神经干细胞球生长动力学模型

神经干细胞的体外大规模培养对于细胞移植治疗中枢神经系统受损及各种神经退行性疾病有重大意义。体外呈球状生长的神经干细胞球在长大到一定尺寸之后，有可能在其内部由于养分缺乏而形成坏死细胞，这对于干细胞的有效扩增是极为不利的。因此，模拟神经球的动态生长过程并分析出现坏死细胞的临界神经球尺度对于神经干细胞的大规模扩增有重要意义。本研究采用元胞自动机技术建立了模拟神经球生长的动态模型，并结合神经球内养分的扩散传递模型，求解神经干细胞球内出现坏死细胞的临界神经球尺寸以及坏死细胞的扩大规律。计算结果表明，坏死细胞的出现与体外培养条件有一定关系；坏死细胞的出现主要取决于神经球的尺寸，其外部再好的培养条件也不可能抑制坏死的出现。此外，计算结果还表明，神经球内由于氧缺乏而形成的坏死细胞的出现要早于由于葡萄糖缺乏时的情况，并且坏死细胞一旦出现，其增长速度就非常快，有可能很快使整个神经球成为坏死细胞球。本研究所建立的CA模型及神经球内的传质模型可以很好的模拟神经球的生长过程。     

造血干/祖细胞的体外扩增培养研究

利用旋转壁式生物反应器(Rotating wall vessel,RWV)体外培养脐带血干细胞,使其大量扩增,以满足临床应用对造血干/祖细胞的数量与质量要求。从脐带血分离得到的单个核细胞(Mononuclear cells,MNC)在T-flask中培养24h,之后接种到RWV反应器中,培养200h。每24h细胞计数,测量培养基的pH和渗透压变化;在144h和197h测CD34 细胞含量并做CFU-GM半固体培养。有核细胞(Nucleated cells,NC)与CD34 细胞在第197h,分别扩增了435.5±87.6倍和32.7±15.6倍,CFU-GM(Colony-forming unit-granulocyte/macrophage)细胞扩增了21.7±4.9倍。整个培养过程中,RWV反应器中的pH和渗透压都保持在造血细胞最佳的扩增条件内,pH基本保持在7.2~7.4之间,渗透压基本保持在290~310mmol/kg之间。由于旋转壁式生物反应器(RWV)结构上的特殊性,可以保证细胞在悬浮流动的状态下生长,很好地模拟了脐带中的造血微环境,使脐带血造血干细胞在该反应器中短期内得到大量扩增。     

原儿茶酸对体外培养的神经干/祖细胞增殖及凋亡的影响

目的观察原儿茶酸对体外培养的神经干/祖细胞的增殖和自发性凋亡的影响。方法神经干/祖细胞取自胚胎14 d小鼠海马组织,以悬浮方式在培养器皿中培养成"神经球"。CCK-8试剂盒检测细胞的生存力,B rdU染色标记分析细胞的增殖。结果培养4 d后,神经干/祖细胞发生了自发性凋亡,原儿茶酸(0.06 mmo.lL-1)有效地减少了该种凋亡,将细胞的存活率提高至对照组的140.3%±9.2%;细胞培养4 d和7 d,原儿茶酸(0.06 mmo.lL-1)使细胞内ROS水平分别下降至对照组的43.8%±4.7%和54.5%±6.1%,caspase-3活性下降至对照组的70.6%±4.4%和62.3%±5.5%。结论原儿茶酸剂量和时间依赖地提高了神经干/祖细胞的生存力并且刺激了细胞的增殖。     

pIRES2-AcGFP1-CD真核表达载体构建及其在骨髓间充质干细胞中的表达☆○

背景：骨髓间充质干细胞在体外易分离和扩增，还易于外源基因的转入及表达，在人类医学上被认为是一种理想的治疗性细胞和基因治疗中的靶细胞。 目的：探讨脂质体介导胞嘧啶脱氨酶基因转染兔骨髓间充质干细胞及其基因的表达。 设计：单一样本观察。 单位：大连市干细胞与组织工程研发中心，大连医科大学基础医学院生化室。 材料：实验于2006-03/2007-06在大连市干细胞与组织工程研发中心及大连医科大学基础医学院生化室完成。新西兰大白耳兔，5月龄，雌雄不拘，体质量2.0~2.5 kg。 方法：以大肠杆菌JM109基因组DNA为模板，用PCR方法获得目的基因片段，定向克隆至载体pMD19-T，限制性内切酶消化鉴定、基因测序后，构建pIRES2-AcGFP1-CD真核表达质粒。同时对兔骨髓间充质干细胞取材、培养、鉴定。真核表达质粒经酶切鉴定后，采用Lipofectamine 2000介导法转染经过鉴定的兔骨髓间充质干细胞。并于转染后24 h 在倒置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白的表达。 主要观察指标：表达载体的构建及基因转染骨髓间充质干细胞鉴定。 结果：实验克隆出胞嘧啶脱氨酶基因，并将其与带荧光的真核表达载体pIRES2-AcGFP1连接。经转染兔骨髓间充质干细胞24 h 后，在倒置荧光显微镜488 nm 蓝光激发下观察，pIRES2-AcGFP1-CD组和pIRES2-AcGFP1空载体组均可见细胞发出绿色荧光，未经转染的细胞未见发出绿色荧光，说明胞嘧啶脱氨酶基因成功转染了骨髓间充质干细胞。 结论：骨髓间充质干细胞有望成为胞嘧啶脱氨酶基因治疗中的理想载体。     

pIRES2-AcGFP1-CD真核表达载体构建及其在骨髓间充质干细胞中的表达

背景：骨髓间充质干细胞在体外易分离和扩增，还易于外源基因的转入及表达，在人类医学上被认为是一种理想的治疗性细胞和基因治疗中的靶细胞。 目的：探讨脂质体介导胞嘧啶脱氨酶基因转染兔骨髓间充质干细胞及其基因的表达。 设计：单一样本观察。 单位：大连市干细胞与组织工程研发中心，大连医科大学基础医学院生化室。 材料：实验于2006—03／2007—06在大连市干细胞与组织工程研发中心及大连医科大学基础医学院生化室完成。新西兰大白耳兔，5月龄，雌雄不拘，体质量2．0～2．5kg。 方法：以大肠杆菌JM109基因组DNA为模板，用PCR方法获得目的基因片段，定向克隆至载体pMD19-T，限制性内切酶消化鉴定、基因测序后，构建pIRES2-AcGFP1-CD真核表达质粒。同时对兔骨髓间充质干细胞取材、培养、鉴定。真核表达质粒经酶切鉴定后，采用Lipofectamine2000介导法转染经过鉴定的兔骨髓间充质干细胞。并于转染后24h在倒置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白的表达。主要观察指标：表达载体的构建及基因转染骨髓间充质干细胞鉴定。 结果：实验克隆出胞嘧啶脱氨酶基因，并将其与带荧光的真核表达载体pIRES2-AcGFP1连接。经转染兔骨髓间充质干细胞24h后，在倒置荧光显微镜488am蓝光激发下观察，pIRES2-AcGFP1-CD组和pIRES2-AcGFP1空载体组均可见细胞发出绿色荧光，未经转染的细胞未见发出绿色荧光，说明胞嘧啶脱氨酶基因成功转染了骨髓间充质干细胞。 结论：骨髓间充质干细胞有望成为胞嘧啶脱氨酶基因治疗中的理想载体。     

Lipofectamine介导胞嘧啶脱氨酶基因转染鼠骨髓间充质干细胞

背景:自杀基因独有的旁观者效应,可显著提供肿瘤细胞杀伤效果,同时还与放射治疗、免疫基因治疗联合应用,并克服了基因转导效率低的缺陷.胞嘧啶脱氨酶即可产生强大的旁观者效应.目的:观察脂质体介导真核表达载体胞嘧啶脱氨酶基因转染鼠骨髓间充质干细胞的效果及其基因表达.设计、时间及地点:细胞学基因水平体外实验,于2007-05/12在大连理工大学干细胞与组织工程研发中心完成.材料:SPF级C57BL纯系小鼠6只,体质量18-20 g,用于骨髓间充质干细胞的分离培养.连接产物转化感受态大肠杆菌DH5a由大连理工大学干细胞与组织工程研发中心提供.Lipofectamine~(TM)2000脂质体为Invitrogen产品.方法:取连接产物转化感受态大肠杆菌DH5a,提取质粒DNA,对质粒plRES2-cGFP1-CD进行Xhol和BamHI双酶切,用于转染.取小鼠双侧下肢股骨和胫骨,贴壁法分离纯化骨髓间充质干细胞,传至第3代制成单细胞悬液,加入荧光标记的CD44,CD45,CD90,CD105抗体后,采用Lipofectamine~(TM)2000介导法转染第3代鼠骨髓间充质干细胞.主要观察指标:重组质粒的鉴定,流式细胞仪检测鼠骨髓间充质干细胞表面标记表达,荧光倒置显微镜观察细胞转染36,48 h后胞嘧啶脱氨酶基因的表达.结果:质粒plRES2-AcGFP1-CD酶切产物经琼脂糖凝胶电泳后,于1.0～1.5 kb处有1条带出现,符合胞嘧啶脱氨酶基因长度.流式细胞仪检测显示细胞表面标记CD45呈阴性,CD44,CD90,CD105呈阳性.plRES2-AcGFP1-CD基因转染36 h后,荧光倒置相差显微镜下可见小鼠骨髓间充质干细胞有绿色荧光蛋白表达,48 h后细胞仍有荧光表达,且强度明显增强.结论:脂质体介导的胞嘧啶脱氨酶基因在鼠骨髓间充质干细胞中成功表达,于转染48 h后达峰值.     

生物反应器在组织工程中的应用进展

种子细胞是组织工程学的基本要素之一,种子细胞体外大规模扩增培养是组织工程学的一个重要方面。生物反应器中体外大规模扩增动物细胞已成为当前最常用、有效的方法,并且越来越多地在组织工程中得到应用。以此为参考,在新型生物反应器中大规模扩增组织工程种子细胞或体外构建工程化组织,已成为一种全新的研究和治疗思路。     

pIRES2-AcGFP1-CD真核表达载体构建及其在骨髓间充质干细胞中的表达

背景:骨髓间充质干细胞在体外易分离和扩增,还易于外源基因的转入及表达,在人类医学上被认为是一种理想的治疗性细胞和基因治疗中的靶细胞.目的:探讨脂质体介导胞嘧啶脱氨酶基因转染兔骨髓间充质干细胞及其基因的表达.设计:单一样本观察.单位:大连市干细胞与组织工程研发中心,大连医科大学基础医学院生化室.材料:实验于2006-03/2007-06在大连市干细胞与组织工程研发中心及大连医科大学基础医学院生化室完成.新西兰大白耳兔,5月龄,雌雄不拘,体质量2.0～2.5 kg.方法:以大肠杆菌JM109基因组DNA为模板,用PCR方法获得目的基因片段,定向克隆至载体pMD19-T,限制性内切酶消化鉴定、基因测序后,构建pIRES2-AcGFP1-CD真核表达质粒.同时对兔骨髓间充质干细胞取材、培养、鉴定.真核表达质粒经酶切鉴定后,采用Lipofectamine 2000介导法转染经过鉴定的兔骨髓间充质干细胞.并于转染后24 h 在倒置荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白的表达.主要观察指标:表达载体的构建及基因转染骨髓间充质干细胞鉴定.结果:实验克隆出胞嘧啶脱氨酶基因,并将其与带荧光的真核表达载体pIRES2-AcGFP1连接.经转染兔骨髓间充质干细胞24 h 后,在倒置荧光显微镜488 nm 蓝光激发下观察,pIRES2-AcGFP1-CD组和pIRES2-AcGFP1空载体组均可见细胞发出绿色荧光,未经转染的细胞未见发出绿色荧光,说明胞嘧啶脱氨酶基因成功转染了骨髓间充质干细胞.结论:骨髓间充质干细胞有望成为胞嘧啶脱氨酶基因治疗中的理想载体.     

成骨细胞在旋转壁式生物反应器内的大规模扩增

目的 进行SD大鼠成骨细胞在旋转壁式生物反应器内大规模扩增培养的研究。方法利用微载体悬浮培养法在旋转壁式生物反应器内大规模扩增成骨细胞，检测其组织形态和生物功能后。作为接种到支架材料上并于反应器内三维环境中培养组织工程骨的种子细胞。结果成骨细胞在生物反应器中每代可以扩增十倍以上，同时经过倒置相差显微镜、SEM(扫描电镜)以及ALP(碱性磷酸酶)和MTT等生物学性能检测后，发现在旋转壁式生物反应器中三维培养的成骨细胞各种生物指标性能良好。结论新型旋转壁式生物反应器可以提供低剪切力的培养环境，而且细胞之间有三维联系的机会，成骨细胞表现出良好的体外扩增能力，适于建立一种理想的成骨细胞体外扩增的三维培养体系。     

原儿茶酸调节神经干/祖细胞分化的作用研究

目的观察原儿茶酸调节体外培养的神经干/祖细胞分化及对细胞分化显型的保护作用。方法神经干/祖细胞取自胚胎14 d小鼠海马组织,以单层贴壁方式培养。免疫荧光染色标记分化的细胞,CCK-8试剂盒检测细胞的生存力,流式细胞仪分析凋亡细胞。结果原儿茶酸单独使用不能诱导神经干/祖细胞的分化,但与1%胎牛血清的联合应用时,原儿茶酸(0.06 mmol.L-1)有效地提高神经元的分化比例,介导神经元的成熟并促进突触的伸长;另一方面,原儿茶酸明显提高了分化显型的生存力并抑制了细胞凋亡,同时激活了细胞内源性的抗氧化酶系统。结论原儿茶酸能够有效地促进神经干/祖细胞分化为神经元的比例并提高细胞分化显型的生存力。