干细胞
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文章编号(ArticleID):1009-2137(2003)02-0115-05
・论著・
人骨髓间充质干细胞表达多种造血细胞因子朱光荣,周小玉,陆 化,周建伟,李爱萍,徐 卫,李建勇,汪承亚南京医科大学第一附属医院血液科,南京210029
摘要 为了研究培养的人骨髓间充质干细胞在造血中的生物作用,采用RT2PCR方法在mRNA水平上分析体外培养的人骨髓间充质干细胞(BM2MSC)造血因子的表达,以及氢化考的松对BM2MSC表达造血细胞因子的影响。结果显示,体外传代培养的正常人、白血病和淋巴瘤等血液病人BM2MSC均能表达SCF,Flt32ligandTPO,
LIF,IL26和IL211等重要的造血细胞因子,但不表达G2CSF,GM2CSF和IL23。不同代数的BM2MSC细胞,造血细胞因子的表达相同。BM2MSC经氢化考的松作用7-21天后,可诱导G2CSFmRNA表达,但不诱导GM2CSF的表达,细胞在形态学上也未发生明显改变。结论:体外培养的正常人和本组血液病病人BM2MSC具有促造血功能。关键词 骨髓间充质干细胞;造血细胞因子;基因表达中图分类号 R331122文献标识码 A
HumanBoneMarrowMesenchymalStemCellsExpressMultipleHemato2poieticGrowthFactorsZHUGuang2Rong,ZHOUXiao2Yu,LUHua,ZHOUJian2Wei,LIAi2Ping,XUWei,LIJian2Yong,WANGCheng2YaDepartmentofHematology,theFirstAffiliatedHospitalofNanjingMedicalUniversity,Nanjing210029,ChinaAbstract Tostudythebiologicalroleofhumancultruedbonemarrowmesenchymalstemcell(BM2MSC)inhematopoiesisbyinvestigationofitsexpressionofmultiplehematopoieticgrowthfactors,RT2PCRwasusedtoanalyzetheexpressionofSCF,Flt32ligand,TPO,LIF,G2CSF,GM2CSF,IL23,IL26andIL211atmRNAlevelforhumanBM2MSCfromhealthydonorsandpatientswithleukemiaandlymphoma.BM2MSCwereincubatedwithorwithouthydrocortison(HC).TheresultsclearlyshowedthattheculturedBM2MSCexpressedmRNAofSCF,Flt32ligand,TPO,LIF,IL26andIL211atpassages3upto15,butdidnotexpressG2CSF,GM2CSFandIL23.Thesameexpressionpatternofabovecytokineswasseenalsoforthepatient′sBM2MSC.HCwasabletoinduceBM2MSCtoexpressG2CSFbutnottoexpressGM2CSF.BM2MSCseemednottochangemorphologicallyafterincubationwithHCforupto21days.Inconclusion,bothnormalandpatientBM2MSCshouldbepotentialtopromotehematopoiesisaccordingtotheirexpressionofmultiplehematopoieticcytokines,andHCisabletoinducehematopoieticgrowthfactorexpression.Keywords bonemarrowmesenchymalstemcell;hematopoieticcytokine;geneexpressionJExpHematol2003;11(2):115-119
骨髓造血微环境为造血干细胞/祖细胞(HSC/HPC)提供生长发育的场所。造血微环境细胞成分主要由骨髓多能间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcell,BM2MSC)分化产生的成纤维细胞、脂肪细胞、成骨细胞等基质细胞构成[1],他们通过与HSC/HPC接触和分泌多种细胞因子,正负调控他们的增殖、分化,维持骨髓正常造血。近年来,由于BM2MSC在体外成功地分离培养,并能诱导分化为骨、软骨、脂肪细胞、神经细胞等多种其他组织细胞,引起了人们对BM2MSC的广泛而深入的实验和临床应用研究。Chaudhary等[2]报道BM2MSC在体外培养诱导分化时表达多种细胞因子。Koal等[3]指出骨髓造血干细胞移植时,同时输入体外培养的病人自身BM2MSC能够促进HSC的植活率,缩短无髓期,减少死亡率。本文报告BM2MSC体外培养不同代数的细胞及经氢化考的松诱导作用后的重要造血细胞因子的表达,以探讨BM2MSC的促造血功能的分子基础。
材料与方法标本的的来源传代培养的BM2MSC,2例来原于正常骨髓,7例为
基金项目:本研究为江苏省卫生厅重点课题基金项目资助(编号H200131)和南京医科大学创新基金资助项目(编号CX2001004)通讯作者:汪承亚,研究员、教授、博士生导师 电话:(025)371883626933.E2mail:wangcylu@yahoo.com2002-10-11收稿;2003-02-25接受
・511・中国实验血液学杂志 JournalofExperimentalHematology2003;11(2):115-119
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.淋巴瘤和白血病等血液病病人骨髓。BM2MSC培养取生长密度达90%左右的培养细胞,应用胰酶/ED2TA(Gibco,LifeTech.Inc.USA)消化,收集细胞并悬浮于含10%FBS(StemCellTech.Inc.,Cana2da)的DMEM(GibcoLifeTech.Inc.USA)完全培
养基,按1∶3比例接种于新的培养皿(Falcon,
USA),置5%CO2、37℃饱和湿度细胞培养箱培养。
每3-4天更换1次培养液。约1周细胞生长密度可达到90%左右时,进行再次传代。
BM2MSC受氢化考的松(hydrocortison,HC)作用的诱导培养取传代培养第2天的细胞,更换含有1×10
-6
mol/L
HC(Gibco,LifeTech.Inc.USA)的培养液,置5%CO2、37℃饱和湿度细胞培养箱,分别于7,14和21
天中止培养,制备细胞裂介液。
RT2PCR分析BM2MSC造血因子mRNA水平的表达细胞总RNA的制备 尽弃待收集细胞的细胞培养液,细胞用1×DPBS(Hyclone,USA)洗涤2遍,按1
ml/cm2加入TripureRNA抽提液(Roche,USA),
将细胞充分裂解。细胞裂解液置-80℃保存备用。
RNA抽提按照使用说明进行。逆转录反应 用逆转录试剂盒(Promega公司,
USA),按说明书操作。逆转录反应体系的总容积20μl,含有RNA1.0μg,随机引物0.25μg/μl,AMV逆转录酶15U。逆转录产物于95℃灭活5分钟后,保存于-20℃备用。聚合酶链反应 PCR反应总容积50
μl。含2μ
l逆
转录产物,2UFastStartTaqDNA聚合酶(Roche,
USA)。PCR其他操作步骤按Roche公司说明书进行。各细胞因子PCR扩增引物序列见表1,PCR反应条件见表2。PCR扩增产物置1.5%琼脂糖凝胶(Promega,USA)90V电泳30分钟,EB染色,紫
外线下观察并照相。
结 果人BM2MSC体外培养和HC的诱导分化BM2MSC为单层贴壁生长的梭形细胞,大小均一,有明显的方向性。本组2例正常BM2MSC和7例病人BM2MSC均能在体外正常生长和传代。图1
所示为第8代正常BM2MSC细胞的形态。经HC
诱导作用7-21天后,BM2MSC生长速度减慢,但形态并没有明显的变化(照片略)。
Table1 OligonucleotideprimersusedinPCRfordetectionofgenetranscriptsGenePrimerProductSizeβ22MGSense5′2TCTGGCCTTGAGGCTATCCAGCGT23′270bp
Antisense5′2GTGGTTCACACGGCAGGCATACTC23′SCFSense5′2CTCCTATTTAATCCTCTCGTC23′177bpAntisense5′2TACTACCATCTCCGCTTATCCA23′Flt32LigandSense5′2TGGAGCCCAACAACCTATCTC23′333bpAntisense5′2GGGCTGAAAGGCACATTTGGT23′TPOSense5′2CCTCCTTGGGGCCCTGCAGAGCCT23′606bpAntisense5′2GGGTGGAGCTGGACCACAGGG23′LIFSense5′2AACAACCTCATGAACCAGATCAGGAGC23′405bpAntisense5′2ATCCTTACCCGAGGTGCAGGGCCGTAGG23′GM2CSFSense5′2GTCTCCTGAACCTGAGTAGAGACA23′286bpAntisense5′2AAGGGGATGACAAGCAGAAAGTCC23′G2CSFSense5′2AGCTTCCTGCTCAAGTGCTTAGAG23′346bpAntisense5′2TTCTTCCATCTGCTGCCAGATGGT23′IL26Sense5′2GTAGCCGCCCCACACAGACAGCC23′174bpAntisense5′2GCCATCTTTGGAAGGTTCAGG23′IL211Sense5′2ATGAACTGTGTTTGCCGCCTG23′270bpAntisense5′2GAGCTGTAGAGCTCCCAGTGC23′IL23Sense5′2ATGAGCCGCCTGCCCGTCCTG23′449bpAntisense5′2GCGAGGTCAAAGTCGTCTGTTG23′