骨髓间充质干细胞向胰岛素分泌细胞诱导分化的动态观察

目的:探讨体外诱导骨髓间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化的可能性,并观察其动态变化。方法:实验于2005-09/2007-03在山东大学齐鲁医院完成。①标本来源:骨髓标本15例来自山东大学齐鲁医院成人骨髓检查结果正常者,均签署捐献同意书。②实验方法:无菌条件下取骨髓2.0～5.0mL,采用percoll分离液和贴壁法获得纯化的成人骨髓间充质干细胞。③实验评估:流式细胞仪行细胞表面抗原检测,在适当的条件下诱导其分化为成骨细胞和脂肪细胞。采用两步法向胰岛素分泌细胞诱导,观察其在碱性成纤维细胞生长因子、活化素A、胰岛素样生长因子、尼克酰胺等因子刺激下向胰岛素分泌细胞分化的动态变化。双硫踪染色鉴定胰岛样细胞团,酶联免疫吸附试验检测细胞分泌胰岛素的情况,RT-PCR检测胰岛细胞特异基因的表达。结果:①骨髓间充质干细胞的生长特性及免疫表型:分离培养获得的贴壁细胞,呈形态均一的梭形,流式细胞仪检测CD34、CD45表达阴性,CD29、CD44表达阳性。②向成骨细胞和脂肪细胞的诱导分化:此类细胞经茜素红染色、油红O染色均呈阳性,可诱导分化为成骨细胞和脂肪细胞。③向胰岛素分泌细胞的诱导分化:第1步诱导后出现细胞簇,双硫腙染色不着色,胰岛素分泌量少,仅检测到PDX-1基因的表达,证实其为胰岛前体细胞。第2步诱导后细胞簇数目逐渐上升,至诱导14d大部分细胞簇经双硫腙染色都呈红色。④诱导后培养上清中胰岛素含量:诱导第3,7,14,21天的胰岛素分泌量分别为(15.3±4.9),(34.1±5.6),(40.4±5.3),(39.8±5.1)mU/L。⑤胰岛细胞特异基因的表达:诱导7d仅检测到PDX-1基因的表达,insulin1、insulin2和Glut2基因均不表达。诱导14,21d检测到insulin2、PDX-1基因表达,insulin1基因弱表达,Glut2基因不表达。结论:体外分离、纯化得到的骨髓间充质干细胞诱导7d可分化出胰岛前体细胞,不具功能性;诱导14d后可成功地分化出成熟的具有功能性的胰岛素分泌细胞。

Differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into insulin-producing cells: A dynamic observation