骨髓间充质干细胞体外诱导分化与标记(一)
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诱导M SC s转分化为视网膜神经样细胞的应用诱导MSCs转分化为视网膜神经样细胞的应用福建医科大学附属第一医院,福建省眼科研究所白月徐国兴庄华谢茂松郭健王婷婷[摘要]近年来,人们研究发现骨髓间充质干细胞(m esenchym al s t emcel l s,M SC s)在体外可经生长因子诱导,抗氧化剂诱导,中药诱导,增加细胞内cA M P等不同途径的诱导方法,分化为神经外胚层来源的神经元及神经胶质细胞,因此一些研究者尝试以上诱导途径使M SC s分化为视网膜神经样细胞,用于体内相关疾病的细胞替代治疗,为多种疾病带来了新的治疗思路。
[关键词]骨髓间充质干细胞体外诱导视网膜神经样细胞胚胎干细胞具有发育全能性,理论上可诱导分化为机体所需的任何组织或器官,但涉及伦理学问题,以往受到很大限制,发展缓慢。
应用眼色素上皮缘的视网膜干细胞[1]及鼠脑神经先祖细胞移植[2]也由于供体组织有限性及安全性问题,不利于治疗视网膜疾病的开展。
于是有人把目光投向成体干细胞中的MSCs,成年动物骨髓有2类干细胞群:造血干细胞和间充质干细胞。
最初因其容易贴壁呈成纤维细胞样克隆生长,被称为成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)[3],后来研究发现它是骨髓造血微环境的重要组成部分,在体内外均具支持和调控造血的作用,且具有多向分化潜能,故又称其为间充质干细胞[4]。
也称为骨髓基质细胞[5]。
MSCs的特点为:①来源于中胚层,可以跨系统甚至跨胚层分化为3个胚层来源的细胞,特别是中胚层和神经外胚层来源组织的细胞(视网膜来源于胚胎期神经外胚层),并且经过20~30次细胞分裂后,这种分化特性也不会消失[6]。
②分离培养方便。
③由于不表达T细胞识别的细胞表面标志,植入后不会发生免疫排斥反应。
④易于转染和稳定高效表达外源基因优点[7],因此可把利于定向分化的生长因子基因转入MSCs,促使其定向分化。
MSC的纯化方法有贴壁筛选法,流式细胞仪分选法,密度梯度离心法,免疫磁珠法。
32中西医结合心血管病杂志Cardiovascular Disease Journal of integrated traditionalChinese and Western Medicine2017 年 9月 C 第 5 卷第 27 期Sep. C 2017 V ol. 5 No. 27体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经干细胞分化的研究进展杜佳蕾,张曦元,万 娜,葛 斌,李 璐*(长春中医药大学,吉林长春 130117)【摘要】骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是一类多潜能细胞,在适当的条件下,能够通过诱导分化成为神经干细胞,在治疗神经系统方面的疾病具有良好的临床应用前景。
本文对BMSCs体外分离培养方法、诱导方法及治疗神经系统疾病的临床应用进行了综述。
【关键词】骨髓间充质干细胞;分离培养;诱导分化;临床应用;神经干细胞【中图分类号】R617 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-6681.2017.27.32.02间充质干细胞(MSCs)具有自我复制能力属于多潜能细胞,主要存在于骨髓、脂肪、脐带、粘膜、肌肉、肺、肝、骨骼、胎盘、胰腺等,它在适宜条件下经过诱导可以向骨、脂肪、软骨等多种组织细胞分化。
而BMSCs属于间充质干细胞中的一种,因其自身具有取材对机体的损伤小,容易在体外进行分离、培养和扩增,回植体内后不会发生免疫排斥反应等特点而备受关注。
本文将从BMSCs 的分离培养、诱导BMSCs向神经干细胞分化的方法以及BMSCs对神经系统疾病治疗这三个方面加以介绍。
1骨髓间充质干细胞的的分离与培养将体外培养的BMSCs放置于倒置相差显微镜下观察,可以看到大多数的细胞呈梭形、纺锤形,少数形态表现为多角形,细胞核比较大,相邻的细胞之间有缝隙进行连接。
随着对BMSCs研究的不断深入,现在研究建立的用于分离提取BMSCs的方法有很多,比如贴壁细胞分离培养法、密度梯度离心法还有免疫磁珠法、流式细胞仪法等,但是其不同的培养方法所取得的效果不同。
人骨髓间充质干细胞体外成骨分化过程中成骨相关基因的动态表达目的:系统研究人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)体外成骨诱导分化过程中成骨相关基因的表达变化。
方法:应用密度梯度离心法分离hBMSCs,取第2代细胞通过流式检测及多向诱导分化方法进行干细胞鉴定;应用RT-PCR法对hBMSCs在体外成骨诱导不同时间点的成骨相关基因表达进行检测。
结果:第2代hBMSCs表达间充质干细胞表面标志CD44、CD90,具有成脂和成骨分化潜能。
成骨相关基因在诱导早期部分表达,中期均有表达,基因表达大部分在14天达高峰,与矿化相关的基因表达在21天达高峰。
结论:hBMSCs体外成骨诱导过程中成骨相关基因呈动态表达,其表达时序与成骨细胞生理发育基本相似。
Abstracts:ObjectiveTo investigate the osteogenic related genes expression during in vitro osteogenic differentiation of human bone mesenchymal stem cells (hBMSCs).MethodshBMSCs were isolated by density gradient centrifugation. Surface markers and cell cycle were analyzed by flow cytometry. The multiple differentiation potential of hBMSCs were identified using in vitro osteogenic and adipogenic induction. The osteogenic related genes expression of hBMSCs at different induction time point were evaluated by semiquantitative RT-PCR analysis.ResultsThe hBMSCs were derived from bone marrow and expressed CD44 and CD90, markers of mesenchymal stem cell. The second passage of hBMSCs showed adipogenic and osteogenic differentiation potential. During the osteogenic induction process,hBMSCs expressed part of osteogenic related genes in early stage, and all of them in middle stage.The peak expression of most of genes were on the 14th day, and the mineralization associated genes on the 21st day. ConclusionsThe osteogenic related gene expression of hBMSCs shows a dynamic progress during in vitro osteogenic induction, which is consistent with in vivo development of osteoblast.Key words:hBMSCs;in vitro differentiation;osteogenic genes;expression pattern骨缺损的修补和重建是修复重建外科临床面临的常见问题。
体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞表达酪氨酸羟化酶陈丽;井绪东;何冬梅;张洹;房宝英【期刊名称】《暨南大学学报(自然科学与医学版)》【年(卷),期】2007(028)006【摘要】目的:探讨体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)表达酪氨酸羟化酶,为帕金森病细胞移植替代治疗提供特异性分化的细胞.方法:在无菌条件下从SD大鼠的股骨中分离骨髓间充质干细胞,体外培养传3代后,用表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子和抗坏血酸诱导MSCs 表达酪氨酸羟化酶.在镜下,观察MSCs 在诱导前后的形态变化;用免疫荧光染色检测酪氨酸羟化酶的表达.结果:MSCs经诱导分化后,胞体逐渐变圆,并伸出神经轴突、树突样突起;免疫荧光化学表明细胞酪氨酸羟化酶染色呈强阳性反应.结论: SD大鼠骨髓间充质干细胞在体外能被定向诱导表达酪氨酸羟化酶,有可能为帕金森病治疗提供特异性分化的细胞.【总页数】4页(P562-565)【作者】陈丽;井绪东;何冬梅;张洹;房宝英【作者单位】暨南大学医学院血液研究所,广东,广州,510632;暨南大学医学院血液研究所,广东,广州,510632;暨南大学医学院血液研究所,广东,广州,510632;暨南大学医学院血液研究所,广东,广州,510632;暨南大学医学院血液研究所,广东,广州,510632【正文语种】中文【中图分类】R575【相关文献】1.HLA A表达沉默和酪氨酸羟化酶过表达的人成纤维细胞脑内移植治疗帕金森病大鼠模型 [J], 梁彩霞;徐云智;赵春礼;郑德宇;段德义2.BMP-2,BGP mRNA表达量及ALP活性的变化对大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导成骨细胞的影响 [J], 娄鸣;李晓红;饶国洲3.成纤维生长因子-2联合骨形态发生蛋白-2体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化 [J], 孙微;王海萍;吕洋;李柔;陈晓依4.血管紧张素Ⅱ体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞心肌样细胞分化研究 [J], 邢玉洁;朱火兰;朱舜明;张荣怀;崔倩卫;刘小祥;王军奎5.大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导后对糖尿病大鼠模型的治疗作用 [J], 刘阁玲;路一芳;李伟娟;肖红珍;俞芳;项岫秀;张慧芹;刘秀玲;石艳平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
体外三维培养骨髓间充质干细胞诱导分化为肝细胞及其极化特征卫金花;曲强;杨阳;何小东;刘卫【期刊名称】《基础医学与临床》【年(卷),期】2012(032)006【摘要】目的探讨体外三维诱导培养体系下人骨髓间充质干细胞向肝细胞分化及极化特征.方法从成人骨髓中分离出骨髓间充质干细胞(BMSC),利用胶原蛋白三维培养体系进行体外诱导培养.用HE染色法观察分化肝细胞的形态及结构特征,用免疫组化法检测肝细胞特异性蛋白的表达,用免疫荧光法检测极化蛋白BSEP和SRBI 的表达特征.结果成人BMSC在体外胶原蛋白三维诱导培养体系中呈多层排列生长,形成细胞间紧密连接及管状结构.BMSC分化来源肝细胞特异性表达ALB及AFP.肝细胞极化蛋白BSEP和SRBI在肝细胞呈特征性分布.结论 BMSC在体外胶原三维培养体系中可诱导分化为肝细胞,并形成肝组织特征性的极化结构.【总页数】5页(P639-643)【作者】卫金花;曲强;杨阳;何小东;刘卫【作者单位】中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院基本外科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院基本外科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院基本外科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院基本外科,北京100730;中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院基本外科,北京100730【正文语种】中文【中图分类】R318.14【相关文献】1.大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为肝细胞 [J], 王忠琼;李昌平;夏世萍;刘彦;钟晓琳2.大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为肝细胞 [J], 王忠琼;夏世萍;刘彦;钟晓琳;李昌平3.骨髓间充质干细胞向肝细胞的体外诱导分化 [J], 钟晓琳;王忠琼;万居易;李昌平4.骨髓间充质干细胞体外诱导分化为肝细胞的研究与进展 [J], 罗伟;肖恩华5.大鼠骨髓间充质干细胞向类肝细胞体外诱导分化 [J], 何文艳;刘树贤;姜慧卿因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells ,BM -SCs )是来源于骨髓组织中的非造血细胞,具有来源容易获取、不受伦理限制,广泛的增殖分化能力,易于分离、培养、扩增、纯化,免疫原性弱,免疫耐受性强,体外基因转染率高,并能稳定高效的表达外源基因等优点。
因此,BMSC 成为一种比较理想的种子细胞,BMSC 由于能向神经细胞这种几乎不可再生细胞的分化能BMSCs 体外培养与向神经元样细胞诱导分化的研究进展彭立军,羊明智(南华大学附属第一医院脊柱外科,湖南衡阳421001)【关键词】间质干细胞;骨髓;神经元;诱导分化文章编号:1009-5519(2012)09-1359-04中图法分类号:R322.8文献标识码:A力,更是成为研究的热点。
近年来BMSCs的体外诱导向神经元样细胞分化的方法和可能的机制取得了很多新的进展和成果,本文就BMSCs体外培养诱导向神经元样细胞分化的进展作一综述。
1骨髓间充质干细胞(BMSCs)1.1BMSCs的发现1867年,德国病理学家Cohnheim在研究创伤愈合时,将一种不溶性的染料注入静脉,结果在损伤部位发现含有这种染料的细胞,这些细胞绝大多数来源于血液,因此Cohnheim推断出骨髓中可能存在非造血组织干细胞的观点。
1968年,Fridenstein等[1]研究发现并提出在骨髓中存在一种成长棱形类似成纤维细胞形态,培养时呈克隆生长,能贴附塑料培养瓶生长,能形成成纤维细胞集落形成单位(colony-forming units fi-broblastic,CFU-F),并将之称为骨髓多能基质干细胞(marrow pl uri-potent stromal stem cells)。
1991年,Caplan将它命名为骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)。
最近有研究表明,全身结缔组织和间质中也存在BMSCs,而以骨髓组织中含量最为丰富。
骨髓间充质干细胞的分离分化及研究进展摘要:骨髓间充质干细胞是存在于骨髓基质中的非造血系细胞,它们能够分化成中胚层和非中胚层细胞。
骨髓间充质干细胞主要有4种体外分离方法:贴壁筛选法,密度梯度离心法,流式细胞仪分离法和免疫磁珠分离法。
由于骨髓间质干细胞具有多方面的优势,越来越受到人们的关注,研究也越来越深入。
本文从来源、形态、体外分离培养及应用前景几个方面做一综述,为相关研究提供参考。
关键词:骨髓间充质干细胞;分离培养;分化骨髓由造血组织和基质构成,近年的研究表明,在骨髓基质中存有间质干细胞(me5enchyma15temcel15,MSCS),骨髓原始间充质干细胞是骨髓基质干细胞,对骨髓中的造血干细胞(HSC)不仅有机械支持作用,还能分泌多种生长因子(如IL-6,IL-11,LIF,M-CSF及SCF等)来支持造血,体内外实验已证明它具有多向分化潜能,在一定的诱导条件下MSCS具有向成骨细胞、成软骨细胞、成肌细胞、肌键细胞、脂肪细胞等中胚层细胞分化的能力。
因此它已成为医学界近来研究的热点,但骨髓中MSCS含量很少,每1万~10万个单核细胞中大约有1个MSCS,难以满足实际应用的需要,因此体外分离纯化MSCS,研究其培养特性,获得大量稳定的MSCS具有重要的理论意义和现实意义。
1. 骨髓间质干细胞的来源在生物个体的发育过程中先后出现胚胎干细胞和成体干细胞,具有多向分化潜能的间质干细胞作为一种成体干细胞来源于中胚层间充质,主要存在于全身结缔组织和器官间质中,以骨髓组织中含量最为丰富,在人的骨髓中约占单个核细胞数的1/1×105[1]。
间充质干细胞是一类贴壁基质细胞,可以向间质组织分化,包括骨组织,软骨组织,脂肪组织。
目前研究较多的间质干细胞主要来源于脐带血、外周血及脂肪组织。
MSCS的获得主要来自于骨髓的抽吸,人类MSCS一般从髂前上棘吸取,也可从胫骨、股骨、胸骨、腰椎等骨中获取,大动物MSCS的获取部位与人类相同,兔需抽取中段胫骨或股骨的骨髓。
骨髓间充质干细胞体外诱导分化与标记(一)
作者:吴晓林,李冬民,马德茂,张晓田,黄石,宋天保
【关键词】骨髓
【Abstract】AIM:Tostudythedifferentiationcharacteristicsandtheoptimaldosageandtimingforbromodeoxyuridi ne(Brdu)labelingofratbonemarrowderivedmesenchymalstemcells(MSCs)invitro.METHODS:Therat marrowstemcellsisolatedbyusingPercoll(1.073kg/L)wereculturedandproliferated.Thethirdpassage cellswereinducedwithdexamethasome,βglycerophosphate,ascorbicacid2phosphate,IGF1andinsuli n.Onday21,thecellswereanalyzedbyimmunohistochemistryfortypeⅠcollagenandbyhistochemistry foralkalinephosphatase(AKP).ThepurifiedMSCswereincubatedwithBrduatdifferentconcentrations( 5,10and15μmol/L)fordifferenttimeperiods(12,24,48,72and96h),followedbyimmunohistochemistryforBrdutoidentifytheoptimalBrduconcentrationandi ncubationtimeperiod.RESULTS:Afterincubationfor21dforinduceddifferentiationintoosteoblasts,ty peⅠcollagenandAKPwerepositivelyexpressed.Theincubationwith10μmol/LBrdufor72hachievedov er98%ofthelabelingratewithoutproducingobviouscelldamages.CONCLUSION:MSCscanbeinducedt odifferentiateintoosteoblastsundercertainconditionsinvitro.TheoptimalBrdulabelingconcentration andtimeperiodare10μmol/Land72h,respectively.
【Keywords】MSCs;induceddifferentiation;osteoblast;Brdu
【摘要】目的:探讨骨髓间充质干细胞(MSCs)在体外的诱导分化及5溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)标记MSCs的可行性.方法:利用密度为1.073kg/L的percoll分离骨髓的单个核细胞,体外培养与扩增MSCs;取生长良好的第3代细胞,用成骨细胞分化培养液培养21d,Ⅰ型胶原免疫组化染色和碱性磷酸酶(AKP)组化染色;分别以浓度为5,10和15μmol/L的Brdu溶液标记MSCs,孵育12,24,48,72和96h后免疫组化检测Brdu,确定最佳标记量和最佳标记时间.结果:诱导分化第21日,AKP染色呈强阳色,Ⅰ型胶原免疫染色呈阳性.10μmol/LBrdu 标记MSCs的效果最好,随着孵育时间的延长,Brdu标记率逐渐增高,标记72h后标记率在90%以上.结论:MSCs在体外一定条件下可定向诱导分化为成骨细胞,用Brdu标记MSCs的最佳浓度为10μmol/L,最佳时间是72h.
【关键词】骨髓间充质干细胞;诱导分化;成骨细胞;5溴脱氧尿嘧啶核苷
0引言
骨髓间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)是一类具有多向分化潜能的组织干细胞.因MSCs取材方便、对机体的损伤小、具有较强的传代增殖能力和免疫耐受性等特点而受到越来越多的关注.本实验的目的是利用MSCs具有分化潜能的特点,在体外诱导该细胞定向分化为成骨细胞.并用Brdu标记连续传代的MSCs,观察最佳标记时间及标记剂量,从而为追踪Brdu标记的MSCs移植入体内后的存活、生长及分化奠定基础.
1材料和方法
1.1材料健康雄性SD大鼠,体质量55~70g.由西安交通大学医学院实验动物中心提供.
1.2方法
1.2.1大鼠骨髓MSCs的体外分离培养将大鼠引颈处死后置于750mL/L乙醇浸泡约5min,无菌条件下分离出大鼠的股骨和胫骨.用PBS冲洗出骨髓细胞,经5mL针管反复吹打制成单细胞悬液,用200目的不锈钢网过滤,收集滤液.在密度为1.073kg/L的percoll(Phamacia)分离液上缓慢加入收集的滤液,2500r/min离心20min,收集滤液与分离液之间的白膜层细胞,用DMEM(Gibco)洗涤两次,1000r/min离心5min.用加有100mL/L胎牛血清(杭州四季青公司)的DMEM重悬细胞,1×108个/L种于两个直径为6cm的培养皿中培养,2d后更换培养液,加入完全培养基.并将吸出的旧培养液分别移入另两个平皿中继续培养,再过2d更换
成完全培养基.以后每3~4d换液1次,弃去没有贴壁的悬浮细胞.待细胞生长融合到约80%,用0.2g/LEDTA和2.5g/L胰蛋白酶(宝信公司)消化,1∶2传代培养.
1.2.2传代后大鼠MSCs向成骨细胞的分化胰酶消化生长良好的第3代(P3)细胞,以1×107个/L密度种于6cm培养皿中,平皿中预先加入0.5cm×1.0cm无菌盖玻片.待细胞长到约80%融合后,加入含200mL/L胎牛血清的DMEM诱导24h,弃去.加入诱导液,其中含0.1μmol/L 地塞米松、50μmmol/L维生素C,10μmmol/Lβ甘油磷酸钠、IGF1(Chemikon),胰岛素和100mL/L 胎牛血清.同时,设立正常对照组,只加入含100mL/L胎牛血清的培养基,其余均不加.分别诱导7,14和21d.取出盖玻片,PBS冲洗,40g/L多聚甲醛固定15min.然后应用抗Ⅰ型胶原mAb(Sigma)和ABC法(ABC试剂盒购于北京中杉公司)进行Ⅰ型胶原免疫组织化学染色.加入诱导液组,以PBS和正常鼠血清分别替代一抗作为阴性对照;应用组织化学钙钴法显示碱性磷酸酶(AKP),以不加底物β甘油磷酸钠的孵育液作为阴性对照.
1.2.3Brdu标记MSCs消化P3细胞,以0.5×108个/L将MSCs接种于12孔培养皿,在将要加入Brdu的培养皿中预先放入无菌盖玻片.当细胞铺满皿底40%时加入Brdu(Sigma)溶液,使其终浓度分别为5,10和15μmol/L.孵育12,24,48,72和96h后取出盖玻片,用PBS 冲洗,40g/L多聚甲醛固定15min,应用抗BrdumAb(Sigma)和ABC法进行免疫组织化学染色显示Brdu,除在正常血清封闭前以2mol/L盐酸变性30min外,其余均按试剂盒说明书进行操作.以PBS和正常鼠血清分别替代一抗作为阴性对照.另外,将用10μmol/LBrdu标记的MSCs进行传代培养,观察细胞传代后的标记效果.。