脐带间充质干细胞促进骨愈合的体外实验及临床应用1例

背景:华通胶来源脐带间充质干细胞比成人间充质干细胞更原始,研究表明其端粒酶活性更高、培养倍增时间更短、分化的细胞谱系更广.目的:观察脐带间充质干细胞在体外分化为成骨细胞的能力及治疗骨折不愈合的效果.方法:从脐带Wharton胶获取细胞培养、扩增,取传代细胞行免疫表型测定和成骨细胞诱导分化,并以脐带间充质细胞移植治疗1例骨折感染外露后长期不愈病例.结果与结论:培养细胞形态类成纤维细胞,可长期稳定培养,传代细胞表达间充质干细胞免疫表型,成骨诱导分化的细胞茜素红染色胞浆中有大量的钙沉积,Von Kossa染色有钙结节形成.患者采用脐带间充质干细胞混悬液外用4次,肉芽组织迅速增生填满窦道并上皮化,12 d创面愈合.说明,脐带间充质干细胞具有高度自我更新能力和分化潜能,能够向成骨细胞分化,将其移植治疗骨不连可以显著改善局部微环境.     

CM-Dil体外标记人脐带间充质干细胞传代示踪的可行性

背景: 掌握人脐带间充质干细胞的移植示踪方法是研究其生物学特性的关键.目的: 观察用CM-Dil标记人脐带间充质干细胞及在体外传代示踪的可行性.方法: 采用酶消化法体外分离培养人脐带间充质干细胞,通过流式细胞仪检测细胞免疫表型和细胞周期、体外成脂成骨诱导鉴定该细胞.将第5代细胞用CM-Dil标记,并将细胞传代,荧光显微镜观察体外标记情况.结果与结论: 第3代人脐带间充质干细胞强表达CD44,CD29,低表达CD106,不表达CD34、CD40;有80%以上的细胞处在G0/G1期,成脂成骨诱导后,油红O染色和碱性磷酸酶染色分别阳性.CM-Dil标记人脐带间充质干细胞细胞标记率达90%以上,体外传代后荧光强度逐渐减退,传8代后,荧光基本消失.说明人脐带间充质干细胞增殖、分化能力强,CM-Dil标记细胞示踪方法简单易行.     

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。     

大鼠脐带源间充质干细胞的分离及生物学性状

背景:关于大鼠骨髓来源的间充质干细胞用于移植免疫耐受及进行组织修复的研究很多,但尚无脐带来源间充质干细胞的相关研究.目的:建立从大鼠脐带分离间充质干细胞的方法,并观察其生物学性状.方法:大鼠脐带经酶消化和组织块培养两种方法进行分离培养,于DMEM-LG培养基中培养,倒置显微镜观察细胞形态,细胞计数绘制生长曲线,流式细胞仪测定细胞周期及细胞表型,免疫组织化学染色检测其体外诱导成脂肪和成骨分化的能力.结果与结论:两种方法均能成功地从大鼠脐带中获得大量的间充质干细胞:原代培养显示,胶原酶消化法比组织块培养法的效率更高,大约10 d就可以进行传代,而组织块培养法要14 d才能传代:传代扩增两者之间没有差别.免疫表型分析显示,大鼠脐带源细胞表达黏附分子和基质细胞标记CD90、CD106,不表达造血细胞标记CD34、CD45.体外诱导实验证实,大鼠脐带间充质干细胞具有成脂肪和成骨分化的能力.     

人脐带间充质干细胞诱导成骨及治疗骨缺损

背景：人脐带间充质干细胞在成骨及组织器官修复方面具有更强的扩增能力及低免疫原性,其成集落生长潜能及成骨时间早于骨髓等其他来源间充质干细胞。目的：观察脐带间充质干细胞诱导成骨及移植治疗骨缺损的临床效果。方法：应用组织块贴壁法提取人脐带间充质干细胞,体外行成骨诱导并通过光镜观察、茜素红染色、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原的表达等证实其体外成骨能力;对临床骨缺损病例行人脐带间充质干细胞移植,移植后定期复查骨缺损部骨痂生长状况。结果与结论：体外诱导证实人脐带间充质干细胞具有明确的成骨作用。骨缺损患者在人脐带源间充质干细胞移植后2个月X射线见左股骨髁上骨折部位骨块间隙模糊,骨折外周形成明显的骨痂,骨折断端相连,断端骨折线依然存在;移植后3个月见骨痂间已经形成明显骨性连接。证实脐带间充质干细胞具有体外诱导成骨及体内移植修复骨缺损作用。     

冻存脐带间充质干细胞向成骨细胞的分化

背景：在骨组织工程中,脐带间充质干细胞是的一种新兴的种子细胞。目前认为低温冻存是长期保存细胞的有效方法。目的：探究冻存的脐带间充质干细胞能否被诱导分化成成骨细胞。方法：采用组织块贴壁法从脐带的华尔通氏胶组织中分离出间充质干细胞。然后,用倒置显微镜观察原代细胞的细胞形态。脐带间充质干细胞的免疫表型和细胞周期用流式细胞仪检测。在冻存6个月后,复苏第2代脐带问充质干细胞进行冻存复苏,并传代培养至12代。对第12代的脐带间充质干细胞进行成骨诱导,它的成骨能力分别通过碱性磷酸酶活性检测,骨钙素和骨涎蛋白的免疫荧光检测以及茜素红染色检测来确定。结果与结论：原代脐带间充质干细胞呈现典型的成纤维细胞样形态。流式细胞仪显示培养的细胞高表达间充质干细胞的表面标志CD73、CDl05和CD90,但是不表达造血细胞的表面标志CD34和CD45。复苏后细胞的存活率是90％。细胞周期显示P8的细胞有75％处于Go／G1期,25％处于S＋G2M期。经成骨诱导液处理的第12代细胞显示出比对照组更高的碱性磷酸酶活性（P〈0．01）。此外,在成骨诱导液中诱导的细胞对骨钙素和骨涎蛋白的染色呈阳性,并形成矿化了结节。冻存后的脐带间充质干细胞仍保持了它们的生物学特性,并且在成骨诱导液中能被诱导分化成成骨细胞。     

人骨髓间充质干细胞的体外培养、鉴定及成骨分化

背景：国内外对骨髓间充质干细胞的体外成骨诱导分化研究手段、测定指标均不够全面。目的：建立并完善一整套人骨髓间充质干细胞的分离培养及鉴定方法,探讨其体外成骨分化能力。方法：采用密度梯度离心法分离培养人骨髓间充质干细胞,流式细胞仪鉴定细胞表面表型。传至第3代时更换成骨诱导培养基进行成骨分化诱导。结果与结论：人骨髓间充质干细胞生长旺盛,传代后增殖旺盛,第3代骨髓间充质干细胞表面表型CD44、CD73、CD90表达阳性,CD34表达阴性。诱导后的成骨细胞碱性磷酸酶活性增加,Gomori、Vonkossa、茜素红染色均阳性。RT-PCR检测诱导后细胞有Ⅰ型胶原、碱性磷酸酶、骨钙素、骨唾液酸蛋白、骨桥蛋白及骨连接蛋白基因的表达,证明了人骨髓间充质干细胞成功向成骨方向分化。表明实验建立了一整套稳定、成熟的骨髓间充质干细胞分离、培养、扩增方案。     

人脐带间充质干细胞分离和初步鉴定

目的寻找一种高效获得稳定人脐带间充质干细胞的方法。方法采集3例足月剖宫产健康胎儿脐带,剥离血管及外膜得到Wharton’s胶。贴壁培养脐带Wharton’s胶,收集爬出的细胞进行传代,观察细胞形态;取第3代细胞采用流式细胞学检测细胞表面抗原的表达情况;使用成骨、成脂诱导分化的方法对第3代细胞进行分化潜能的鉴定,成骨诱导细胞用茜素红染液染色,成脂诱导细胞用油红O染液染色,并与未诱导分化的细胞进行比较。结果 Wharton’s胶培养10d左右可见梭形细胞从脐带组织逸出,贴壁培养细胞,可见呈放射状或螺旋状生长;流式细胞仪检测结果显示细胞表面抗原CD29、CD44呈高表达,CD34、CD45呈低表达;成脂诱导培养基中细胞油红O染色可见红色脂滴,成骨诱导培养基中细胞茜素红染色可见红色钙质结节,未诱导的细胞未见脂滴及结节样改变。结论贴壁培养的细胞符合间充质干细胞生长的形态,有向成骨、成脂分化的能力;贴壁法培养脐带Wharton胶可得到稳定的间充质干细胞。     

血小板裂解液对人脐带间充质干细胞体外成骨分化的影响

背景：血小板裂解液是浓缩后血小板的裂解产物,含有多种活性成分。有研究表明这些活性成分可促进间充质干细胞的增殖和分化,但血小板裂解液作为一个整体,对间充质干细胞成骨分化的作用尚不明确。目的：分析血小板裂解液对人脐带间充质干细胞成骨诱导分化的干预效应。方法：采用胶原酶消化法分离人脐带间充质干细胞,体外培养扩增,流式细胞仪进行细胞表型鉴定。实验分为以下4组：普通矿化液组,血小板裂解液组,矿化液-血小板裂解液联合诱导组,对照组。加入相应诱导培养基诱导培养2周。结果与结论：分离得到的人脐带间充质干细胞的细胞表型CD34（-）﹑CD45（-）、HLA-DR（-）,CD44（＋）﹑CD105（＋）﹑CD146（＋）。茜素红染色在3个诱导组中皆为阳性,染色效果未见明显差异,而对照组阴性。碱性磷酸酶活性测定显示3个诱导组的碱性磷酸酶活性都明显高于对照组（P〈0.05）,矿化液-血小板裂解液联合诱导组碱性磷酸酶活性明显高于普通矿化液组和血小板裂解液组（P〈0.05）。结果显示在体外条件下,单纯的5%血小板裂解液可以诱导人脐带间充质干细胞向成骨细胞定向分化,且联合应用矿化液时能更有效地诱导人脐带间充质干细胞分化为成骨细胞。     

地塞米松浓度与脐带间充质干细胞的成骨分化

背景：在地塞米松、维生素C和β-甘油磷酸钠的共同作用下,人脐带间充质干细胞可以向成骨细胞分化。作为糖皮质类激素的地塞米松,其浓度对人脐带间充质干细胞体外成骨分化存在着影响。目的：探寻人脐带间充质干细胞向成骨细胞诱导分化过程中地塞米松的优选浓度。方法：采用植块法从正常足月新生儿脐带中分离培养间充质干细胞。取第3代细胞进行日常细胞培养和诱导分化实验。流式细胞术检测所获细胞的表面标记表达情况,成脂、成骨诱导分化鉴定人脐带间充质干细胞。倒置相差显微镜观察成骨分化过程中细胞形态的变化。以含1×10^-8mol／L,5×10^-8mol／L,1×10^-7mol／L3种浓度地塞米松的成骨诱导液对人脐带间充质干细胞进行成骨诱导。盐酸四环素荧光及VonKossa染色法对比观察钙结节形成。反转录一聚合酶链反应法对比检测细胞骨桥蛋白基因表达。结果与结论：植块法分离的人脐带间充质干细胞形态均一,多为梭形,平行排列生长或旋涡状生长。流式细胞术检测CD29,CD73和CD90呈阳性表达,CD31,CD34和HLA-DR呈阴性表达。成脂诱导后可观察到细胞内有脂滴形成,油红O染色呈阳性。盐酸四环素荧光结果和VonKossa染色结果显示,所形成的钙结节大小及数量,均随着地塞米松浓度的增加而增强、增多。反转录一聚合酶链反应检测结果显示,3种浓度地塞米松组的骨桥蛋白基因均有表达,且表达强度随着地塞米松浓度的增加而增强。提示成骨诱导液中地塞米松浓度为1×10^-7mol／L时,能更有效地诱导人脐带间充质干细胞向成骨细胞分化。     

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。     

人脐带和骨髓源间充质干细胞对脐血单个核细胞增殖能力的影响

目的：探讨人脐带间充质干细胞（UCMSCs）与骨髓间充质干细胞（BMMSCs）在体外对造血干细胞的支持作用。方法分别从人脐带和骨髓中分离、培养间充质干细胞,通过免疫细胞化学染色等方法对其进行表型鉴定;采用流式细胞仪测定脐血单个核细胞的周期分布,采用甲基纤维素法测定脐血单个核细胞混合集落形成单位（CFU-Mix）,比较 UCMSCs和BMMSCs对脐血单个核细胞细胞周期、CFU-Mix形成能力的影响。结果成功培养获得 UCMSCs和BMMSCs,鉴定结果符合预期;与非共培养组细胞相比,UCMSCs和 BMMSCs共培养均能促进脐血单个核细胞进入增殖周期,并增加其形成CFU-Mix的能力（P＜0．05）,但UCMSCs和BMMSCs共培养组之间比较差异无统计学意义（P＞0．05）。结论成功从人脐带和骨髓组织中培养获得间充质干细胞,两种来源的间充质干细胞均能提高脐血单个核细胞的体外增殖能力及 CFU-Mix形成能力,均具有造血支持作用。     

脐血血浆替代胎牛血清培养脐带间充质干细胞及冷冻保存

背景：采用胎牛血清扩增培养及冷冻保存的间充质干细胞,在临床应用中存在一定的风险。目的：探讨以脐血血浆替代胎牛血清体外分离培养、扩增及冷冻保存脐带间充质干细胞的可行性。方法：选择符合广州脐血库供者合格性筛选标准的脐血,收集脐血干细胞制备过程中去除的血浆,经病原学及微生物检测合格,多份混合用于细胞培养。采用酶消化法从健康足月分娩新生儿的脐带组织分离获得脐带间充质干细胞,分为两组,分别以DMEM/F12为基础培养基,添加胎牛血清或混合脐血血浆,经培养扩增后,采用流式细胞仪检测细胞免疫表型,并进行间充质干细胞成骨、成脂分化鉴定。在含有10%二甲基亚砜的DMEM/F12培养基中,分别添加体积分数为20%的胎牛血清或混合脐血血浆作为冷冻保存液,对扩增至第3代的细胞冷冻保存至6个月以上,观察复苏后细胞的活率、贴壁情况、增殖、免疫表型及向成骨细胞分化的能力。结果与结论：两种培养体系下的脐带间充质干细胞均呈现典型的梭形漩涡状生长,间充质干细胞免疫表型的表达谱系基本无差异,均具有成骨、成脂分化的能力,但脐血血浆培养条件下细胞的增殖速度显著高于胎牛血清。冻存复苏后的细胞可正常贴壁,且具有向成骨细胞分化的能力,采用脐血血浆冻存的细胞具有更高的贴壁效率及扩增能力。上述结果表明,脐血血浆可以替代胎牛血清用于脐带间充质干细胞的扩增培养及冷冻保存,并维持了间充质干细胞的基本生物学特性,是大量扩增间充质干细胞用于临床治疗较为安全的选择。     

层粘连蛋白促脐带间充质干细胞向成骨细胞分化与黏着斑激酶表达

背景：目前对脐带间充质干细胞的研究集中在分离纯化及药物作用下诱导分化。分化过程中细胞外基质成分的作用及信号通路的关系的研究报道很少。目的：研究层粘连蛋白在脐带间充质干细胞向成骨细胞分化过程中的作用与黏着斑激酶表达之间的关系。方法：取对数生长脐带间充质干细胞分为4组：层粘连蛋白诱导组：层粘连蛋白质量浓度分别为50,25,5,1mg/L;成骨诱导组：用成骨诱导液处理;复合诱导组：用层粘连蛋白和成骨诱导液处理。对照组：未用层粘连蛋白和成骨诱导液处理。连续培养4周。观察细胞形态、茜素红染色分析钙盐沉积,检测碱性磷酸酶活性,组织化学组化与Westenblot检测ERK1/2、P-ERK、黏着斑激酶的表达。结果与结论：①倒置显微镜下对照组比诱导组细胞胞体呈矮柱状、有短突起彼此相连,核圆形。②茜素红染色细胞形成红色,表现为阳性。复合诱导组比其他组要高、不同时间点比21d钙盐沉积明显增多（P〈0.05）。③层粘连蛋白组碱性磷酸酶活性比对照组高、其诱导第7天后作用显著（P〈0.05）。层粘连蛋白不同质量浓度组之间碱性磷酸酶活性,差异无显著性意义（P〉0.05）。④组织化学组化鉴定ERK、P-ERK、黏着斑激酶表达均与对照比层粘连蛋白组表达增强（P〈0.05）。⑤WestenBlot检测成骨诱导组与复合诱导组有ERK、P-ERK、黏着斑激酶蛋白表达,层粘连蛋白组与对照组无表达。结果提示,脐带间充质干细胞向成骨细胞分化过程中层粘连蛋白有促分化作用,层粘连蛋白上调信号转导蛋白黏着斑激酶、ERK、P-ERK表达。     

人脐带间充质干细胞向成骨细胞及脂肪细胞分化过程中nm23-H1基因的表达

背景：nm23-h1基因已被证实与多种细胞的增殖、分化、转移密切相关。目的：观察人脐带间充质干细胞在体外向成脂及成骨方向诱导分化的过程中nm23-H1基因的表达变化。方法：采用组织块贴壁法从脐带中分离培养人间充质干细胞,流式细胞术鉴定其表型,之后分别加入成脂肪诱导剂和成骨诱导剂进行体外诱导分化。对照组采用不含诱导因子的培养液进行培养。结果与结论：在成脂诱导过程的第4天,nm23-H1 mRNA的表达上调,至第7天达到最高（P〈0.01）,其后开始逐渐恢复,直至第14天与对照组相比无显著差异（P〉0.05）。而在成骨诱导过程中,nm23-H1 mRNA则一直为低表达状态（P〈0.01）,直至第28天恢复为对照组水平（P〉0.05）。结果显示nm23-H1基因表达在成脂分化前期发生上调,而在成骨分化过程中一直下调。     

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。     

成人骨髓间充质干细胞体外多向分化潜能特性的研究

目的研究体外不同诱导条件下成人骨髓间充质干细胞向成骨细胞、脂肪细胞、神经细胞分化的能力。方法用细胞化学方法对诱导后的骨髓细胞进行脂肪细胞特异油红O染色；Von Kossa及改良的钙钴法进行成骨细胞鉴定；免疫组化方法检测诱导后的骨髓细胞神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白-M(NF—M)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达。结果在不同的诱导条件下，诱导后的细胞油红O染色胞浆内可见橙红色脂滴；Von Kossa染色可见细胞间布满黑色颗粒，提示有矿化基质沉积；改良钙钻法碱性磷酸酶染色胞浆呈深棕色或深黑色。免疫组化染色显示向神经细胞方向诱导后细胞NSE( )、NF—M( )、GFAP(-)。结论成人骨髓间充质干细胞在体外具有多向分化的潜能。     

人脐血间充质干细胞的生物学特性及其成骨成脂肪分化（英文）

背景：目前有关脐血间充质干细胞的生物学特性及分化能力的研究较少。目的：观察人脐血间充质干细胞的生物学特性,及其向成骨、成脂肪细胞分化的能力。方法：从不同胎龄脐血中分离间充质干细胞,对其进行原代和传代培养,并诱导其向成骨及成脂肪细胞分化。结果与结论：倒置相差显微镜下见分离培养的脐血间充质干细胞贴壁生长,呈成纤维细胞样外观,细胞呈螺旋状排列;透射电镜下可见脐血间充质干细胞胞核比例大,细胞器少,为低分化细胞;原代及传代培养的脐血间充质干细胞生长曲线均呈S型,第3,5代细胞增殖能力最强,低胎龄的脐血间充质干细胞集落形成能力最强。流式细胞仪检测结果显示,脐血间充质干细胞稳定表达间充质干细胞相关抗原CD29,CD44和CD90,不表达造血细胞标志CD34和CD45。成骨诱导后3周,碱性磷酸酶染色为强阳性,茜素红染色可见大量钙化基质的形成;成脂诱导3周,油红O染色可检测到胞质中脂滴的形成。提示脐血间充质干细胞具有间充质干细胞的形态特征、生长增殖特点及细胞表面标志物等生物学特性,可向成骨细胞及脂肪细胞分化。