骨髓间充质干细胞(MSC)的分离,扩增及表型鉴定
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2003年8月,为给大家提供一个网上交流干细胞研究经验的平台,我们干细胞版设立了骨髓间充质干细胞培养讨论区,经过近三个月的讨论学习,我们既学习丰富了自己的知识体系,也对间充质干细胞尤其是分离培养方面有了更为翔实的认识,为了大家阅读的方便,我们决定把本版中的相关内容,同时参考部分书目和文献,做一总结。
一、骨髓间充质干细胞的分离目前常用的分离MSC的方法有全骨髓法和密度梯度离心法,全骨髓法即根据干细胞贴壁特性,定期换液除去不贴壁细胞,从而达到纯化MSC的目的。
密度梯度离心法即根据骨髓中细胞成分比重的不同,提取单核细胞进行贴壁培养。
随着对MSC表面抗原认识的深入,有人利用免疫方法如流式细胞仪法、免疫磁珠法等对其进行分离纯化,但经过流式或磁珠分选后的细胞出现了增殖缓慢等一些问题,加之耗费较大和技术的难度,在某种程度上限制了这些方法的广泛应用。
1. 直接培养法(全骨髓培养法)1987年,Friedenstein等发现在塑料培养皿中培养的贴壁的骨髓单个核细胞在一定条件下可分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞,而且这些细胞扩增2 0-30代后仍能保持其多向分化潜能,这类细胞即为骨髓间充质干细胞(BMSC),其工作对今后MSC的研究具有重要意义,不仅证实了骨髓MSC的存在,而且创建了一种体外分离和培养MSC的简便可行的方法,得到了广泛的应用。
culture-spirit采用直接贴壁法,24-36小时首次换液,换液时用PBS洗两次,7 -10天传第一代,以后2-3天传代。
培养基采用Hyclone的DMEM/F-12(1:1),血清是天津TBD的FBS(顶级),得到了较好的培养结果。
布兰卡根据自己培养大鼠MSC的经验,详细介绍了实验步骤:(1)接种后60-80分钟,换液去除悬浮细胞(2)原代培养24h,48h各换液一次(3)观察细胞情况,在原代培养7天左右时,如观察到成片的典型形态的细胞,在瓶底用Marker笔标记,0.25%胰酶消化,镜下观察控制,约5-10分钟(室温太低时应放置到孵箱中),加入全培养基终止消化,瓶体朝上,吸管轻轻吹打4-8分钟,尤其是标记部位。
骨髓间充质干细胞研究与应用概况于雷;高俊玲【摘要】骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMSCs)是当下热点研究对象之一。
1867年德国病理学家Cohnheim教授[1]在研究创口愈合过程中发现骨髓中存在一种非造血系统的多潜能细胞,但研究因为条件原因未能深入。
后来有研究者[2]在20世纪60年代开展一系列开创性研究,发现从骨髓中分离得到长梭状、成纤维细胞样的细胞群,在塑料培养皿中呈集落样贴壁生长;1987年,又发现这种骨髓单核细胞可在一定的条件下分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞。
培养增殖二十代后仍保有其多向分化的潜能。
于是把这种多能细胞称为间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)。
【期刊名称】《华北理工大学学报:医学版》【年(卷),期】2018(020)002【总页数】5页(P164-168)【关键词】骨髓间充质干细胞;肺纤维化;缺血性脑卒中【作者】于雷;高俊玲【作者单位】[1]华北理工大学基础医学院,河北唐山063000;[1]华北理工大学基础医学院,河北唐山063000;【正文语种】中文【中图分类】R329.2骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMSCs)是当下热点研究对象之一。
1867年德国病理学家Cohnheim教授[1]在研究创口愈合过程中发现骨髓中存在一种非造血系统的多潜能细胞,但研究因为条件原因未能深入。
后来有研究者[2]在20世纪60年代开展一系列开创性研究,发现从骨髓中分离得到长梭状、成纤维细胞样的细胞群,在塑料培养皿中呈集落样贴壁生长;1987年,又发现这种骨髓单核细胞可在一定的条件下分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞。
培养增殖二十代后仍保有其多向分化的潜能。
于是把这种多能细胞称为间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)。
大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)的分离与鉴定大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)的分离与鉴定材料试剂(一)主要设备和产地1.手术器械上海手术器械厂2.台式水平离心机Eppendorf,5810R德国3.Nanopure超纯水仪日本SANYO公司4.AA一200型电子天平美国Denver Instrumol/Lent公司5.低温高速离心机ThermoForma公司6.90一2型磁力搅拌器上海沪西分析仪器厂7.电动匀速垂直转轮上海沪西分析仪器厂8.微量移液枪德国Eppendorf公司9.烧杯、容量瓶上海实生公司10.全自动酶标光度仪美国Bio-Rad公司11.6cm/10cm细胞培养皿美国Conring12.2mL冻存管、细胞冷冻储存器美国Conring13.低温高速离心机ThermoForma公司产品14.YJ-875超净工作台苏州工业园区三兴净化科技有限公司15.C02培养箱3111型美国Thermo Forma公司16.CK40-F200型倒置显微镜日本Olympus公司17.10ml注射器美国BD公司(二)试剂和材料1.谷氨酰胺(L-Glutamine)美国Hyclone公司2.75%消毒酒精上海生工3.肝素美国sigma公司4.胰蛋白酶美国Amresco公司5.胎牛血清美国Gibco公司6.α-MEM培养液美国Hyclone公司7.5-6周龄SD大鼠上海斯莱克实验动物有限公司8.Percoll细胞分离液美国GE公司9.DMSO(细胞培养级)美国Sigma公司Rat BMSC的分离与培养分离颈椎脱臼法处死大鼠,75%酒精中浸泡5分钟,超级工作台内依次取下大鼠两条胫骨及两条股骨。
用手术器械将长骨上附着的肌肉组织尽量去除干净,整个过程保持无菌。
用剪刀剪去长骨两端,10ml注射器吸取加入肝素的完全培养液(10%FBSα-MEM),从长骨一端开口处注入,将骨髓腔内的细胞出入到50ml离心管内,直至长骨冲洗的发白,认为骨髓腔内的细胞都被吹入离心管内。
骨髓间充质干细胞的分离、培养、鉴定及生物学特性研究王汉群;姜任武;刘录山;龙剑虹;温瑞玲
【期刊名称】《中南医学科学杂志》
【年(卷),期】2004(032)004
【摘要】目的通过体外细胞培养和贴壁筛选法将骨髓间充质干细胞由骨髓中分离纯化并加以鉴定,观察该细胞的生物学特性,为其用于组织工程提供实验基础. 方法提取骨髓,通过离心和贴壁筛选培养获取骨髓间充质干细胞,原位杂交检测骨髓间充质干细胞的表面标志CD44对培养细胞进行鉴定;测定其生长曲线和贴壁率. 结果通过体外培养和贴壁筛选可获得骨髓间充质干细胞,该细胞在体外培养条件下可在短时间内贴壁生长,增殖速度迅速,适应性强,长期传代不改变其生物学特性. 结论体外细胞培养和贴壁筛选能有效分离纯化兔骨髓间充质干细胞,细胞扩增稳定.
【总页数】4页(P432-435)
【作者】王汉群;姜任武;刘录山;龙剑虹;温瑞玲
【作者单位】南华大学,外总教研室,湖南,衡阳,421001;中南大学,湘雅医院;南华大学,心研所;中南大学,湘雅医院;南华大学第一附属医院
【正文语种】中文
【中图分类】Q813.11
【相关文献】
1.大鼠骨髓间充质干细胞的分离培养纯化及生物学特性的鉴定 [J], 卓文利;付云烽;徐廷昭;吴卫真;杨顺良;谭建明
2.骨髓间充质干细胞分离培养和生物学特性的研究进展 [J], 邴爱英;宋文刚
3.猕猴骨髓间充质干细胞采集、分离培养及生物学特性研究 [J], 邱锐;唐成坤;邵荣学;全仁夫
4.SD大鼠骨髓间充质干细胞分离培养及其生物学特性鉴定 [J], 闫磊;李思源;慕晓玲
5.离心分离法与贴壁分离法对培养骨髓间充质干细胞生物学特性影响 [J], 黎婷;孙晋虎;赵亮;李帅
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大鼠骨髓间充质干细胞的分离、鉴定与冻存及对细胞活性的影响谢晶晶;李博;姚兵;宋烜;张平超;陆骅【期刊名称】《解放军医药杂志》【年(卷),期】2018(030)005【摘要】目的分离培养大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs),观察冻存对细胞活性的影响,为其临床应用奠定基础。
方法取3周龄SD雄性大鼠,断颈处死,取股骨和胫骨,提取骨髓MSCs进行体外培养,流式细胞仪鉴定细胞表面的阳性标记物和阴性标记物。
所得骨髓MSCs-70℃冻存,分别于冻存前、冻存后1周、1个月、6个月取细胞,采用MTT法绘制骨髓MSCs增殖曲线,采用诱导实验检测骨髓MSCs的成骨细胞与脂肪细胞分化的能力。
结果分离大鼠骨髓MSCs表面标志物CD29阳性表达率为97.9%,CD90阳性表达率为97.4%。
冻存后1周、1个月和6个月,大鼠骨髓MSCs复苏率差异无统计学意义(P〉0.05)。
冻存、冻存时间延长对细胞增殖活力及多分化能力,经条件诱导后成钙结节数目和油滴数目组间差异无统计学意义(P〉0.05)。
结论本实验成功提取了大鼠骨髓MSCs,配置的冻存体系也可较长时间保持MSCs活性,为其后继研究打下了基础。
【总页数】4页(P1-4)【作者】谢晶晶;李博;姚兵;宋烜;张平超;陆骅【作者单位】上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院骨科,上海202150;上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院骨科,上海202150;上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院骨科,上海202150;上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院骨科,上海202150;上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院骨科,上海202150;上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院骨科,上海202150【正文语种】中文【中图分类】R329.24【相关文献】1.微波复温对玻璃化冻存大鼠胚脑细胞活性的影响 [J], 胡军祥;应华波;周国英;赵玉勤2.大鼠骨髓间充质干细胞的分离、鉴定与冻存及对细胞活性的影响 [J], 谢晶晶;李博;姚兵;宋烜;张平超;陆骅3.大鼠骨髓间充质干细胞的分离培养纯化及冻存 [J], 杨亚冬;张文元;房国坚;贺晨;陈勇4.分离培养方法及冻存技术对犬骨髓间充质干细胞生长和增殖的影响 [J], 童培建;何帮剑;金红婷;赵红昌;肖鲁伟5.大鼠骨髓间充质干细胞的分离冻存及向成骨细胞和软骨细胞诱导分化 [J], 张文元;杨亚冬;房国坚;陈勇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
骨髓间充质干细胞形态引言骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类存在于成体组织和胚胎组织中的多潜能干细胞。
它们具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力,具有广泛的临床应用前景。
本文将对骨髓间充质干细胞的形态特征进行详细解析,并探讨其与干细胞功能的关系。
1. 骨髓间充质干细胞的来源骨髓间充质干细胞最初是从骨髓中分离出来的。
然而,随着研究的深入,人们发现MSCs还存在于其他组织中,如脂肪组织、血液、胎盘等。
这些来源不同的MSCs具有一定的异质性,但都具备了相似的干细胞特征。
2. 骨髓间充质干细胞的形态特征2.1 形态骨髓间充质干细胞是一类具有纤维样形态的细胞,主要由细胞体、原浆质和突起组成。
在培养基中,它们呈现出纺锤形或星状形,细胞体偏长且细长。
不同来源的MSCs在形态上有一定的差异,但整体上保持相似的基本特征。
2.2 标志物表达骨髓间充质干细胞表达一系列特定的细胞表面标志物,如CD73、CD90、CD105,同时不表达CD45和CD34等造血系统的标志物。
这些标志物的表达情况可以用来鉴定和纯化MSCs。
2.3 多潜能分化能力骨髓间充质干细胞具有多潜能分化为不同细胞类型的能力,包括成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等。
这种分化能力使得MSCs成为组织工程和再生医学领域的理想细胞来源。
3. 形态与干细胞功能的关系骨髓间充质干细胞的形态特征与其干细胞功能密切相关。
形态特征的改变可能会影响MSCs的增殖与分化能力,进而影响其临床应用前景。
3.1 形态与增殖能力研究发现,骨髓间充质干细胞的形态特征与其增殖能力相关。
一些研究表明,形态上更扁平的MSCs具有更高的增殖速度,而形态上较圆的MSCs则增殖能力较低。
这种形态与增殖能力之间的关系可能与细胞内信号通路的调控有关。
3.2 形态与分化能力MSCs的形态特征可能与其分化能力密切相关。
研究发现,形态上更纤维样的MSCs 更容易向骨细胞分化,而形态上较圆的MSCs则更容易向脂肪细胞分化。
骨髓间充质干细胞(MSC)的分离,扩增及表型鉴定
间充质干细胞或间充质基质细胞(MSC)是可以从各种来源(包括骨髓,脂肪组织或脐带)分离的体细胞或成体干细胞。
分离的MSC 是表现出位点特异性分化的成纤维细胞样细胞。
MSC可能在体内再生受损或患病的组织,并可能在免疫调节中发挥作用,这为各种临床应用提供了基础。
1:缓冲液准备
1.1 PE(PBS+EDTA)缓冲液,用于分离单核细胞
用磷酸盐缓冲盐水(PBS),pH 7.2和2mM EDTA制备溶液。
低温(2–8°C)保存。
▲注意:EDTA可以用其他补充剂代替,例如抗凝柠檬酸葡萄糖配方A(ACD-A)或柠檬酸磷酸葡萄糖(CPD)。
1.2 PBE(PBS+BSA+EDTA)缓冲液,用于分离CD271 +细胞。
准备包含磷酸盐缓冲盐水(PBS)的溶液,用autoMACS®冲洗溶液以1:20的比例稀释MACS®BSA储备溶液,可得到pH 7.2、0.5%的牛血清白蛋白(BSA)和2 mM EDTA。
低温(2-8°C)存放。
▲注意:EDTA可以用其他补充剂代替,例如抗凝柠檬酸葡萄糖配方A(ACD-A)或柠檬酸磷酸葡萄糖(CPD)。
BSA可以用其他蛋白质代替,例如相应的血清白蛋白,相应的血清或胎牛血清(FBS)。
不建议使用含有Ca2 +或Mg2 +的缓冲液或培养基。
2:分选单核细胞
2.1梯度密度离心
2.2人骨髓单个核细胞(BM MNCs)的制备
▲注意:仅使用新鲜骨髓。
避免冷冻和解冻骨髓细胞,并在无菌条件下进行。
1.用针头从髂骨上嵴或胸骨采集骨髓。
2.用缓冲液以7:1的比例稀释抽吸的人骨髓,例:用5mL缓冲液稀释30mL的骨髓,最终体积为35mL。
3. 100µm过滤器过滤,去除骨碎片和细胞团。
(▲注:使用前,先用缓冲液的润洗滤器。
)
4.将35ml稀释的细胞悬浮液与15ml的Ficoll-Paque混合于50ml 圆锥形瓶中。
5. 445g,20°C,离心35min。
6.除去上清,吸取BM MNCs ,至新的50ml圆锥形瓶中。
7.加入40ml缓冲液洗涤细胞,在20°C 300g离心10min,弃上清液。
8. 为去除血小板,将细胞颗粒重新悬浮在50mL缓冲液中,20°C ,200×g离心10-15min,弃上清液。
9. 将细胞颗粒重新悬浮在适量的缓冲液中,以供下游应用。
▲注:骨髓单个核细胞可以在含有0.5%牛血清白蛋白或自体血清的PBS中保存过夜。
细胞在冰箱中保存的时间不要超过一天。
在进行磁性标记之前至少清洗一次,并将细胞重新悬浮在适当的缓冲液中。
3.MSCs定量分析
推荐使用MSC Enumeration Kit, huma(130-106-646)试剂盒。
3.1荧光标记
1.准备2支流式管分别为A管(control sample) B管(MSC sample). 分别加入100ul 骨髓样本。
2.每个试管中加入20µL FCR封闭,冰上暗孵育30min。
3. 抗体加入设计如下:
4. 每管加入10ul 7-AAD 上机检测。
5.结果展示
4.磁珠分选CD271
骨髓来源的人MSC可以通过特定的表面标记(例如CD271)进行分离。
推荐使用美天旎使用human CD271 MicroBead KIT(130-099-023)分离MSC。
1:在LS或MS分选柱上放置一个预分离过滤器(30 µm)。
2:用PBE缓冲液冲洗色谱柱3次,确保过滤器已预先润湿。
3:将细胞悬液和PBE缓冲液加到柱上的过滤器上
4: 进行磁性分选。
5.MSCs 的扩增
使用StemMACS MSC Expansion Media Kit XF (130-104-182)扩增分离的human MSC,这是一种经过优化和标准化的完全培养基,可从骨髓和其他组织来源再生和扩增MSC。
5.1 StemMACS MSC Expansion Media Kit XF 保持MSC良好的增殖能力。
A: 在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的MSC表现出更高的克隆潜力
B: 与在αMEM+ 5%血小板裂解液中或在含有10%胎牛血清(FCS)的培养基中培养的MSC相比的增殖效率。
5.2扩增的MSC非常适合进行免疫调节
扩增的MSC非常适合进行免疫调节。
分离的MSC在StemMACS MSC扩展培养基XF或αMEM+ 5%血小板裂解液中扩增。
使用MSC
Suppression Inspector通过与MSC共培养的反应性T(Tresp)细胞的细胞增殖来测量免疫调节。
在该增殖测定中,用荧光染料将Tresp 细胞的质膜染色。
随着Tresp细胞的每次分裂,染料被越来越多地稀释。
因此,MFI的降低表明Tresp细胞的增殖率很高。
在多克隆刺激下,仅Tresp细胞显示出强烈的增殖反应。
MSC与Tresp细胞的共培养导致Tresp细胞的增殖减少。
在StemMACS MSC扩展培养基XF 中培养的MSC的存在将Tresp细胞增殖抑制到非刺激的Tresp细胞水平。
5.3 保持分化潜能
使用StemMACS MSC Diff培养基,将在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的人MSC分化为成骨(A),成脂(B)或成软骨(C)谱系。
在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的细胞具有广泛的分化潜力。
6.MSC表型验证。
现在科研工作者对MSC进行临床研究的兴趣日益浓厚,因此需要对将其分化为特定细胞类型的机制和过程进行基本了解,并需要对培养细胞进行MSC表型验证。
人体MSC表型鉴定试剂盒基于人MSC 的ISCT(国际细胞疗法学会)标记,可通过流式细胞术轻松地对培养扩增的MSC进行标准化表型分析。
而BD公司提供的MSC Analysis Kit multicolor phenotyping of MSC expansions
多色流式试剂盒能够鉴定该能功能。
7.MSC功能分析
7.1分化潜能
分化潜能是鉴定和定义MSC群体的有意义的工具。
分化为脂肪细胞,软骨细胞和成骨细胞的程度受MSC来源的影响,因此,例如,相比于来自脐带的MSC,来自骨髓的MSC具有更大的分化成成骨细胞的潜力。
供体年龄的增加和培养的MSC的传代也降低了分化潜能。
StemMACS™AdipoDiff,OsteoDiff和ChondroDiff培养基是人的最佳分化培养基,适用于从各种组织来源分离的人MSC。
每种培养基均支持扩展的MSC的分化能力分析或质量控制,以及MSC分化过程的体外研究,包括基因表达和蛋白质谱分析。
推荐产品:StemMACS AdipoDiff Media human(130-091-677);StemMACS OsteoDiff Media human(130-091-678);StemMACS ChondroDiff Media human(130-091-679)
7.2 免疫调节潜能
在过去的几年中,科学家将注意力集中在了MSC的免疫调节潜力上。
已观察到源自骨髓的MSC抑制T细胞增殖。
可以使用人MSC Suppression Inspector(人类)抑制MSC的这种功能,其中包含针
对MSC抑制测定而优化的T细胞刺激试剂。
推荐产品:MSC Suppression Inspector human(130-096-207)
8 文献分享
1. Di Nicola, M. et al. (2002) Blood 99: 3838–3843.
2. Bartholomew, A. et al. (2002) Exp. Hematol. 30: 42–48.。