5和5/F35型腺病毒载体对人骨髓间充质干细胞转染效率的比较

背景:在以人骨髓间充质干细胞为基础的基因治疗中,提高腺病毒载体对人骨髓间充质干细胞的转染效率尤为重要.目的:对比观察5和5/F35型腺病毒载体对体外培养的人骨髓间充质干细胞的转染效率.设计、时间及地点:对比观察,于2008-03/10在解放军北京军区总医院血液科实验室完成.材料:骨髓来源于解放军北京军区总医院血液科异基因造血干细胞移植中健康供者,均无造血系统疾病.方法:采用密度梯度离心和贴壁筛选的方法体外分离培养人骨髓间充质干细胞,传至第3代后用流式细胞仪检测人骨髓间充质干细胞表型;按1×104/孔密度接种于24孔板,细胞贴壁后分别换用成骨、成脂诱导液培养,以碱性磷酸酶、油红O染色检测其分化特性.用不同滴度编码增强型绿色荧光蛋白基因的腺病毒载体Ad5增强型绿色荧光蛋白和Ad5/F35增强型绿色荧光蛋白按5,20,100,400感染复数转染体外培养的人骨髓间充质干细胞,荧光显微镜下观察.主要观察指标:流式细胞仪检测增强型绿色荧光蛋白阳性表达率,并用锥虫蓝拒染法检测不同病毒滴度感染后人骨髓间充质干细胞活细胞比例.结果:人骨髓间充质干细胞表面CD166、CD29、CD73、CD31、CD45、CD34和CD14阳性率分别为95.08%、99.53%、72.26%,1.50%,2.02%,3.80%和4.94%.人骨髓间充质干细胞成骨诱导后14 d碱性磷酸酶染色为阳性,成脂诱导后14 d油红O染色均为阳性.Ad5增强型绿色荧光蛋白和Ad51F35增强型绿色荧光蛋白按5,20,100,400感染复数分别感染人骨髓间充质干细胞,2 d后前者增强型绿色荧光蛋白阳性牢分别为(0.72±0.14)%,(4.97±0.46)%,(9.80±3.43)%和(45.53±6.32)%:后者增强型绿色荧光蛋白阳性率分别为(24.31±10.55)%,(55.19±13.73)%,(87.68±9.5)%和(96.57±5.64)%.在5,20,100的感染复数,各组细胞存活率均在95%以上.在400的感染复数,细胞存活率明显降低,在90%以下.结论:Ad5/F35对体外培养的人骨髓间充质干细胞的转染效率明显优于Ad5载体.     

Ad5-增强型绿色荧光蛋白和rAAV2-增强型绿色荧光蛋白转染脂肪间充质干细胞的对比

背景:利用基因转染技术诱导脂肪间充质干细胞成软骨细胞已有报道,但腺病毒和腺相关病毒转染脂肪间充质干细胞各有不同,且腺相关病毒载体能否转染脂肪间充质干细胞众说不一.目的:观察Ad5-增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)和Raav2-EGFP转染脂肪间充质干细胞后增强型绿色荧光蛋白的表达及转染后细胞增值能力的变化.方法:脂肪组织来源于6月龄新西兰大白兔颈背部.机械消化和酶消化法分取脂肪间充质干细胞,体外培养扩增.分别采用腺病毒载体(Ad5-EGFP)和腺相关病毒载体(Raav2-EGFP)转染脂肪间充质干细胞,并观察EGFP的表达.Raav2-EGFP转染后,需加入2 Μl丁酸钠(1 mol/L).采用MTT法检测基因转染对脂肪间充质干细胞增殖能力的影响.结果与结论:体外培养的脂肪间充质干细胞呈扁平状和长梭形,细胞形态均一,传代稳定.Ad5-EGFP组和Raav2-EGFP组均能观察到较多荧光细胞,转染效率分别达到88%和83%.腺病毒和腺相关病毒载体均能转染脂肪间充质干细胞,且转染效率很高.腺相关病毒需要借助丁酸钠来提高其基因表达水平.     

重组9型腺相关病毒转染小鼠骨髓间充质干细胞

背景：重组9型腺相关病毒对心肌细胞具有良好的亲和力,是目前研究基因治疗心肌梗死的理想载体。目的：观察携带增强型绿色荧光蛋白基因的重组9型腺相关病毒（r AAV9-e GFP）对小鼠骨髓间充质干细胞的转染效率。方法：将携带增强型绿色荧光蛋白基因的重组9型腺相关病毒以不同感染复数（1×105,1×106,1×107）转染体外培养的第4代小鼠骨髓间充质干细胞,并在转染后1-7 d连续用荧光倒置显微镜观察骨髓间充质干细胞中增强型绿色荧光蛋白阳性表达情况,寻找最佳感染条件;采用流式细胞仪检测最佳感染复数下携带增强型绿色荧光蛋白基因的重组9型腺相关病毒对小鼠骨髓间充质干细胞的转染效率。结果与结论：转染后第1天,感染复数为1×107组可见增强型绿色荧光蛋白开始表达,转染后第2天,感染复数为1×105、1×106组开始表达;各组增强型绿色荧光蛋白表达强度随感染复数值的增高而增强,同时增强型绿色荧光蛋白的表达强度随着时间延长而逐渐增强;转染后第5天达到高峰,此时感染复数为1×107组转染效率约8%,结果表明携带增强型绿色荧光蛋白基因的重组9型腺相关病毒对小鼠骨髓间充质干细胞转染效率较低。     

寻找基因转染人脂肪来源的成体干细胞合适载体：脂质体介导质粒pEGFP-N1、重组腺病毒Ad5-EGFP与重组腺相关病毒rAAV-2／1-EGFP

目的:观察脂质体介导质粒pEGFP-N1、重组腺病毒Ad5-EGFP、重组腺相关病毒rAAV-2/1-EGFP基因转染人脂肪来源成体干细胞后增强型绿色荧光蛋白的表达及细胞毒性,探讨适用于脂肪来源的成体干细胞的转基因方法。方法:实验于2006-01/07在国家人类基因组北方中心和北京大学第三医院完成。全髋关节置换术患者的皮下脂肪由北京大学第三医院骨科提供,均征得患者及其家属同意。pEGFP-N1(Clotech公司),Ad5-EGFP,rAAV-2/1-EGFP(本元正阳公司)。②自成人皮下取少量脂肪组织,经机械剪切及Ⅰ型胶原酶消化后获取脂肪来源的成体干细胞,体外培养扩增。③采用脂质体介导质粒pEGFP-N1、重组腺病毒Ad5-EGFP、重组腺相关病毒rAAV-2/1-EGFP3种转染方法,观察增强型绿色荧光蛋白的表达及对细胞毒性的影响。④细胞转染后24h,将5×104细胞悬液接种于24孔板中,每周换液3次,绘制细胞生长曲线。以正常未转染细胞作为正常对照。观察不同转染方法对细胞增殖的影响。结果:①不同转染方法的感染效率比较:pEGFP-N1脂质体转染后细胞毒性较大,且感染效率低,仅为10.5%。重组腺病毒Ad5-EGFP转染率高,当感染复数为5×102时,感染效率达82.5%;当感染复数低于1×103时,对细胞无明显损害。重组腺相关病毒rAAV-2/1-EGFP转染法不能有效感染人脂肪来源的成体干细胞。②不同转染方法对细胞增殖的影响:重组腺病毒Ad5-EGFP转染和重组腺相关病毒AAV-2/1-EGFP转染人脂肪来源的成体干细胞后,对细胞增殖能力无明显影响,基本同正常对照细胞(P>0.05)。而pEGFP-N1脂质体转染后细胞增殖能力较正常对照明显下降,转染后3～10d差异有显著性意义(P<0.05)。结论:重组腺病毒Ad5-EGFP可作为一种高效的脂肪来源成体干细胞的示踪工具,提示5型复制缺陷型腺病毒是其合适的转基因载体。     

重组腺相关病毒载体2型转染骨髓间充质干细胞的体外实验

背景目前应用于基因治疗的病毒载体中,重组腺相关病毒载体2型载体与腺病毒和反转录病毒载体比较,由于其无致病性,引起学者们的关注.目的观察体外重组腺相关病毒载体2型转染骨髓间充质干细胞,并用其作为携带基因表达的载体进行急性髓性白血病基因治疗的可能性.设计开放性实验.单位南方医科大学南方医院的血液科.材料实验于2004-02/07在南方医科大学南方医院的血液科实验室完成.本实验所用的骨髓间充质干细胞来自急性髓性白血病6例初发患者和4名健康成年志愿者的第3～5代传代细胞.方法从初发的急性髓性白血病患者和正常健康志愿者髂后上棘做骨髓穿刺抽取6～10 mL肝素抗凝的骨髓,分离培养出间充质干细胞,用包含增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型感染间充质干细胞,将获取的骨髓间充质干细胞加入含一定感染复数(感染复数=1×102,1×103,1×104,1×105,1×106,1×107)的增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型病毒载体的不完全培养液,10～14 d后在相差荧光显微镜下或用流式细胞仪观测绿色荧光蛋白的表达.在体外培养条件下观察绿色荧光蛋白在经过重组腺相关病毒载体2型转导的骨髓间充质干细胞中的表达.体外观察经增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型转导并被新霉素筛选后绿色荧光蛋白在被转导的骨髓间充质干细胞中的表达.通过相差荧光显微镜下确证绿色荧光蛋白表达后,在BD流式细胞仪上检测绿色荧光蛋白的表达.主要观察指标①增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型对骨髓间充质干细胞的转染率分析.②在转染后的不同时间点用相差荧光显微镜和流式细胞仪观察绿色荧光蛋白的表达情况.结果①转染率分析增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型对来源于健康志愿者和急性髓性白血病患者的骨髓间充质干细胞的转染率均不高,转染率在0.3%～1.4%.转染后10～14 d绿色荧光蛋白开始表达,一般感染条件绿色荧光蛋白阳性骨髓间充质干细胞所占比例为(1.030±0.034)%,重复3轮感染条件下为(1.140±0.036)%,脂质体协助感染条件下为(1.380±0.054)%,改变转染条件(包括重复感染,延长感染时间,增加感染复数,脂质体协助转染)亦不能明显增加转染率(P＞0.05),而增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型却能高效的转染其包装细胞293细胞.②绿色荧光蛋白在体外长期稳定表达分析实验观察61 d内,绿色荧光蛋白保持低水平长期稳定表达,在转染后的12～33 d,绿色荧光蛋白阳性的骨髓间充质干细胞从起始时的1.16%下降到0.5%～0.6%,33～61 d一直维持在这一水平;经过新霉素筛选30 d后,表达绿色荧光蛋白的骨髓间充质干细胞达到6.6%左右,在体外继续传代培养,在体外观察的100 d中,表达绿色荧光蛋白的骨髓间充质干细胞一直维持在6%的水平.结论重组腺相关病毒载体2型介导的基因转导的优势是安全、无免疫反应,目的基因能够长期稳定表达.重组腺相关病毒载体和骨髓间充质干细胞可用于体外基因治疗,其将来可能成为全身基因治疗的良好载体.     

不同重组病毒载体转染大鼠骨间充质干细胞的效率及其基因表达

背景:利用基因工程细胞进行替代治疗和基因治疗中合适的供体细胞、靶细胞以及相应载体是细胞和基因治疗最为困难的部分.目的:检测重组腺病毒Ad5和Ad5F35、腺相关病毒rAAV1/2和rAAV2、慢病毒LV对大鼠骨髓间充质干细胞的感染效率和外源基因表达水平,拟筛选能够高效转导骨髓间充质干细胞的载体.设计、时间及地点:细胞基因工程对照观察,于2006-10/2007-03在上海市第一人民医院中心实验室完成.材料:清洁级SD大鼠10只用于制备骨髓间充质干细胞.所有重组病毒均携带增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)报告基因,AdS由本实验室制备,Ad5F35由解放军第二军医大学钱其军教授惠赠,rAAV2及rAAV1/2为本元正阳基因技术有限公司产品,LV由中科院上海生化与细胞生物学研究所郭礼和教授惠赠.方法:采用淋巴细胞分离液密度梯度离心法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第4代用于实验.按1×105/孔接种于24孔细胞培养板中,1 d后细胞贴壁,设立5组:第1组向细胞培养液中加入10,100,1 000 MOI Ad5-EGFP,第2组加入10,100,1 000 MOIAdSF35-EGFP,第3组加入1×104,1×105vg rAAV1/2-EGFP,第4组加入1×104,1×105vg rAAV2-EGFP,第5组加入30 TU LV-EGFP.Ad病毒感染2d,rAAV及LV病毒感染6d.主要观察指标:EGFP阳性表达及荧光强度.结果:Ad3-EGFP感染24 h后镜下可见EGFP阳性细胞,随着病毒用量的增加EGFP阳性细胞数目增多,荧光亮度增强,12d后阳性细胞开始逐渐减少,荧光亮度减弱.AdSF35-EGFP感染情况与Ad5-EGFP基本相似,但EGFP阳性细胞数和荧光亮度均增加.rAAV1/2-EGFP或rAAV2-EGFP感染6 d后,EGFP阳性细胞数和荧光亮度均较弱.LV-EGFP感染第2天即可见少量EGFP阳性细胞,随着时间延长EGFP阳性细胞数目逐渐增多,至第6天表达EGFP荧光的细胞数量及亮度不再有明显变化.结论:腺病毒Ad5、AdSF35与慢病毒LV能够有效感染体外培养的骨髓间充质干细胞,并表达外源基因,感染效率与病毒用量之间存在量效关系.腺相关病毒rAAV1/2和rAAV2体外感染效果不佳.     

人脐带间充质干细胞在3种不同培养体系中的生长状况及腺病毒感染效率

背景:目前所报道的脐带间充质干细胞体外培养条件及培养效率不尽相同,尚缺乏统一标准.而且由于不同来源的间充质干细胞生物学特征尚有一定差异,因此建立脐带间充质干细胞简便、高效的培养体系十分必要.目的:观察人脐带来源的间充质干细胞在体外不同培养体系中的生长状态,以及不同腺病毒感染的效率.方法:采用胶原酶消化法从正常足月新生儿脐带中分离出间充质干细胞,贴壁法纯化培养,细胞贴壁后利用低糖DMEM,MesenPRO RS~(TM) Medium和STEMPRO~(R) MSC SFM这3种培养体系进行体外扩增.取对数生长期的第3～5脐带间充质干细胞,应用腺病毒Ad5-EGFP,Ad5/11-EGFP,Ad5/35-EGFP分别以感染复数=1,10,100进行感染,分别于感染后24,56,72 h倒置荧光显微镜观察病毒感染及绿色荧光表达情况.结果与结论:使用低糖DMEM培养的细胞初期融合时间长,STEMPRO~(R) MSC SFM培养的细胞虽然连接紧密,但消化传代后不易贴壁,而MesenPRO RS~(TM) Medium培养的细胞在相同时间内能达到较高的细胞密度,更适于脐带间充质干细胞的体外扩增.Ad5/35-EGFP感染脐带间充质干细胞的效率明显高于其他两种腺病毒,但可导致细胞凋亡;腺病毒Ad5/11-EGFP对脐带间充质干细胞的感染效率较佳,随着感染复数的升高,所表达的荧光强度也逐渐增大.     

重组腺相关病毒介导增强型绿色荧光蛋白在骨髓间充质干细胞中的表达

目的:重组腺相关病毒是携带治疗目的基因的有效载体.骨髓间充质干细胞则可作为外源基因的载体和表达场所实验选择携带绿包荧光蛋白的腺相关病毒体外转染骨髓间充质干细胞,观察转染效果。方法:实验于2006-01/12在咸宁学院心血管疾病研究所和武汉大学心内科实验室完成清洁级成年SD大鼠6只.由武汉大学医学院试验动物中心提供,实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。携带增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体由北京本元正阳基因技术公司提供,基因启动子为CMV,有效滴度4×10~(11)v.g/mL。全骨髓法分离大鼠骨髓间充质干细胞,于体积分数为0.1的胎牛血清中培养.扩增纯化至第3代。按感染复数分别为10~2.10~3.10~4,10~5 v.g/cell加入携带增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒。于4,8,24、48 h倒置相差荧光显微镜下观察腺相关病毒感染骨髓间充质干细胞的状态,随机记录200个细胞中增强型绿色荧光蛋白阳性表达率.计算感染效率。结果:①骨髓间充质干细胞转染效率:感染复数为10~3.10~4,10~5 v.g/cell时.转染8 h后骨髓间充质干细胞内可见绿色荧光蛋白的表达.其中105 v.g/cell感染效果最佳.于转染48 h时荧光强度达最高值.感染效率约28%②骨髓间充质干细胞经G418筛选后检测增强型绿色荧光蛋白阳性细胞率达98%。结论:介导绿色荧光蛋白的腺相关病毒转染骨髓间充质干细胞简便易行,感染复数为10~5v.g/cell时效果较佳,目的基因表达稳定,用于后续基因治疗具备一定的可行性。     

腺病毒重组绿色荧光蛋白转染脂肪组织来源干细胞的特点

目的:体外基因转染成人脂肪组织来源的干细胞后,观察腺病毒载体能否有效地转染及对细胞的影响。实验应用腺病毒增强型绿色荧光蛋白进行体外基因转染以验证基因修饰效果。方法:实验于2006-10/2007-02在南方医科大学生物技术工程研究所实验室完成。实验对象:脂肪组织取自南方医科大学附属医院整形科手术室5例成年女性腹部吸脂术患者,排除了冠心病、高血压及糖尿病等。手术前均与患者本人谈话并征得其同意,获取脂肪组织进行实验,并经医院伦理委员会批准。实验方法:分离人脂肪组织,进行原代和传代培养。取第4代脂肪组织来源干细胞进行流式细胞术表型鉴定,并将0,10,20,30,50,100感染复数值的腺病毒重组增强型绿色荧光蛋白,通过活力和增殖实验进行体外转染,观察其对脂肪组织来源干细胞的影响。结果:5份标本均成功培养出脂肪组织来源干细胞,生长良好,均成功进行了腺病毒重组增强型绿色荧光蛋白基因转染。①原代细胞培养48h后可见细胞贴壁,13d后可见细胞铺满瓶底80%细胞绝大多数呈梭形。1∶2传代后细胞增殖速度明显加快,3d后细胞即已长满培养瓶底,即可传代。第4代的脂肪组织来源干细胞表型,呈CD29 ,CD34-,CD44 ,CD106-,CD133-和HLA-DR-。②腺病毒重组增强型绿色荧光蛋白转染24h可见绿色荧光,5d荧光表达强度最强,脂肪组织来源干细胞细胞传代培养后仍有强荧光表达。③转染组和未转染组细胞培养1,3,5,7,9,11d时细胞活力、增殖分化均无统计学差异。结论:腺病毒重组增强型绿色荧光蛋白可成功进入脂肪组织来源干细胞,感染复数值为50时较为理想。     

重组腺相关病毒载体2型转染骨髓间充质干细胞的体外实验

背景：目前应用于基因治疗的病毒载体中，重组腺相关病毒载体2型载体与腺病毒和反转录病毒载体比较，由于其无致病性，引起学者们的关注。目的：观察体外重组腺相关病毒载体2型转染骨髓间充质干细胞，并用其作为携带基因表达的载体进行急性髓性白血病基因治疗的可能性。设计：开放性实验。单位：南方医科大学南方医院的血液科。材料：实验于2004-02／07在南方医科大学南方医院的血液科实验室完成。本实验所用的骨髓间充质干细胞来自急性髓性白血病6例初发患者和4名健康成年志愿者的第3～5代传代细胞。方法：从初发的急性髓性白血病患者和正常健康志愿者髂后上棘做骨髓穿刺抽取6～10mL肝素抗凝的骨髓，分离培养出间充质干细胞，用包含增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型感染间充质干细胞，将获取的骨髓间充质干细胞加入含一定感染复数(感染复数：1&;#215;10^2．1&;#215;10^3，1&;#215;10^4，1&;#215;10^5，1&;#215;10^6，1&;#215;10^7)的增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型病毒载体的不完全培养液，10～14d后在相差荧光显微镜下或用流式细胞仪观测绿色荧光蛋白的表达。在体外培养条件下观察绿色荧光蛋白在经过重组腺相关病毒载体2型转导的骨髓间充质干细胞中的表达。体外观察经增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型转导并被新霉素筛选后绿色荧光蛋白在被转导的骨髓间充质干细胞中的表达。通过相差荧光显微镜下确证绿色荧光蛋白表达后，在BD流式细胞仪上检测绿色荧光蛋白的表达。主要观察指标：①增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型对骨髓间充质干细胞的转染率分析。②在转染后的不同时间点用相差荧光显微镜和流式细胞仪观察绿色荧光蛋白的表达情况。结果：①转染率分析：增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型对来源于健康志愿者和急性髓性白血病患者的骨髓间充质干细胞的转染率均不高，转染率在0．3％～1．4％。转染后10～14d绿色荧光蛋白开始表达，一般感染条件绿色荧光蛋白阳性骨髓间充质干细胞所占比例为(1．030&;#177;0．034)％，重复3轮感染条件下为(1．140&;#177;0．036)％，脂质体协助感染条件下为(1．380&;#177;0．054)％，改变转染条件(包括重复感染，延长感染时间，增加感染复数，脂质体协助转染)亦不能明显增加转染率(P&;gt;0．05)，而增强型绿色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体2型却能高效的转染其包装细胞293细胞。②绿色荧光蛋白在体外长期稳定表达分析：实验观察61d内，绿色荧光蛋白保持低水平长期稳定表达，在转染后的12～33d，绿色荧光蛋白阳性的骨髓间充质干细胞从起始时的1．16％下降到0．5％～0．6％，33～61d一直维持在这一水平；经过新霉素筛选30d后，表达绿色荧光蛋白的骨髓间充质干细胞达到6．6％左右，在体外继续传代培养，在体外观察的100d中，表达绿色荧光蛋白的骨髓间充质干细胞一直维持在6％的水平。结论：重组腺相关病毒载体2型介导的基因转导的优势是安全、无免疫反应，目的基因能够长期稳定表达。重组腺相关病毒载体和骨髓间充质干细胞可用于体外基因治疗，其将来可能成为全身基因治疗的良好载体。