不同血清微环境对大鼠骨髓间充质干细胞体外培养的影响

背景:骨髓间充质干细胞在培养过程中,常在基础培养基中添加一定的血清,最常见的是小牛血清和胎牛血清,但这存在着一定的生物安全性件隐患.目的:观察不同血清微环境对大鼠骨髓间充质干细胞体外培养的影响.方法:自成年大鼠骨髓中分离骨髓间充质干细胞,采用全骨髓贴壁法培养.分别以下列血清微环境培养:自身血清组:分离细胞后原代用含大鼠自身血清的培养基培养,传代后换用含胎牛血清的培养基培养:同种异体衄清组:分离细胞后原代用含同种异体血清的培养基培养,以后用胎牛血清培养基培养;胎牛血清组:分离后用含胎牛血清培养基培养,以后一直用含胎牛血清培养基培养:DMEM组:分离细胞后原代用不含血清的DMEM培养基培养,传代后换用含胎牛血清的培养基培养.在倒置相差显微镜下观察细胞的形态;细胞的贴比率:生长曲线;流式细胞仪观测细胞表面CD11b、CD45和CD90表达.结果与结论:大鼠自身血清微环境及同种异体血清微环境细胞形态均一性、在融合度均高于其他组;首次传代天数低于其他组.24,48,72 h贴比率自身血清组、同种异体血清组和胎牛血清组均高于DMEM组(P＜0.01).在细胞生长曲线中大鼠自身血清组倍增速率最快,其次为同种异体血清组,再者为胎牛血清组,而DMEM组细胞未见明显倍增现象.流式细胞仪检测含血清培养基培养条件下各组第3代细胞CD11b和CD45阳性细胞率均达到98%以上,CD90阳性率小于2%,可以得到纯度较高的骨髓间充质干细胞.但是在无血清微环境条件下,CD11b的阳性率为95.83%、CD90阳性率达2.07%,而CD45阳性率仅为64.79%.可见无血清环境下培养的骨髓间充质干细胞纯度明显低于含血清微环境.提示大鼠自身血清微环境下更有利于骨髓间充质干细胞的贴壁、生长及纯化.     

脐血间充质干细胞培养体系的建立

目的:寻找脐带血来源的间充质干细胞体外分离、纯化及培养的条件,以建立稳定的体外培养体系,满足实验和临床的需要。方法:实验于2005-06/2006-04在青岛大学医学院附属医院儿科研究所完成。脐带血36份,50～60mL/份,取自青岛大学医学院附属医院产科健康产妇正常足月顺产或剖宫产分娩婴儿的脐带血,经产妇本人及家属同意。无菌条件下取正常足月剖宫产胎儿的脐带血,经肝素抗凝,用淋巴细胞分离液分离脐血单个核细胞。16份脐血每份分为3组,分别以间充质干细胞接种密度1×107L-1、1×109L-1、1×1011L-1接种于未包被6孔培养板内,加入5%胎牛血清的DMEM-LG培养。20份脐血每份分为3组,以1×1011L-1单个核细胞密度分别加入5%、10%和20%胎牛血清的DMEM-LG接种于胎牛血清包被的6孔培养板内培养。采用常规的间充质干细胞培养Friedenstein法进行脐血间充质干细胞的培养和扩增培养。观察不同脐血单个核细胞的接种密度、培养液胎牛血清浓度和胎牛血清包被培养皿对间充质干细胞培养的影响。结果:①胎牛血清未包被组以1×107L-1和1×109L-1接种组培养7d后贴壁数量很少,贴壁的细胞未长满瓶底即死亡,无法传代。1×1011L-1组贴壁细胞较多,间充质样细胞与破骨样细胞并存。1×1011L-1组分5%、10%、20%3种血清浓度,贴壁细胞均较多,以间充质干细胞为主,胎牛血清浓度5%组间充质干细胞的纯度较10%及20%组高,破骨样细胞相对较少;胎牛血清包被组与未包被组相比,贴壁细胞少,培养的间充质干细胞纯度较高,破骨样细胞相对较少。②流式细胞仪检测脐血间充质干细胞的免疫表型,结果显示,脐血P3代间充质干细胞不表达或极弱表达CD34、CD45、CD106等造血细胞标志,稳定地高表达CD29、CD44、CD105等间充质细胞相关的表面抗原标记物。结论:将脐血单个核细胞以1×1011L-1高密度接种在5%低胎牛血清浓度的低糖DMEM培养基中、胎牛血清包被培养瓶等条件下,可以在体外成功的培养出较纯化的脐血间充质干细胞,其培养成功率和间充质干细胞纯度较高。     

大鼠骨髓间充质干细胞生长特性和表面标志与培养基中胎牛血清浓度的关系

目的:讨两种浓度胎牛血清培养的不同传代次数的骨髓间充质干细胞探在生长特性及表面标志方面的差异性。方法:实验于2004年在中山大学附属第二医院林百欣医学研究中心进行。取健康Wistar大鼠5只,采用密度梯度离心法分离大鼠骨髓间充质干细胞,然后分别以体积分数为0.1和0.15的胎牛血清的L-DMEM培养基进行贴壁培养,观察原代和传代细胞的形态特征、生长曲线及表面标志CD45,CD11b,CD29和CD44的表达(骨髓间充质干细胞表达CD29和CD44,造血前体细胞表达CD45和CD11b)。结果:①两种浓度胎牛血清培养细胞均能获得贴壁梭形骨髓间充质干细胞,但体积分数为0.15的胎牛血清原代培养的细胞分裂增殖较快,集落融合较早,传代时间较短(平均10d)。②体积分数为0.1的胎牛血清传代培养第1,2代细胞均质性相对较差,CD45阳性率分别为23.4%,15.4%,CD11b阳性率分别为16.6%,10.3%,高于体积分数为0.15的胎牛血清培养组(P<0.05),至第3代后两组已无差异,CD45和CD11b阳性率均小于5%,而CD29和CD44阳性率均大于95%。③两组的骨髓间充质干细胞生长曲线相似,但体积分数为0.15的胎牛血清培养的骨髓间充质干细胞对数生长期峰值出现较早,为第6天,而体积分数为0.1的胎牛血清培养组为第7天。结论:体积分数为0.1和0.15的胎牛血清培养的骨髓间充质干细胞在生长特性和表面标志方面存在差异。使用体积分数为0.1的胎牛血清已可满足骨髓间充质干细胞的分离纯化和培养扩增,但要在短期内获得较纯的骨髓间充质干细胞,使用体积分数为0.15胎牛血清优于体积分数为0.1胎牛血清。     

大鼠骨髓间充质干细胞生长特性和表面标志与培养基中胎牛血清浓度的关系

目的：探讨两种浓度胎牛血清培养的不同传代次数的骨髓间充质干细胞在生长特性及表面标志方面的差异性。方法：实验于2004年在中山大学附属第二医院林百欣医学研究中心进行。取健康Wistar大鼠5只，采用密度梯度离心法分离大鼠骨髓间充质干细胞，然后分别以体积分数为0．1和0．15的胎牛血清的L-DMEM培养基进行贴壁培养，观察原代和传代细胞的形态特征、生长曲线及表面标志CD45，CD11b，CD29和CD44的表达（骨髓间充质干细胞表达CD29和CD44，造血前体细胞表达CD45和CD11b）。结果：④两种浓度胎牛血清培养细胞均能获得贴壁梭形骨髓间充质干细胞，但体积分数为0．15的胎牛血清原代培养的细胞分裂增殖较快，集落融合较早，传代时间较短（平均10d）。（爹体积分数为0．1的胎牛血清传代培养第1，2代细胞均质性相对较差，CD45阳性率分别为23．4％，15,4％，CD11b阳性率分别为16．6％，10.3％，高于体积分数为0．15的胎牛血清培养组（P〈0．05），至第3代后两组已无差异，CD45和CD11b阳性率均小于5％，而CD29和CD44阳性率均大于95％。③两组的骨髓间充质干细胞生长曲线相似，但体积分数为0．15的胎牛血清培养的骨髓间充质干细胞对数生长期峰值出现较早，为第6天，而体积分数为0．1的胎牛血清培养组为第7天。结论：体积分数为0．1和0．15的胎牛血清培养的骨髓间充质干细胞在生长特性和表面标志方面存在差异。使用体积分数为0．1的胎牛血清已可满足骨髓间充质干细胞的分离纯化和培养扩增，但要在短期内获得较纯的骨髓间充质干细胞，使用体积分数为0．15胎牛血清优于体积分数为0．1胎牛血清。     

人脐带血间充质干细胞的体外培养及其影响因素

背景:多潜能间充质干细胞在特定的培养条件下可以分化为骨、脂肪、软骨、肌肉以及内皮细胞,是目前倍受关注的一类具有多向分化潜能的组织干细胞。目的:建立人脐带血来源的间充质干细胞体外培养、扩增的方法,并分析其影响因素。设计:随机对照实验。单位:无锡第三人民医院组织工程和细胞生物学研究室。材料:健康新生儿脐带血(来源于无锡第三人民医院妇产科临产室,均征得产妇及其家属同意)70例,每例40mL;低糖基本必需培养基(Gibco),胎牛血清(Gibco),青链霉素(Gibco),胰蛋白酶(Gibco),FITC标记的小鼠抗人CD29、CD105、CD106(Ancell)单克隆荧光抗体和PE标记的小鼠抗人CD34、CD44、CD45、CD19、HLA-DR(Immunotech)单克隆荧光抗体,Ficoll分离液(Pharmacia)。方法:实验于2005-02/2005-12在无锡第三人民医院组织工程和细胞生物学研究室完成。①脐血间充质细胞的分离培养:健康新生儿脐带血共70例肝素(25u/mL)抗凝,分离单个核细胞,其中60例沉淀细胞用细胞培养液(低糖基本必需培养基 50g/L胎牛血清 10g/L青链霉素)重悬,另10例用高糖基本必需培养基重悬(其余培养条件相同)。细胞长到80%融合时,以1.0×107个/L的密度接种于培养瓶中进行扩增培养。②胎牛血清包被对人脐血间充质干细胞贴壁率的影响:取生长状态良好、纯化后对数生长期的人脐血间充质干细胞,分为血清包被组和无血清包被组,分别观察其贴壁率。③间充质干细胞的形态学和生长曲线:在相差显微镜(OLYMPUS CK40)下观察细胞生长状况,数码成像系统(OLYMPUS DP50)摄像记录。④免疫表型:取扩增第5代的脐血间充质干细胞,用EPICS-ALTRA流式细胞仪进行检测。主要观察指标:①观察高糖组和低糖组细胞的生长状态。②观察不同时间点胎牛血清包被组与未包被组细胞的贴壁情况并分别计算贴壁率。结果:本实验总共培养和分析了70例脐血间充质干细胞样本。由于10例予含高糖的培养基培养的标本均未获得理想的间充质干细胞,故未进行统计学分析。①按照本实验所建立的培养体系,约20%的样本成功培养出脐血间充质干细胞。原代细胞在培养2周后可达到融合,一般其倍增时间为3～4d,传代后7～8d即可达到融合。②扩增至第5代的间充质干细胞结果显示,脐血间充质干细胞均一稳定地表达间充质干细胞相关的抗原标记:CD29,CD44,CD105,但不表达CD34,CD45,CD106,HLA-DR,这与源于骨髓的间充质干细胞的表面抗原标记相一致。③血清包被组间充质干细胞贴壁率显著高于无血清包被组(P<0.01)。结论:脐带血中的间充质干细胞可在体外培养、扩增,能够作为间充质干细胞的一种有效来源。高糖可能抑制人脐血间充质干细胞的生长和扩增。     

自体血清培养人骨髓间充质干细胞及其向神经细胞分化

目的:目前多采用胎牛血清培养骨髓间充质干细胞,实验应用自体血清培养骨髓间充质干细胞并诱导其向神细胞分化,拟验证其可行性及并分析其可能的机制。方法:实验于2005-10/2006-08在同济医学院附属同济医院神经外科实验室完成。培养骨髓间充质干细胞所用骨髓来源为本院需行骨髓穿刺的健康成人(共3例,年龄26～44岁),本人及家属知情同意。梯度离心法分离成人骨髓间充质干细胞,并利用自体血清进行体外培养扩增。主要观察指标:采用相差显微镜观察细胞形态变化;透射电镜观察骨髓间充质干细胞的超微结构;流式细胞术鉴定细胞表面标记物;3～5代细胞利用生长因子和N2添加剂进行诱导分化,采用RT-PCR检测Netin和神经元特异性烯醇化酶mRNA在诱导前后的表达。结果:①细胞形态变化:利用自体血清培养的骨髓间充质干细胞主要呈长或宽扁的梭形,在体外传代扩增速度较快。②超微结构:电镜下细胞表面可见细胞核较大,不规则,核质比较小,胞质中有丰富的细胞器,可见缝隙连接。③细胞表面标记物鉴定:多数细胞为CD44、CD105阳性,CD34、CD45阴性。④Netin和神经元特异性烯醇化酶mRNA的表达:诱导后部分细胞呈神经元样改变,Nestin mRNA表达水平于3d达高峰,随后减少,神经元特异性烯醇化酶mRNA于5～7d达高峰,并可持续数日。结论:应用自体血清可成功培养骨髓间充质干细胞,并在体外条件下定向诱导分化为神经元样细胞。     

脐带血清和成人自体血清体外培养人骨髓间充质干细胞的比较

背景:为避免骨髓间充质干细胞培养过程中应用异种血清的排斥以及提高骨髓间充质干细胞培养效率,制备脐带血清体外扩增培养骨髓间充质干细胞是目前的研究热点.目的:比较脐带血清和成人自体血清体外培养人骨髓间充质干细胞的生物学特性.设计、时间及地点:开放性实验,于2006-10/2008-06在中南大学湘雅二医院细胞生物实验室完成.材料:16份骨髓标本由中南大学湘雅二医院和湖南省湘潭市中心医院提供.方法:采用Ficoll Paque细胞分离液从16例新鲜成人骨髓穿刺液中分离骨髓间充质干细胞,分别用含体积分数为10%脐带血清、成人自体血清的DMEM/F12培养基培养,取第4代细胞进行实验.流式细胞仪检测细胞表面抗原,成骨诱导体系及脂肪诱导体系分别诱导各组骨髓间充质干细胞定向分化.通过细胞形态观察、免疫表型及免疫化学染色进行鉴定.主要观察指标:①细胞形态.②骨髓间充质干细胞计数和细胞周期.③表面标志物的鉴定.④免疫组织化学染色观察骨髓间充质干细胞诱导成骨、成脂情况.结果:①脐带血清组培养的骨髓间充质干细胞在增殖数量和速度上优于成人自体血清组(P＜0.05).两种血清培养条件下,只有少数细胞处于活跃的增殖期,脐带血清组S期细胞多于成人自体血清组(P＜0.05).②脐带血清组培养的骨髓间充质干细胞表达CD29、CD73、CD105的阳性率均在90%以上,高于成人自体血清组(P＜0.05);而CD31、CD34、CD45的阳性率均在2%以下,CD31阳性率低于成人自体血清组(P＜0.05).③脐带血清培养的骨髓间充质干细胞诱导为成骨细胞阳性率和脂肪细胞阳性率均高于自体血清组(P＜0.05).结论:脐带血清组培养的骨髓间充质干细胞的纯度和体外诱导分化能力比成人自体血清组高,更适合临床应用.     

脂肪间充质干细胞的分离培养和鉴定

背景:近年来的研究发现,在脂肪组织中也存在这与骨髓间充质干细胞类似的间充质干细胞.脂肪组织可以从美容吸脂中获得,来源丰富,取材方便,蕴藏着巨大的临床应用价值.目的:分离培养人脂肪间充质干细胞并检测其生物学特性.方法:用离心的方法获得人脂肪间充质干细胞,接种于含体积分数为10%胎牛血清的DMEM培养基中行贴壁培养.并进行细胞形态学观察,绘制细胞生长曲线,流式细胞仪检测细胞表面抗原.结果与结论:采用消化、离心分离获得的脂肪间充质干细胞大小较为均匀,呈梭形或星形的成纤维细胞样.细胞生长曲线测定表明接后第5天细胞进入指数增生期,至第9天后数量减少;流式细胞仪检测表明超过90%细胞为CD29、CD45和CD105阳性.提示体外分离培养脂肪间充质干细胞生长稳定,可作为组织工程的种子细胞.     

人骨髓间充质干细胞体外培养增殖过程及分化为心肌样细胞后的致瘤性实验

背景:人骨髓间充质干细胞在长期体外培养传代过程中,可突变为肿瘤干细胞,且移植后在体内能够形成恶性肿瘤,具有多向恶性分化特征,如畸胎瘤等.目的:探讨应崩白体血清培养的人骨髓间充质干细胞在体外增殖过程中及其诱导分化为心肌样细胞后的潜在致瘤性.设计、时间及地点:细胞学体外观察及体内植入实验,于2007-11/2008-04在河南省肿瘤医院干细胞实验室完成.材料:非恶性肿瘤的冠状动脉粥样硬化性心脏病患者骨髓3 mL和外周静脉血50 mL.近交系BALB/C清洁级雌性小鼠12只,随机分为骨髓间充质干细胞组、心肌样细胞组、空白对照组,4只/组.方法;分离的人骨髓间充质干细胞从第2代开始,用自体血清培养并传至第9代.取生长良好的第6代细胞,加入10 μmol/L 5-氮杂-2′-脱氧胞苷向心肌样细胞定向诱导40 d.将经或未经诱导的骨髓间充质干细胞制成单细胞悬液,调整浓度至3.0×1010L-1,吸取0.2 mL分别接种于骨髓间充质干细胞组、心肌样细胞组小鼠皮下,空白对照组注射等量含胎牛血清的DMEM/F12培养液,40 d后留取活检组织.主要观察指标:流式细胞仪检测第1,3,6,9代细胞表面抗原CD34,CD44,CD45,HLA-DR的表达,测定细胞周期,并进行染色体核型分析,光镜下观察诱导后免疫组化结果.TRAP ELISA法检测端粒酶活性.Western blotting法分析c-myc和p16基因的表达.结果:第1,3,6,9代人骨髓间充质干细胞在自体血清体外培养过程中生长状态良好,数量充足,表面抗原标志CD44呈阳性,CD34,CD45及HLA-DR均呈阴性,80%以上细胞处于G0/G1期,正常二倍体分裂象＞90%,染色体核型正常,诱导后细胞Vimentin呈阳性表达,且表达心肌特异性标记Desmin,Troponin T.第3,6,9代人骨髓间充质干细胞及诱导后的心肌样细胞端粒酶活性分别呈弱阳性、阳性,但差异无显著性意义(P＞0.05),且c-myc和p16蛋白表达亦无明显差异.结论:人骨髓间充质干细胞在体外用自体血清培养可满足临床需要,数量充足,生长良好,无核型变异,定向诱导能分化为心肌样细胞.植入动物体内后无肿瘤发生,且端粒酶活性和c-myc,P16基因的表达无显著改变.     

脐带间充质干细胞在不同培养体系条件下的生物学特性

背景：体外培养的脐带间充质干细胞在不同培养体系下生长状态差异显著,因此选取一种更适合的培养基相当必要。目的：对比观察人脐带间充质干细胞在3种培养基中的生长增殖情况,并检测细胞免疫表型以及间充质干细胞的诱导分化能力。方法：在无菌条件下用贴块法收获人脐带间充质干细胞,用T75培养瓶培养传代后,取第3代脐带间充质干细胞分别种入到含体积分数为5%胎牛血清的DMEM/F12培养基、含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基和Mesen PRO RSTM培养基中,培养第1,3,5,7天进行细胞计数,绘制细胞生长曲线。采用流式细胞仪分析第3代脐带间充质干细胞免疫表型,并检测其成骨及成脂肪诱导分化能力。结果与结论：培养出的第3代人脐带间充质干细胞高表达CD44、CD73、CD90、CD105,不表达CD29、CD31、CD34、HLA-DR。经成脂诱导后,油红O染色可见胞浆中有大量红色小脂滴;成骨诱导后,茜素红染色后镜下可见成骨样细胞团,说明脐带间充质干细胞在体外具有多向分化的潜能。在倒置显微镜下观察可见含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基中的细胞集落密集,形态均匀,而其他2种培养基中的细胞集落密集程度和形态都不如前者好。在培养传代细胞时,可优先选择含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基。