脂肪间充质干细胞多向分化潜能的特征

脂肪间充质干细胞具有较强的体外增殖能力，因存在生物学特性稳定、来源充足、体外培养条件低等优势已引起各国学者的关注。在一定条件下，可成功地将其诱导为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪前体细胞、心肌细胞、神经样细胞。现阶段尚未找到脂肪间充质干细胞的特异性分子标记，对其多向分化潜能判定的公认方法是观察检测分化所得细胞的形态学变化及表面标记物的表达，基本未涉及细胞特异性功能分析。脂肪间充质干细胞凭借其多向分化潜能，是人体干细胞库潜在的重要来源，可作为多种组织工程种子细胞应用于组织缺损的修复，但多向分化潜能的科学性、重复性及安全性等问题均有待深入分析。     

成人脂肪间充质干细胞体外长期培养后的成骨分化潜能

背景:获得足够数量的种子细胞需要在体外进行长期传代扩增,目前涉及体外长期培养对成人脂肪间充质干细胞的基本生物学性状及成骨分化潜能影响的报道甚少.目的:观察体外长期培养对成人脂肪间充质干细胞的基本生物学性状及其成骨分化潜能的影响.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2008-01/06在解放军兰州军区兰州总医院骨科研究所完成.材料:成人腹部皮下脂肪组织来源于骨盆骨折患者,由解放军兰州军区兰州总医院创伤骨科提供.方法:Ⅰ型胶原酶消化法从成人脂肪组织中分离培养脂肪间充质干细胞,体外传代扩增.收集第2,5,10,15,20代细胞,加入成骨培养液进行成骨诱导分化.主要观察指标:脂肪间充质干细胞的超微结构、表面分子标志表达、生长曲线、成骨潜能.不同代数脂肪间充质干细胞成骨诱导后骨钙素及Ⅰ型胶原的吸光度值比较.结果:脂肪间充质干细胞成骨诱导第7天,由长梭形变为椭圆形、多角形,岛状分布,胞浆中出现黑色颗粒.细胞表面有较多伪足,有一两个核仁,有分叶,具备正常细胞器结构.表达CD44(96.31%),不表达CD34(1.15%).第2,5,10,15,20代脂肪间充质干细胞的生长曲线无明显差异,均呈反"S"形.上述各代细胞诱导7 d后开始表达碱性磷酸酶,且随诱导时间的延长阳性细胞数增多,至诱导28 d出现圆形不透明结节,诱导14 d骨钙素、Ⅰ型胶原均呈阳性表达.随传代次数的增加,骨钙素及Ⅰ型胶原的吸光度值均有所减低,至第20代时差异显著(P<0.05).结论:成人脂肪间充质干细胞经体外长期培养后,其一般生物学性状可保持稳定,但成骨分化潜能有所下降.     

姜黄素调控大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:姜黄素能明显降低破骨细胞的骨重吸收,诱导破骨细胞凋亡,抑制破骨细胞形成。目的:观察不同浓度姜黄素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代后采用成骨培养基进行成骨诱导,在诱导前3d于诱导培养基中分别加入0(对照),10,15μmol/L姜黄素。结果与结论:接种培养7d,倒置显微镜下可见分散的骨髓间充质干细胞小集落,集落细胞呈放射状生长。随培养时间延长,细胞集落增大,细胞形态为长梭形。加入成骨培养基7d后细胞形态逐渐由长梭形变为多角形,随成骨诱导时间延长形态变化更加明显。加入不同浓度姜黄素后骨髓间充质干细胞增殖无变化。姜黄素呈剂量依赖性促进骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性及Runx-2、血红素单加氧酶1的表达。提示姜黄素能有效促进大鼠骨髓间充质干细胞早期成骨分化,其机制可能与提高干细胞血红素单加氧酶1的表达有关。     

成人脂肪间充质干细胞的定向成骨诱导

背景：脂肪分离可获得大量的间充质干细胞并成功向骨、软骨、脂肪、心肌等多个方向诱导分化。 目的：建立成人脂肪间充质干细胞体外分离培养、成骨分化方法,并探讨脂肪间充质干细胞作为骨组织工程的种子细胞的前景。 方法：通过胶原酶消化法从成人脂肪中分离间充质干细胞,进行体外培养,流式细胞仪检测细胞表面标记物, CCK8检测细胞活性,成骨诱导液诱导干细胞向骨细胞分化,BCIP/NBT比色法染色检测碱性磷酸酶,茜素红染色检测钙结节形成,RT-PCR检测碱性磷酸酶,骨桥蛋白表达变化。 结果与结论：利用脂肪抽吸液成功培养出脂肪间充质干细胞,且能稳定传代,增殖能力旺盛;流式细胞仪检测证实有特定的间充质干细胞表面标记物表达;成骨诱导脂肪间充质干细胞后呈典型的成骨细胞形态;碱性磷酸酶染色阳性,茜素红染色后可见钙结节形成,成骨诱导培养0,3,7,14,21,28 d,RT-PCR定量检测结果证实碱性磷酸酶、骨桥蛋白阳性表达。说明用酶消化法可以从人脂肪中分离得到脂肪间充质干细胞;脂肪间充质干细胞可向骨细胞诱导分化,阳性表达骨桥蛋白,碱性磷酸酶,是一种优良的骨组织工程的种子细胞。     

骨髓间充质干细胞的成骨分化

迄今为止骨髓间充质干细胞向成骨细胞的诱导尚未形成统一和标准的方法。以往软骨组织工程中应用的种子细胞为成体软骨细胞,存在体外培养增殖能力有限且扩增后细胞容易老化     

大鼠来源滑膜间充质干细胞的成软骨分化

背景：相比其他组织来源的间充质干细胞,滑膜间充质干细胞有着较强的成软骨特性和克隆能力,因此将是软骨组织工程中最有前景的种子细胞之一。 目的：培养及体外扩增 SD 大鼠滑膜间充质干细胞,鉴定其多向分化潜能及在添加生长因子后三维立体培养条件下的成软骨能力。 方法：无菌条件下获取SD大鼠滑膜组织,Ⅰ型胶原酶消化法分离大鼠滑膜间充质干细胞。体外扩增、培养,取第3代滑膜间充质干细胞进行吉姆萨、生长曲线测定、成脂诱导、成骨诱导和三维条件下成软骨诱导,成软骨诱导21 d后通过甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化染色及RT-PCR对成软骨诱导后产物进行检测。 结果与结论：获取的大鼠滑膜细胞具有间充质干细胞的特性,滑膜间充质干细胞在体外培养呈成纤维样形态,并维持着多向分化的能力。使用生长因子诱导软骨细胞21 d后,可见软骨样组织,蛋白聚糖和Ⅱ型胶原可以在甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫组化染色后被检测到。RT-PCR 检测结果显示软骨诱导分化后细胞中Ⅱ型胶原和蛋白聚糖mRNA呈阳性表达。提示大鼠来源的滑膜间充质干细胞具有成软骨能力。     

骨髓间充质干细胞诱导内皮细胞与自体骨髓间充质干细胞共培养后的成骨特性

目的：观察由骨髓间充质干细胞诱导的内皮细胞与自体骨髓间充质干细胞共培养时对骨髓间充质干细胞成骨作用的影响。 方法：实验于2005—03／11在复旦大学附属中山医院外科中心实验室完成。①使用密度梯度离心法分离兔骨髓间充质干细胞。②取传两三代细胞分组分别进行如下操作：骨髓间充质干细胞组仅应用基础培养液（DMEM—LG培养基、体积分数为0．1的胎牛血清）常规培养；骨髓间充质干细胞成骨诱导组在基础培养液中加入成骨诱导剂；内皮细胞诱导组在内皮细胞生长培养基作用下将骨髓间充质干细胞诱导为内皮细胞；诱导的骨髓间充质干细胞与内皮细胞联合培养组将骨髓间充质干细胞和诱导而来的内皮细胞按1：1的比例接种于培养板中，加入成骨诱导培养液。③通过干细胞形态、免疫荧光、细胞增殖、碱性磷酸酶活性、骨钙素含量等从酶学、组织学、生化等不同方面观察诱导的内皮细胞对骨髓间充质干细胞成骨活性及细胞生长情况的影响。 结果：①免疫细胞荧光染色结果：内皮细胞诱导组培养诱导的细胞成为内皮细胞。②倒置相差显微镜、苏木精一伊红染色结果：均显示联合培养组骨髓间充质干细胞和诱导的内皮细胞混合生长良好。③四甲基偶氮唑盐法检测结果：各组细胞增殖差异无显著性（P〉0．05）。④碱性磷酸酶活性：除内皮细胞诱导组外，其他3组细胞的活性均随时间的延长而逐渐增高，联合培养组增长最明显，第12天时联合培养组细胞碱性磷酸酶活性已达到（618．46&;#177;28．34）nkat／L，高于其他各组（P〈0．05）。⑤骨钙素检测结果：在培养的第7天、第14天，联合培养组的骨钙素分泌量分别为2．03，3．17μg／L，明显高于其他各组（P〈0．01）。 结论：由骨髓间充质干细胞诱导的内皮细胞能够增强骨髓间充质干细胞的成骨活性，提高骨髓间充质干细胞的增殖能力。     

成骨分化的骨髓间充质干细胞的免疫原性

目的:骨髓间充质干细胞(mesenchymal stemcells,MSC)具有多向分化潜能,又因其低免疫原性,成为细胞移植治疗的良好选择。本实验室前期实验表明猪MSC具有低免疫原性和免疫调节作用,而猪MSC在人体内微环境中,将自动分化。本试验研究猪MSC在体外诱导分化后是否还能维持其低免疫原性,仍具有免疫调节作用。方法:MSC细胞从近交系版纳微型猪骨髓中分离获得,转入SV40基因,进行永生化。再用β-甘油磷酸钠、地塞米松、抗坏血酸磷酸盐等体外诱导其分化为成骨细胞,以未分化MSC为对照,用RT-PCR法检测分化MSC的主要组织相容性抗原(swine lymphocyte antigen classⅠ、classⅡ,SLAⅠ、SLAⅡ)的表达情况,用单向混合淋巴细胞反应(MLR)的方法检测分化MSC是否仍不能引起人外周血淋巴细胞(human peripheral blood lymphocyte,hPBL)的增殖反应。结果:RT-PCR结果显示未分化MSC只有SLAⅠ表达;分化MSC既有SLAⅠ,也有SLAⅡ的表达,但很低。这一结果支持MSC的低免疫原性特性。混培结果也显示分化猪MSC与未分化猪MSC一样都不引...     

兔脂肪间充质干细胞分离培养及其向神经细胞分化的特征

目的：分离培养兔脂肪间充质干细胞，探讨兔脂肪间充质干细胞在体外向神经细胞分化的能力。 方法：实验于2002-09／2005—09在陕西省干细胞工程技术研究中心完成。选取清洁级新西兰大白兔5只，采用1型胶原酶消化兔腹股沟皮下脂肪组织，分离培养脂肪间充质干细胞。取生长状况良好的第2，5，10代细胞，绘制生长曲线，计算细胞群体倍增时间。采用免疫组化方法对脂肪间充质干细胞表面分子标志[CD14，CD29，CD34，CD44．CD45，CD105及人白细胞抗原DR亚类（群）]进行鉴定，并采用1，2、5，5，10mmol／L不同浓度的β-巯基乙醇检测脂肪间充质干细胞向神经细胞分化的能力。 结果：①脂肪间充质干细胞生长曲线分析：第2，5．10代细胞体外传代培养的潜伏期约为24-48h，传代培养细胞的对数增殖期为6d，接种后第9天进入平台期。在细胞生长的对数期．脂肪间充质干细胞的倍增时间为64．12h。②脂肪间充质干细胞分子特征的鉴定结果：第2～5代细胞90％以上CD29，CD44，CD105呈阳性表达，而不表达CD14，CD34．CD45及人白细胞抗原DR亚类（群）等表面分子标记。③脂肪间充质干细胞向神经细胞分化情况：体外能够分化为神经细胞。 结论：兔脂肪组织可分离培养出脂肪间充质干细胞，并能够向神经细胞分化，有望成为组织工程的种子细胞来源。     

脂肪间充质干细胞及其在肝脏组织工程中的应用前景

脂肪间充质干细胞（ADSCs）最早是由ZUK等从抽脂术中抽取的脂肪组织悬液中分离、培养得到的,并证实为多能干细胞。这些细胞在适当的诱导条件下能向肝细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞、肌肉细胞、内皮细胞和神经细胞定向转化。     

人脂肪来源间充质干细胞成骨及成软骨的潜能

背景:人脂肪来源间充质干细胞是种具有较强的体外增殖和多系分化能力的成体干细胞,可以从美容吸脂手术中获得,取材方便,原料来源丰富,在生物治疗应用方面蕴藏着巨大的价值。目的:体外分离、培养人脂肪来源间充质干细胞,探讨其基本生物学特性及成骨成软骨的潜能。方法:取美容吸脂获得的脂肪组织,采用Ⅱ型胶原酶消化法分离人脂肪来源间充质干细胞并进行体外培养;观察细胞形态、测定细胞周期、流式细胞仪鉴定细胞表面标志;取第3代细胞,分别加入成骨诱导培养基及成软骨诱导培养基行体外成骨及成软骨诱导。结果与结论:体外培养人脂肪来源间充质干细胞呈纤维样形态,原代细胞24h内贴壁,培养5~7d后开始形成细胞集落;经细胞周期检测显示G0/G1,S和G2/M所占比例分别为(88±2)%,(12±2)%和0.03%。经流式细胞仪检测CD29和CD105呈阳性表达,CD34和CD45呈阴性表达。RT-PCR检测显示,人脂肪间充质干细胞经成骨诱导分化后细胞中骨桥蛋白mRNA呈阳性表达,经软骨诱导分化后细胞中Ⅱ型胶原mRNA呈阳性表达。结果证实,实验成功体外分离、培养人脂肪来源间充质干细胞,其具有向成骨细胞和软骨细胞分化的潜能。     

大鼠骨髓和脂肪来源间充质干细胞的成骨特性比较

背景:尽管骨髓来源和脂肪来源的间充质干细胞均具有向骨和软骨分化潜能,但终究带有各自来源组织的特点,那么是否意味着两者在非基因影响下成骨特性存在一定差异呢?目的:比较大鼠骨髓和脂肪来源的间充质干细胞在体外成骨分化中的特性区别。设计、时间及地点:细胞学体外对照观察,于2007-07/2008-03在中国科学院昆明动物研究所国家级重点实验室完成。材料:6周龄和18周龄SD大鼠各2只,分别用于制备骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞。方法:选取第3代骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞,按5×107L-1接种后各分为2组:诱导组加入含10-8mol/L地塞米松、10mol/Lβ-甘油磷酸、50mg/L维生素C的成骨诱导培养基1.5mL,未诱导组不加入成骨诱导培养基。主要观察指标:碱性磷酸酶染色与茜素红染色结果,碱性磷酸酶和骨钙素定量分析结果。结果:成骨诱导7,14d,经诱导的骨髓基质干细胞和脂肪间充质干细胞呈碱性磷酸酶阳性,有钙结节形成,未诱导组呈阴性。成骨诱导3,7,10d,未诱导组间比较碱性磷酸酶及骨钙素含量均基本相似(P>0.05);与未诱导组比较,脂肪间充质干细胞诱导组碱性磷酸酶及骨钙素含量均明显升高(P<0.05),骨髓间充质干细胞诱导组升高幅度更为显著(P<0.001)。结论:大鼠骨髓来源间充质干细胞体外成骨性能强于脂肪来源间充质干细胞,在骨组织工程种子细胞的选用中应优先考虑前者。     

骨髓间充质干细胞的成骨分化及临床应用

背景:骨髓间充质干细胞具有良好的成骨分化潜能,在骨组织工程领域具有广泛的应用前景.然而,随着应用增多,存在问题日益突出,如分离纯化、最佳成骨分化浓度、致瘤性及安全性等问题还有待进一步解决.目的:骨髓间充质干细胞的基础研究和临床应用广泛,但同时存在较多问题,就骨髓间充质干细胞的生物学特性、诱导分化、分离鉴定和临床应用进展进行综述.方法:分别以"骨髓间充质干细胞,成骨细胞","mesenchymal stem cells,osteoblast cells"为检索词,应用计算机检索中国期刊全文数据库及 Pubmed 数据库和 Ovid 数据库 1997/2010 有关文章.纳入有关骨髓间充质干细胞的文献.排除内容重复和缺乏原创性文献.保留 31 篇文献做进一步分析.结果与结论:目前从骨髓中分离骨髓间充质干细胞的方法主要为密度梯度离心法、免疫学分离法和贴壁筛选法.骨髓间充质干细胞的成骨定向诱导分化的主要技术特点是把具有成骨作用的基因转入靶细胞,由靶细胞转录成 mRNA 于病变区翻译成具有成骨作用的蛋白质,通过靶细胞的持续作用,促进自身成骨.许多基础研究表明依附于生物支架材料的骨髓间充质干细胞在适当的生长因子诱导下可以快速地向成骨细胞分化和增殖.已有很多骨不连和骨代谢障碍疾病患者受益于骨髓间充质干细胞的临床应用.     

Osteogenic differentiation of human adipose-derived stem cells: comparison of two different inductive media

Human mesenchymal stem cells (MSCs) have the potential to differentiate into cells of connective tissue lineages, including bone, cartilage, fat, muscle and also neurons. In our study we have examined the phenotypic profile of human adipose tissue-derived stem cells (hASCs) and compared different osteogenic-inductive media to assess hASC differentiation. Cells were enzymatically isolated from adipose tissues derived by liposuction from several adult human donors, purified and then expanded in culture. We obtained an abundant yield of hASCs with a constant proliferative trend, a doubling time of about 68 h and a mild variable clonogenic capacity. At passage 4, hASCs expressed MSC-related cell surface antigens (CD13, CD105, CD54, CD90, CD44), and subsequently hASCs were induced to differentiate into the osteogenic lineage for at least 3 weeks of culture in two distinct media, OM1 and OM2, differing in dexamethasone and ascorbic acid concentrations. Osteogenic differentiation of OM1- and OM2-cultured cells was assessed by evaluating cell morphology, osteopontin expression, alkaline phosphatase activity and calcium deposition. OM2 medium showed a higher osteogenic potential than OM1, as assessed by increased levels of calcium deposition, alkaline phospatase activity and osteopontin expression in comparison with OM1-differentiated cells. We conclude that hASCs efficiently differentiate into osteogenic lineage, particularly when cultured in inductive medium supplemented with 10 nM dexamethasone and 150 microM ascorbic acid.     

脂肪间充质干细胞神经向分化能力的应用及潜能

背景：近年来,大量文献证实脂肪间充质干细胞与骨髓间充质干细胞具有相同的特性、细胞表面标志,包括向成骨细胞、软骨细胞、成肌细胞、脂肪细胞和神经元样细胞分化的能力。目的：综述脂肪间充质干细胞分离培养,分化等生物学特性及其治疗神经系统疾病的临床应用情况。方法：由第一作者检索1989年1月至2012年1月PubMed数据库中有关脂肪间充质干细胞的神经向分化能力及治疗神经系统疾病的文献,检索词为＂mesenchymal stem cells,nervous system disease,stem cell therapy＂。共检索到733篇文献,最终保留26篇进行归纳总结。结果与结论：脂肪组织在人体内含量丰富,获得率高,且提取纯化后的细胞纯度高,活性大,扩增能力强,使脂肪间充质干细胞成为再生医学应用的理想种子细胞。最近研究指出脂肪间充质干细胞明显促进了神经损伤后的功能修复。但是,至今脂肪间充质干细胞发挥疗效的各种机制尚停留在探索性研究阶段,且其用于治疗神经系统疾病的有效性和安全性尚缺乏大量临床病例资料,从而制约其在临床的大力开展。     

人脐血间充质干细胞的体外成骨

背景：用免疫细胞阴性筛选法可以排除造血干细胞对于间充质干细胞生长的影响,较快的获得具有表达间充质干细胞的细胞群。目的：探讨人脐静脉血间充质干细胞向成骨样细胞分化的能力。方法：用免疫磁珠阳性筛选法分离脐血间充质干细胞后进行培养。取P2代细胞行成骨诱导分化。结果与结论：人脐血间充质干细胞贴壁生长,长梭形,3周长满瓶底,传代后细胞增殖迅速。细胞表型为高表达CD44＋,CD29＋和CD166＋。在成骨诱导后碱性磷酸酶染色阳性,Von-Kossa染色提示钙化结节形成。提示脐血间充质干细胞能够在体外分化为成骨样细胞。     

人脐血间充质干细胞的体外成骨

背景:用免疫细胞阴性筛选法可以排除造血干细胞对于间充质干细胞生长的影响,较快的获得具有表达间充质干细胞的细胞群。目的:探讨人脐静脉血间充质干细胞向成骨样细胞分化的能力。方法:用免疫磁珠阳性筛选法分离脐血间充质干细胞后进行培养。取P2代细胞行成骨诱导分化。结果与结论:人脐血间充质干细胞贴壁生长,长梭形,3周长满瓶底,传代后细胞增殖迅速。细胞表型为高表达CD44+,CD29+和CD166+。在成骨诱导后碱性磷酸酶染色阳性,Von-Kossa染色提示钙化结节形成。提示脐血间充质干细胞能够在体外分化为成骨样细胞。     

微球培养人脂肪间充质干细胞向软骨细胞的诱导分化

目的:观察微球培养的人脂肪间充质干细胞在特定诱导条件下向软骨细胞的分化情况,探讨其作为组织工程化软骨种子细胞的可行性。方法:实验于2006-03/08在湘雅医院中心实验室完成。①实验材料:皮下脂肪组织来源于股骨颈骨折手术患者6例,对本实验均知情同意。②实验方法:取皮下脂肪,分离培养脂肪间充质干细胞,胰酶消化,取传至第6代的细胞,密度调整为1×1010L-1进行接种培养,细胞贴附后加入软骨细胞诱导剂(含10μg/L转化生长因子β1、37.5mg/L维生素C、6.25mg/L胰岛素、6.25mg/L转铁蛋白、10-7mol/L地塞米松、1%新生牛血清的高糖DMEM),倒置显微镜下观察细胞团的变化。③实验评估:诱导14d后,将细胞吹散,细胞爬片,免疫组化染色检测Ⅱ型胶原的表达,甲苯胺兰染色观察细胞内异染情况,RT-PCR检测Ⅱ型胶原蛋白和软骨蛋白聚糖aggrecan mRNA的表达。结果:①脂肪间充质干细胞向软骨细胞诱导后的形态:诱导3d后,细胞团向内呈放射状聚集。②诱导后Ⅱ型胶原的表达及细胞内异染情况:诱导14d后,Ⅱ型胶原在胞浆、胞膜及细胞外基质中均有表达,呈棕黄色;甲苯胺兰染色显示胞浆内呈蓝色异染。③诱导前后Ⅱ型胶原蛋白和aggrecan mRNA的表达:诱导前脂肪间充质干细胞无Ⅱ型胶原蛋白和aggrecan mRNA表达,而诱导14d后二者均有较高表达。结论:在微球状态下可成功诱导脂肪间充质干细胞向软骨细胞分化。