCR results proved
that during the differention process,osteogenic and adipogenic related
genes began to be expressed gradually,which had statistically significant(P
<0.01).Conclusion:Highly efficient isolation and cultivation methods for
hADSCs have been developed.They are a kind of mesenchymal cells with
great application prospect,which characterized with adherent growth,high
proliferation,stem cell phenotype and multipotent differentiation.During
vitro osteogenic differentiation,the triglyceride formation has a certain role
in promoting osteogenesis. 【期刊名称】《江苏大学学报(医学版)》
【年(卷),期】2013(023)003
【总页数】6页(P185-190)
【关键词】人脂肪间充质干细胞;鉴定;成骨分化;成脂分化
【作 者】闵敏;张雪静;马红;许辉;李遇梅
【作者单位】江苏大学附属医院皮肤科,江苏镇江212001;镇江市第二人民医院皮肤科,江苏镇江212002;江苏大学附属医院皮肤科,江苏镇江212001;江苏大学附属医院皮肤科,江苏镇江212001;江苏大学附属医院皮肤科,江苏镇江212001
【正文语种】中 文
【中图分类】R329.2
对于间充质干细胞的研究,最初的对象是骨髓间充质干细胞,并且已经形成了成熟的分离培养方法[1]。但是,近年来,人们逐渐将干细胞的研究重点转向脂肪间充质干细胞(adipose-derived mesenchymal stem cells,ADSCs),因其在组织来源,分离方法等方面显示出优越性[2],现已被广泛应用于科研和临床研究中。人脂肪间充质干细胞是由Zuk等[3]首次从人抽脂手术中分离获得,具有很强的增殖和多向分化能力。在临床研究中,脂肪间充质干细胞在细胞移植及组织工程等方面也有着广泛的应用前景[4]。本实验试图探索高效获得专一性未分化的人脂肪间充质干细胞的方法,并对其生物学特性及分化特性作进一步观察。
1 材料和方法
1.1 临床标本 人脂肪组织来源于10例产科剖宫产手术者的腹部皮下脂肪,年龄23~35岁,平均为30岁,体质量指数22~24 kg/m2。所有产妇健康状况良好,无系统性疾病,术前均签订知情同意书,并经医院伦理委员会通过。
1.2 试剂与仪器
Ⅰ型胶原酶购自美国 Sigma公司。低糖DMEM、高糖 DMEM、胎牛血清购自美国 Gibco公司。噻唑蓝(MTT)购自美国Amersco公司。碘化丙啶(PI)购自美国
BD公司。鼠抗人 CD31-FITC、CD34-PE、CD45-PE、CD29-FITC、CD44-FITC、CD73-FITC购自美国Biosciences公司,鼠抗人CD105-PE、CD166-PE购自美国Biolegend公司。地塞米松、抗坏血酸、β-甘油磷酸钠、吲哚美辛、异丁基甲基黄嘌呤(IBMX)以及胰岛素均购自美国Sigma公司。Trizol购自美国 Invitrogen公司。反转录试剂盒及SYBR-PCR试剂盒购自TaKaRa公司。酶联免疫检测仪为澳大利亚Clinibio公司产品。流式细胞仪为美国BD公司产品。免疫荧光显微镜购自日本Olympus公司。
1.3 实验方法
1.3.1 hADSCs的分离和培养 实验步骤在Zuk等[3]的基础上作了部分调整。无菌条件下获得脂肪组织约15 mL,分离去除脂肪组织表面的结缔组织包膜及血管,剪碎至约1 mm3细小颗粒。加入0.15%Ⅰ型胶原酶于37°C恒温摇床150 r/min消化45 min,期间每隔10 min取出混匀。加入等体积含10%血清低糖DMEM中和Ⅰ型胶原酶活性。200目筛网过滤,去除消化后产生的碎片组织,1 500
r/min离心10 min,去除上层未消化的脂肪组织及油脂,沉淀重悬,PBS洗2遍。用含10%胎牛血清,100 U/mL青霉素,100 μg/mL链霉素的低糖DMEM重悬,以(1~5)×104/cm2接种至六孔板中。放入37°,5%CO2培养箱中培养,48 h后首次换液,之后每3天换液。细胞达80%融合后用0.25%胰酶-0.02%EDTA消化,1∶3传代接种。 1.3.2 细胞生长动力学分析 以第3代、第7代和第10代细胞为标本,制备单细胞悬液,调整密度为4×104个/mL,接种于96孔板。从第2天起,每天固定时间取3孔加入MTT溶液(5 mg/mL)20 μL,置37℃培养箱孵育4 h后吸弃上清液,每孔加入150 μL二甲基亚砜。摇床震荡10 min,用酶联免疫检测仪以490 nm波长检测各孔光密度(D)值。计算均值,以时间为横坐标,光密度值为纵坐标绘制生长曲线。
1.3.3 细胞免疫表型检测 第5代hADSCs胰蛋白酶消化后制成单细胞悬液。将细胞分装于1.5 mL的EP管中,每管100 μL,细胞密度为105/mL,加入荧光标记抗人 CD31-FITC、CD34-PE、CD45-PE、CD29-FITC、CD44-FITC、CD73-FITC、CD105-PE、CD166-PE,以IgG2a–FITC、IgG1-PE为阴性对照。4℃避光孵育30 min,流式细胞仪检测细胞表面抗原。
1.3.4 细胞免疫荧光 用多聚赖氨酸包被玻片,将玻片置于六孔板内,接种细胞。待细胞贴壁后,4%低聚甲醛室温固定30 min,5%牛血清蛋白(BSA)室温封闭 10