人骨髓间充质干细胞分离培养方法的改进

背景：当前分离培养骨髓间充质干细胞方法的有多种,但在外科手术中进行获取的方法仍然较少,而外科分离所得细胞对于相应疾病的具有揭示原因和提供研究线索的价值。目的：在骨科手术中以直接贴壁差速贴壁分离培养纯化与鉴定骨髓间充质干细胞。方法：在骨科关节置换等大手术中吸取少量人骨髓血,采用直接贴壁法分离骨髓间充质干细胞,在贴壁后36～48h行洗盘处理,并通过长期体外培养,特定培养基自身的筛选作用对细胞进行筛选,当细胞生长达到足量时进行鉴定。结果与结论：采用直接贴壁法能够在长骨髓腔内混合血中分离培养骨髓间充质干细胞并形成集落,其形态学表现和表面分子经鉴定符合骨髓间充质干细胞特点,能够获得符合要求的人骨髓间充质干细胞,从而进行后续实验。     

人骨髓间充质干细胞和汗腺细胞的体外分离与培养

背景：体外研究人骨髓间充质干细胞和汗腺细胞的分离培养与鉴定,可为探讨骨髓间充质干细胞再生汗腺的可行性打下基础。目的：探寻在体外分离培养骨髓间充质干细胞和汗腺细胞的有效方法。方法：采用直接贴壁法从成人骨髓中体外分离培养骨髓间充质干细胞,并进行扩增和鉴定。采用胶原酶消化法从人全层无烧伤皮肤中分离汗腺细胞,并进行扩增和鉴定。结果与结论：倒置显微镜下见分离培养的骨髓间充质干细胞呈梭形,折光性强,免疫细胞化学染色显示细胞表达CD29、CD105,高表达CD44,不表达造血干细胞表面标志CD34和CD45。汗腺细胞呈扁平多角形,表达汗腺细胞表面标志细胞角蛋白7,8,18,19和癌胚抗原。说明直接贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞和胶原酶消化法分离培养汗腺细胞是可行的。     

贴壁法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞的效果验证

背景:骨髓中的间充质干细胞含量不高,且随着年龄增加或体质衰弱,骨髓间充质干细胞的数量会逐渐减少.目的:验证贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞的效果.方法:大鼠麻醉后取双侧股骨和胫骨,剪去骨骺端,暴露骨髓腔,用含小牛血清的DMEM培养基冲洗骨髓腔,收集骨髓细胞,反复吹打制成单细胞悬液,接种后置于37 ℃、体积分数为5%的CO_2培养箱内孵育,24 h后全量换液,以后每周全量换液1次,筛选易贴壁但贴壁不牢的细胞进行传代培养.观察细胞形态,绘制细胞生长曲线,流式细胞仪及免疫细胞化学染色鉴定骨髓间充质干细胞表面标志的表达.结果与结论:培养24 h后细胞能够贴壁生长,呈梭形或三角形;第二三天贴壁细胞迅速增殖;培养15 d左右出现致密的贴壁细胞层,呈漩涡状生长或成簇生长.细胞在接种后2 d进入对数生长期,12 d左右进入平台期,约15 d细胞可铺满瓶底.分离培养的大鼠骨髓间充质干细胞CD90和CD54均呈阳性表达.结果验证了采用贴壁法可在体外成功分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,操作简单,造成污染的环节和机会较少,不需离心,可以更好的保持细胞活性.     

组织工程化心肌组织构建的研究与问答

1 骨髓间充质干细胞分离培养方法的选择? 用于骨髓间充质干细胞分离的方法主要有4种:贴壁筛选法、密度梯度离心法、流式细胞仪法和免疫磁珠法.目前最常用的分离培养骨髓间充质干细胞的方法是密度梯度离心后贴壁培养.根据骨髓间充质干细胞与其他细胞的密度不同,将骨髓抽提物采用密度梯度离心,分离出处于1.073 g/mL密度界面上的细胞进行瓶皿接种,细胞贴壁生长,类似成纤维细胞,通过换培养基的方式除去悬浮生长细胞,可获得纯度高达95%的间充质干细胞.这种方法常与贴壁筛选法结合,操作简单,目前被认为是最理想的分离培养骨髓间充质干细胞的方法.     

建立大鼠骨髓间充质干细胞稳定分离培养体系与鉴定

背景:骨髓间充质干细胞作为种子细胞存组织工程等领域应用广泛,建立稳定的分离培养体系和统一鉴定标准尤为重要.目的:以不同方法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,并进行细胞形态学观察、表面标志物鉴定及多向分化能力检测.设计、时间及地点:细胞学体外对比观察,于2005-08/12在暨南大学完成.材料:SPF级3月龄SD雌性大鼠5只,由中山大学实验动物中心提供.方法:无菌条件下分离大鼠双下肢,低糖DMEM培养液冲出骨髓,分别运用全骨髓贴壁法和密度梯度离心法体外分离骨髓间充质干细胞.利用差速贴肇原理对细胞进行纯化扩增.取生长状态良好的第3代骨髓间充质干细胞,分别加入成骨、成脂、成软骨诱导培养基,培养14d.主要观察指标:倒置相差显微镜下观察骨髓间充质干细胞的生长状态,流式细胞仪检测细胞表面标志物的表达,采用碱性磷酸酶染色鉴定成骨能力,以油红○染色鉴定成脂能力,以甲苯胺蓝染色鉴定成软骨能力.结果:与密度梯度离心法相比,全骨髓贴肇法分离获得的骨髓间充质干细胞贴壁时间短,增殖快,经传代后能够纯化.第3代骨髓间充质干细胞形态单一均匀,呈典型的极性漩涡状生长,不表达造血前体细胞标志抗原CD34和白细胞标志抗原CD45,表达整合索家族成员CD29和黏附分子CD44,经诱导后碱性磷酸酶染色、油红○染色和甲苯胺蓝染色均呈阳性.结论:采用全骨髓贴壁法可稳定获得均质性良好的大鼠骨髓间充质干细胞,效果优于密度梯度离心法.经全骨髓贴壁法体外分离培养的细胞在形态学、细胞表面标志物表达和多向分化能力方面具有干细胞生物学特性,经鉴定为大鼠骨髓间充质干细胞.     

全骨髓贴壁并差速传代分离纯化大鼠骨髓间充质干细胞:与密度梯度离心法的比较

背景:目前国内外分离纯化骨髓间充质干细胞有两种主要方法;密度梯度离心法及全骨髓贴壁法,前者步骤较复杂,后者简单易操作,但纯化效果不理想.目的:在全骨髓贴壁分离骨髓间充质干细胞基础上,并用差速传代消化法,建立大鼠骨髓间充质干细胞体外分离培养纯化方法.方法:全骨髓贴壁培养法分离并差速消化传代大鼠骨髓间充质干细胞,利用间充质干细胞在消化传代过程中较其他骨髓细胞消化悬浮速度快,以及贴壁快的特点,代替密度梯度离心操作来分离纯化间充质干细胞,对其形态学特征进行观察,并与密度梯度离心法比较两种分离培养法的细胞生长增殖情况;观察碱性磷酸酶及油红染色情况,验证骨髓间充质干细胞的分化能力;检测细胞表面标记物,验证免疫特性及检测其纯度.结果与结论:全骨髓贴壁培养法分离并差速传代大鼠骨髓间充质干细胞,流式细胞鉴定、成骨成脂肪培养结果显示其细胞免疫特性、纯度、分化能力与密度梯度离心法无显著差异,但细胞活力,增殖能力有明显提高.     

兔骨髓间充质干细胞分离培养后的活力检测

背景:目前分离纯化骨髓间充质干细胞多采用单一的方法,对扩增培养过程中细胞活力的变化没有较为系统而全面的评估。目的:探索体外分离培养和纯化兔骨髓间充质干细胞的方法,并对细胞的活力进行检测。方法:采用密度梯度离心联合贴壁筛选的方法分离纯化兔骨髓间充质干细胞,从形态学、细胞表型和成骨成脂能力方面进行鉴定;并从细胞生长曲线、贴壁率和克隆形成率3个方面评估细胞活力。结果与结论:原代细胞多呈梭形和圆形,48h后大部分细胞贴壁,8-10d细胞融合达80%-90%,传代周期为3-5d;流式检测显示CD14、CD34和CD45表达阴性,CD29、CD44和CD90表达阳性;成骨诱导茜素红染色可见明显的钙结节,成脂诱导油红O染色可见大量脂肪细胞;细胞生长曲线、贴壁率及克隆形成率的结果表明第1代和第3代细胞的活力优于第5代细胞。结果说明密度梯度离心联合贴壁筛选的方法能够有效的分离纯化骨髓间充质干细胞,并能较好的保持其生物功能,在扩增传代过程中,细胞活力会有不同程度的下降。     

体外培养猪骨髓间充质干细胞hHCN2基因的转染及表达

背景：通过超极化活化的阳离子电流调制心脏自律性成为该领域研究的焦点。目的：将起搏基因质粒CMV-hHCN2-3xha-IRES-EGFP转染到猪骨髓间充质干细胞,检测其在骨髓间充质干细胞中核酸和蛋白水平是否表达。方法：采用单纯直接贴壁法或密度梯度离心结合直接贴壁法分离、纯化、增殖获得骨髓间充质干细胞,脂质体2000转染质粒CMV-hHCN2-3xha-IRES-EGFP至骨髓间充质干细胞。结果与结论：单纯直接贴壁法收集到的细胞增殖速度慢,而密度梯度离心结合直接贴壁法细胞增殖速度较快,原代细胞培养第3代后转染48h荧光显微镜下可见骨髓间充质干细胞发出荧光,对照组无荧光。细胞转染率达15%-20%。RT-PCR检测及Westernblot印迹检测证明了hHCN2基因在骨髓间充质干细胞有表达。密度梯度离心结合直接贴壁法较单纯直接贴壁法培养骨髓间充质干细胞的培养效率更高。转染目的基因hHCN2的骨髓间充质干细胞蛋白有表达。     

兔骨髓间充质干细胞的分离、培养与鉴定

背景：目前对骨髓间充质干细胞常用的分离方法有密度梯度离心法、贴壁筛选分离法。目的：联合应用密度梯度离心法和贴壁筛选分离法体外分离培养、扩增兔骨髓间充质干细胞，并对其进行鉴定。设计、时间及地点：对比观察的细胞学实验，于2007-10／2008-03在上海市第六人民医院中心实验室完成。材料：2月龄新西兰纯种大耳白兔6只用于骨髓间充质干细胞取材与原代培养，1．073kg／L的Percoll分离液。方法：实验采用Percol分离液利用密度梯度离心法及结合贴壁分离筛选法来分离、纯化骨髓间充质干细胞，在采用密度梯度离心法得到骨髓间充质干细胞后，经贴壁培养及反复换液纯化骨髓间充质干细胞。分别取第3，5，7，9代骨髓间充质干细胞，行细胞计数，绘制细胞生长曲线。主要观察指标：倒置显微镜下观察原代及传代细胞的形态、生长情况。采用CD44及CD34抗体进行间接免疫荧光标记鉴定培养的干细胞。CD44染色呈阳性，CD34染色呈阴性，说明所提取、纯化的细胞是骨髓间充质干细胞。结果：增殖传代的骨髓间充质干细胞呈长梭形均匀分布生长，形态比原代培养的细胞更均匀，细胞生长旺盛、增殖迅速，胞核明显，核仁清晰，核浆比例大，细胞形态均匀，平行排列呈螺旋状或漩涡状，传代至第5代时无明显变化。随传代次数的增加，细胞增殖能力逐渐下降，第3～5代细胞增殖能力强。所分离培养的细胞均表达CD44，不表达CD34。结论：在体外采用密度梯度离心及贴壁培养法可获得高纯度的兔骨髓间充质干细胞。     

全骨髓贴壁法培养兔骨髓间充质干细胞体外定向成骨诱导分化及鉴定

背景：流式细胞仪分离法和免疫磁珠分离法对细胞活性影响较大,密度梯度离心法虽然能够获得纯度高的单核细胞,但由于多次离心可造成细胞的大量流失且对细胞活性有一定的影响使其应用值得商榷。目的：采用全骨髓贴壁法分离兔骨髓间充质干细胞进行成骨诱导分化及鉴定。方法：采用全骨髓贴壁法体外分离培养兔骨髓间充质干细胞,倒置显微镜下观察细胞形态学特征。在成骨诱导剂作用下,通过碱性磷酸酶染色试剂盒行碱性磷酸酶染色,I型胶原免疫细胞化学染色,VonKossa法及茜素红进行矿化结节染色以及电镜下检测兔骨髓间充质干细胞成骨诱导后的形态结构。结果与结论：经诱导后细胞出现与成骨细胞相似的形态学特征,碱性磷酸酶染色阳性,I型胶原免疫细胞化学染色,Von-Kossa法及茜素红矿化结节染色阳性。表明经成骨诱导剂诱导后全骨髓贴壁法体外分离纯化培养的兔骨髓间充质干细胞能向成骨细胞方向分化增殖。     

Mesenchymal Progenitor Cells: Tissue Origin, Isolation and Culture

SUMMARY: Since the pioneering work of Alexander Friedenstein on multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs), a tremendous amount of work has been done to isolate, characterize and culture such cells. Assay of colony forming unit-fibroblasts (CFU-Fs), the hallmark of MSCs, is used to estimate their frequency in tissue. MSCs are adherent cells, so they are easy to isolate, and they show contact inhibition. Thus, several parameters must be taken into account for culture: cell density, number of passages, culture medium, and growth factors used. The purity of the initial material is not a limiting parameter. Similar but not identical cell populations are found in almost all mammal or human tissues. MSCs seem to be very abundant in adipose tissue but at low frequency in blood from umbilical cord or in adult tissue. The culture conditions are very similar, whatever the source of cells. Because of their favorable properties, MSCs are very promising tools for regenerative medicine.     

SD大鼠间充质干细胞的分离培养及生物学特性研究

目的对SD大鼠不同组织的间充质干细胞（MSCs）进行分离培养并检测其生物学特性。方法分离SD大鼠骨髓、骨密质来源的MSCs，进行细胞表面抗原和细胞生长周期的鉴定。结果两种组织来源的细胞都呈成纤维细胞样，单个核，增殖能力强。细胞免疫组织化学结果显示，培养的细胞表达波形蛋白（vimention）、纤维连接蛋白（fibronectin）但不表达角蛋白（keratin）。细胞可传代10代以上并保持细胞表型。细胞周期显示90％以上细胞处于细胞静止期。结论分离、培养的两种组织的细胞均为MSCs，在体外培养条件下增殖能力强、表型稳定，可作为组织工程的种子细胞。     

大鼠胎盘来源间充质干细胞的生物学特性

背景:研究报道,人间充质干细胞用于实验动物研究的结果不令人满意,所以考虑使用大鼠胎盘来源的间充质干细胞用于动物实验研究,以期获得更好的实验结果。查阅国内外相关文献,目前尚未发现大鼠胎盘来源间充质干细胞的相关报道。目的:建立从大鼠胎盘分离间充质干细胞的方法,观察其基本生物学特性。方法:通过胶原酶消化法从大鼠胎盘分离并得到间充质干细胞。每天用倒置显微镜观察其形态。用MTT法测定其生长动力学并绘制生长曲线。用流式细胞仪检测其表型及细胞周期。通过免疫组化法证实其成脂及成骨分化的潜能。结果与结论:原代细胞培养8h后细胞贴壁,24h内细胞形成集落,第4代细胞大小、形态基本一致,以梭形为主。细胞周期检测提示G0/G1期、S期、G2期的比例分别为83.76%,8.01%,8.23%。免疫表型分析其表达CD29和CD90,不表达CD45。体外诱导实验证实胎盘间充质干细胞具有成脂和成骨分化的潜能。     

植物源性活性因子促进骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化

背景:以往研究已证实,在心肌梗死的大鼠体内,柔毛水杨梅粗提物 EGJ 能有效促进外源性的骨髓间充质干细胞分化成心肌细胞。课题组进一步分离 EGJ,最终得到植物源性的活性因子 cardiogenin,其是否也能促进间充质干细胞向心肌细胞分化呢? 目的:分离柔毛水杨梅的活性因子 cardiogenin,并观察其促进骨髓间充质干细胞分化成心肌细胞的作用。方法:分离并纯化大鼠的骨髓间充质干细胞,分别用柔毛水杨梅醇的粗提物 EGJ 100 mg/L 和 cardiogenin 10 mg/L 来处理间充质干细胞。在处理间充质干细胞的第 3 天和第 7 天用免疫荧光的方法进行心肌分化特异性标记物免疫染色,检测被处理的间充质干细胞是否表达心肌特异性标记物。结果与结论:处理 3 d 后,EGJ 组和 cardiogenin 组有 39%的细胞表达心肌分化早期的特异性标记物 Mef2。第 7 天,EGJ组和 cardiogenin 组有 70%以上的细胞表达心肌细胞的肌球蛋白重链 MHC。结果显示 EGJ 和 cardiogenin 均能诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化,但 cardiogenin 的用量比 EGJ 少 5~10 倍,诱导分化的效率也略高。     

Mesenchymal stem cells at the intersection of cell and gene therapy

Importance of the field : Mesenchymal stem cells have the ability to differentiate into osteoblasts, chondrocytes and adipocytes. Along with differentiation, MSCs can modulate inflammation, home to damaged tissues and secrete bioactive molecules. These properties can be enhanced through genetic-modification that would combine the best of both cell and gene therapy fields to treat monogenic and multigenic diseases.

Areas covered in this review: Findings demonstrating the immunomodulation, homing and paracrine activities of MSCs followed by a summary of the current research utilizing MSCs as a vector for gene therapy, focusing on skeletal disorders, but also cardiovascular disease, ischemic damage and cancer.

What the reader will gain: MSCs are a possible therapy for many diseases, especially those related to the musculoskeletal system, as a standalone treatment, or in combination with factors that enhance the abilities of these cells to migrate, survive or promote healing through anti-inflammatory and immunomodulatory effects, differentiation, angiogenesis or delivery of cytolytic or anabolic agents.

Take home message: Genetically-modified MSCs are a promising area of research that would be improved by focusing on the biology of MSCs that could lead to identification of the natural and engrafting MSC-niche and a consensus on how to isolate and expand MSCs for therapeutic purposes.     

Comparison of different culture conditions for human mesenchymal stromal cells for clinical stem cell therapy

OBJECTIVE: Mesenchymal stromal cells (MSCs) from adult bone marrow (BM) are considered potential candidates for therapeutic neovascularization in cardiovascular disease. When implementing results from animal trials in clinical treatment, it is essential to isolate and expand the MSCs under conditions following good manufacturing practice (GMP). The aims of the study were first to establish culture conditions following GMP quality demands for human MSC expansion and differentiation for use in clinical trials, and second to compare these MSCs with MSCs derived from culture in four media commonly used for MSC cultivation in animal studies simulating clinical stem cell therapy. MATERIAL AND METHODS: Human mononuclear cells (MNCs) were isolated from BM aspirates by density gradient centrifugation and cultivated in a GMP-accepted medium (EMEA medium) or in one of four other media. RESULTS: FACS analysis showed that the plastic-adherent MSCs cultured in EMEA medium or in the other four media were identically negative for the haematopoietic surface markers CD45 and CD34 and positive for CD105, CD73, CD90, CD166 and CD13, which in combined expression is characteristic of MSCs. MSC stimulation with vascular endothelial growth factor (VEGF) increased expression of the characteristic endothelial genes KDR and von Willebrand factor; the von Willebrand factor and CD31 at protein level as well as the capacity to develop capillary-like structures. CONCLUSIONS: We established culture conditions with a GMP compliant medium for MSC cultivation, expansion and differentiation. The expanded and differentiated MSCs can be used in autologous mesenchymal stromal cell therapy in patients with ischaemic heart disease.     

兔外周血间充质干细胞的体外分离培养及诱导成骨

背景:研究证明外周血中存在间充质干细胞,但含量极少.目的:拟从兔外周血中提取间充质干细胞,并诱导其向成骨细胞分化.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2008-06/12在山东省立医院中心实验室完成.材料:新两兰大白兔6只,购自山东省农科院.α-MEM培养基、L-DMEM培养基为Hyclone公司产品.方法:每隔2 d从兔背部不同部位切去3 cm×3 cm的全层皮肤(保留背部肌层),所切皮肤做原何移植后包扎,每只兔连续创伤4次.分别于创伤前及末次创伤1周后从股静脉取外周血,采用密度梯度离心法获取间充质干细胞,设立2组,分别加入含体积分数为10%胎生血清的α-MEM培养基或L-DMEM培养基.细胞传至第2代以1×105cm2密度接种于12孔板,加入含成骨诱导剂的H-DMEM培养液进行成骨诱导.主要观察指标:创伤前后细胞形态观察,成纤维样细胞集落形成率,成骨诱导效果.结果:创伤前所获得的细胞首次换液后,未见有梭形细胞贴壁;创伤后所获得的细胞接种24 h即可见有短梭形及多角形细胞贴壁,五六天后出现细胞集落.与L-DMEM培养基组比较,α-MEM培养基组外周血成纤维样细胞集落形成率明显升高(P<0.05).外周血间充质干细胞成骨诱导后,呈梭形、三角形或多角形,有突起,可见两三个核仁和细胞分裂相,增殖速度缓慢,诱导7 d后碱性磷酸酶阳性率达80%以上,诱导21 d后茜素红染色形成钙结节.结论:皮肤损伤刺激后可成功从兔外周血中获取间充质干细胞,且具备成骨分化特性,α-MEM培养基较L-DMEM培养基更适合外周血间充质干细胞的体外生长.     

两种分离脐血间充质干细胞的方法比较

背景:目前分离脐血间充质干细胞的方法很多,尚没有确定一种为最有效的方法。目的:寻找一种最为可靠的脐血间充质干细胞分离方法。方法:应用Percoll分离液法和羟乙基淀粉沉降法对脐血进行分离得到单核细胞,在含体积分数15%新生牛血清的DMEM/F12培养基中进行培养并传代。观察不同分离方法脐血单核细胞的回收率,每次传代的时间和细胞增值速度,培养过程中间充质干细胞形态的变化情况,并用流式细胞仪检测第3代细胞表面标志物CD90、CD44、CD34的表达。结果与结论:与Percoll分离液法相比羟乙基淀粉沉降法获得的单核细胞多,单核细胞回收率高(P<0.01),第1次传代时间短(P<0.01)。然而两种方法获得的细胞经培养在形态的变化和表面标志物CD90、CD44、CD34的表达上差异并无显著性意义(P>0.05)。所以羟乙基淀粉沉降法的分离效率较高,培养时间短,但是并不能获得质量较高的脐血间充质干细胞。     

小鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养、纯化及鉴定

目的探讨分离、培养、纯化和鉴定小鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)方法,观察MSCs体外生长特征。方法取小鼠胫骨和股骨,取出骨髓细胞,用1.073g/ml的Percoll分离液梯度离心,培养皿培养、换液除去非贴壁细胞,获得MSCs,通过传代对MSCs进行纯化和扩增培养。进行形态学观察,测定生长曲线,用流式细胞仪检测P3代MSCs细胞周期及表面抗原。结果 新分离的MSCs呈小圆形,形态规整。培养传代后,细胞大小均匀,形态较一致,多为梭形。P1、P2、P3代MSCs生长曲线均呈S型。P3代MSCs 75.27%的细胞处于G0-G1期。P3代MSCs CD44表达阳性,表达率为88.71%,CD34表达阴性。结论利用密度梯度离心法联合贴壁培养法分离纯化骨髓MSCs,在含15%FBS的DMEM-LG培养基中培养MSCs,可获得稳定生长的昆明小鼠MSCs。培养的MSCs细胞系性状稳定,表型稳定均一,适于做进一步研究。