骨髓间充质干细胞对同种异体胰岛的保护作用

目的 研究小鼠骨髓间充质干细胞(mesenehymal stem cells,MSCs)对同种异体胰岛的保护作用.方法 将C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞按照3×104/孔的密度预先接种至24孔培养板,次日分离纯化BALB/c小鼠胰岛,将其分为链脲菌素(streptozotocin,STZ)处理(诱导化学损伤)、混合淋巴细胞反应(mixed lymphocyte reaction,MLR)处理(诱导免疫损伤)、空白处理三组,与预先接种的MSCs进行共培养.作为实验对照,另设三组胰岛在不加MSCs的条件下进行体外培养.5 d后,用吖啶橙(acridine orange,AO)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)荧光染色评估胰岛活力,葡萄糖刺激的胰岛素分泌实验检测其功能,比较MSCs共培养组与对照组胰岛在低糖、高糖刺激下的胰岛素分泌量及刺激指数(即高糖刺激胰岛素分泌量/低糖刺激胰岛素分泌量比值).结果 AO/PI染色显示,STZ或MLR处理的胰岛中有大量红色荧光的死细胞,而与MSCs共培养的胰岛中死细胞明显减少,绿色荧光的活细胞明显增加;STZ或MLR处理组胰岛在低糖、高糖刺激下的胰岛素分泌水平及刺激指数均显著下降,而与MSCs共培养者较相应对照组胰岛功能明显改善(P＜0.05).结论 小鼠骨髓间充质干细胞可减轻同种异体胰岛的化学及免疫损伤,保护游离胰岛的活力与功能.

Abstract：

Objective To study the protection of mouse bone marrow-derived mesenchymal stem cells ( MSCs) for allogenic islets. Method MSCs from C57BL/6 mice were preceded to a 24-well culture plate with the density of 3 × 104/well. On the second day, islets were isolated, purified and divided to undergo streptozotocin (STZ) induced chemical injury and mixed lymphocyte reaction ( MLR) respectively. Then, treated and control islets were respectively divided into the following groups: islets + MSCs, STZ-islets + MSCs, and MLR-islets + MSCs. As control groups for their counterparts, treated or non-treated islets were also cultured without MSCs. On the 5th day incubation, glucose-stimulated insulin secretion test was performed to assess the function of islets in different groups, comparing their insulin-secretion amount stimulated by low or high glucose and the stimulation index determined by the ratio of (insulin amount secreted under high-glucose stimulation)/(insulin amount secreted under low-glucose stimulation ). Islet viability was evaluated by acridine orange (AO)/propidium iodide (PI) fluorescence staining. Result As shown by AO/PI staining, large numbers of dead cell with red fluorescence could be observed in STZ- or MLR- treated islets without MSCs, while the number of dead cells obviously reduced in MSC-cocultured islets with increased viable cells of green fluorescence. STZ- or MLR- treated islets exhibited apparently decreased insulin-secretion amount either under low- or high-glucose stimulation, as well as the stimulation index. The insulin-secretion function was significantly improved in islets cocultured with allogenic MSCs (P ＜ 0. 05 ). Conclusions Bone marrow-derived MSCs can protect isolated allogenic islets against chemical and immunological injury.     

小鼠骨髓间充质干细胞减轻胰岛移植物排斥反应的作用

目的 探讨同种异基因小鼠骨髓间充质干细胞(MSC)与胰岛联合移植对胰岛移植物的免疫调节作用.方法 将18只糖尿病模型小鼠随机分成3组:(1)糖尿病组,不进行任何移植;(2)胰岛移植组,在无菌操作下将10μl纯化后的200个胰岛移植于受者的左肾包膜下;(3)胰岛+MSC移植组,除与胰岛移植组进行相同的移植外,还在胰岛移植前3、2、0d经受者尾静脉分别注射1×106个MSC.移植后,连续监测非空腹血糖至第30 d;第14和28 d对移植部位的左肾进行组织病理学观察;采集外周血进行免疫荧光染色,流式细胞术分析TH1/TH2、Tc1/Tc2细胞的比值、初始和记忆T淋巴细胞的变化、以及骨髓来源的树突状细胞(DC)成熟度和功能的变化.结果 与胰岛移植组比较,胰岛+MSC移植组血糖明显降低,移植部位炎症细胞浸润明显减轻,移植物的存活时间延长;TH1和Tc1细胞明显下降,TH2和Tc2细胞升高,TH1/TH2和Tc1/Tc2细胞比值显著下降;初始T淋巴细胞和记忆T淋巴细胞下调;DC成熟度降低,分泌白细胞介素12(IL-12)的能力下降.结论 MSC与胰岛联合移植可通过对T淋巴细胞和树突状细胞的免疫调节作用,减轻胰岛移植物的排斥反应,从而延长移植胰岛的存活时间.     

骨髓间充质干细胞移植对糖尿病大鼠的治疗作用

目的 观察同种大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)移植对糖尿病的治疗作用及其可能机制.方法 分离、培养和扩增供者(3～4周龄的SD大鼠)的BMSC,将成年SD大鼠分为正常对照组(12只)和糖尿病组(44只,制作糖尿病模型);糖尿病组大鼠又分为不移植对照组(12只)和移植组(32只).将分离纯化的同种大鼠BMSC经移植组大鼠尾静脉植入体内,每只大鼠移植BMSC约3×10~6个.移植后动态观察各组的血糖和胰岛素水平;移植后28 d制备胰腺组织切片,通过激光共聚焦显微镜观察移植的BMSC对内源性胰岛细胞再生的影响.结果 正常对照组血糖在4.0 mmol/L左右波动;不移植对照组血糖显著升高,维持在23～27 mmol/L;移植组血糖明显降低,术后72 h平均血糖值为(11.7±2.4)mmol/L,并维持稳定至35 d[血糖值(15.4±6.3)mmol/L].移植组血清胰岛素水平较不移植对照组明显增高,术后12 d时分别为(0.90±0.14)μg/ml和(0.35±0.06)μg/ml(P<0.01),但仍明显低于正常对照组的(1.32±0.14)μg/ml,差异有统计学意义(P<0.05).正常对照组大鼠胰腺组织切片内胰岛素阳性细胞聚集,但增殖的细胞极少,约为(11±6)个/mm~2,内源性增生的胰岛素阳性细胞约(7±4)个/mm~2.不移植对照组大鼠胰腺组织中胰岛素阳性细胞较正常对照组少,但存在明显的增生.增殖细胞约(25±4)个/mm~2.其中内源性增生的胰岛素阳性细胞约(13±5)个/mm~2,与正常对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05).移植组胰岛体积较不移植对照组增大,增殖细胞和内源性增生的胰岛素阳性细胞均明显增多,分别为(45±9)个/mm~2和(23±11)个/mm~2,与正常对照组、不移植对照组之间比较,差异均有统计学意义(P<0.01).结论 糖尿病大鼠经同种BMSC移植后,可能通过促进内源性胰岛细胞新生发挥治疗作用,这可能为糖尿病的治疗提供一条新的途径.     

与大鼠胰岛细胞联合移植的骨髓间充质干细胞的免疫调节作用

目的 研究同种异体或自体的大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)与胰岛肝内联合移植对胰岛移植物的免疫调节作用及其机制.方法 以链佐星制备Lewis大鼠的糖尿病模型,作为胰岛移植受者,分为3组:单纯移植组大鼠经门静脉单独移植SD大鼠胰岛6000 IEQ/kg;同系MSC组大鼠经门静脉共同移植1×109/L的Lewis大鼠MSC 1 ml与SD大鼠胰岛6000 IEQ/kg;同种MSC组大鼠经门静脉共同移植1×109/L的SD大鼠MSC 1 ml与SD大鼠胰岛6000 IEQ/kg.检测受鼠的血糖变化,术后1、3 d大鼠外周血γ干扰素(IFN-γ)、白细胞介素(IL)-2、IL-4和IL-10的含量.结果 3组大鼠术后第1天血糖均下降到13.9 mmol/L以下.同系MSC组移植物存活时间为(11.38±4.03)d,同种MSC组为(5.50±2.07)d,单纯移植组为(2.88±1.25)d(P＜0.01).术后1、3 d,单纯移植组IFN-γ和IL-2的含量显著高于同系MSC组和同种MSC组(P＜0.01),同种MSC组IFN-γ和IL-2的含量高于同系MSC组(P＜0.05);单纯移植组IL-10的含量低于同系MSC组和同种MSC组(P＜0.01),同系MSC组IL-10的含量与司种MSC组相比较,差异无统计学意义(P＞0.05);各组IL-4含量的差异无统计学意义(P＞0.05).结论 MSC与同种胰岛共移植可以延长胰岛移植物存活时间,应用同系MSC的效果优于同种异体MSC.共移植的MSC主要通过减少TH1类细胞因子(IFN-y和IL-2)的表达使受者TH1/TH2平衡向TH2方向偏移.

Abstract：

Objective To compare the immune regulation of syngenic and allogenic mesenchymal stem cells (MSCs) in the transplantation combined with islets. Methods After induction of diabetes in 30 Lewis rats with streptozotocin (STZ), the recipient Lewis rats received islets from SD rats combined with syngenic (group B) or allogenic (group C) MSCs injection via the portal vein. The group of islets transplanted alone served as control (group A). The survival time of grafts in all groups was assessed by the level of blood glucose. ELISA was used to detect the levels of interferon-γ (IFN-γ), interleukin 2 (IL-2), IL-4 and IL-10 in the peripheral blood on the 1st and 3rd day after transplantation. Results The blood glucose levels in all three groups were decreased in a normal range (13. 9 mmol/L) and the survival time of grafts in group B (11.38 ± 4. 03 days) was significantly longer than in group C (5. 50± 2. 07 days) as well as group A (2. 88 ± 1.25 days). On the 1 st and 3rd day after transplantation, the levels of TH 1 cytokines IFN-γ and IL-2 in group A were significantly higher than in groups C and B (P＜0.05). Meanwhile the levels of TH 2 cytokine IL-10were increased in group B, but there was no significant difference between groups A and C (P＞0.05). The levels of IL-4 had no significant difference among these three groups (P ＞ 0.05).Conclusion Islet transplantation combined with MSCs could prolong the survival time of grafts.Syngenic MSCs, superior to allogenic ones, were more effective in changing the balance of TH1/TH2to TH2. Decreased expression of TH1 cytokine (IFN-γ, IL-2), which was closely related to the induction of immune tolerance, was beneficial to the long-term survival of grafts.     

骨髓间充质干细胞减轻体外扩增的脐血造血干细胞衰老的作用

目的 探讨骨髓间充质干细胞(MSC)对脐血造血干细胞体外扩增及抗细胞衰老的作用.方法 从新鲜脐血中分离出CD34+细胞,分别接种在含或不含MSC及细胞因子的培养体系中,取培养10d后的造血干细胞,分别用于细胞计数,集落分析,流式细胞仪检测表面标记,并对培养后的细胞进行β-半乳糖苷酶活性检测,采用实时定量聚合酶链反应(PCR)检测衰老相关基因p16INK4amRNA的表达.结果 体外培养10d后,MSC组、细胞因子组及MSC+细胞因子组对脐血总有核细胞(TNC)、CD34+细胞的体外扩增及克隆形成能力均有支持作用,以MSC+细胞因子组最为明显(P＜0.05),其扩增倍数分别达到(45.3±6.8)倍、(38.4±5.8)倍及(50.2±4.2)倍,但衰老细胞比例及p16INK4amRNA表达倍数则以MSC组最低,MSC+细胞因子组次之,细胞因子组两项指标均为最高(P＜0.05).结论 MSC能更好保护体外扩增的脐血造血干细胞,减少细胞衰老的发生,MSC+细胞因子是有效扩增脐血造血干细胞并保持细胞干性的更理想方法.     

大鼠骨髓间充质干细胞分离培养及多向分化研究的体外实验

目的 分离培养较高纯度大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）,检测其多向分化潜能.方法 采用密度梯度离心结合差速贴壁法分离培养大鼠BMSCs,观察细胞形态,检测表面标志物CD34、CD44、CD45、CD90表达情况,及其成骨、成脂、成神经诱导后茜素红染色、油红O染色和NSE、GFAP免疫荧光染色情况.结果 细胞呈典型的成纤维细胞样形态,CD44和CD90呈阳性表达,CD34和CD45呈阴性表达,细胞纯度＞98%.成骨、成脂、成神经诱导后,茜素红染色、油红O染色、NSE和GFAP免疫荧光均为阳性.结论 密度梯度离心结合差速贴壁法可分离、培养出高纯度的大鼠BMSCs,该细胞具有成脂、成骨、成神经多向分化潜能,是脊髓损伤修复的一种较理想的种子细胞.     

成人骨髓间充质干细胞的培养及其向神经元样细胞诱导分化的实验研究

目的探讨在体外诱导成人骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞的方法。方法采用梯度离心法和全骨髓法,利用含血清的DMEM培养基培养成人骨髓间充质干细胞,以β-巯基乙醇诱导其向神经元样细胞方向分化。应用免疫细胞化学技术对培养细胞及其分化细胞进行鉴定。结果骨髓细胞培养至第10d时,全骨髓法收获的细胞数为(1.73±0.44)×107/ml,而梯度离心法收获的细胞数为(7.65±0.52)×107/ml,其差异有统计学意义(P<0.01);但两种方法所得细胞的生物学特性没有差别。骨髓间充质干细胞经β-巯基乙醇诱导后细胞形态发生改变,伸出突起并交织成网;免疫细胞化学法检测显示54.76%±3.65%的细胞表达神经元特异性蛋白NSE,同时36.28%±4.27%的细胞表达神经胶质细胞特异性蛋白GFAP。结论梯度离心法较全骨髓法收获细胞数量大。在体外条件下,利用β-巯基乙醇和适宜的培养液可使骨髓间充质干细胞定向分化为神经元。     

间充质干细胞对肠屏障的保护作用

间充质干细胞具有强大的免疫调节能力和促进组织修复的巨大潜能,对多种组织损伤后修复具有促进作用,在肠道损伤修复中同样具有重要作用。移植后能够定居到肠道组织中,发挥减轻组织损伤、促进组织修复的作用。就间充质干细胞对肠屏障功能障碍的治疗作用作一综述。     

成人骨髓间充质干细胞抑制异体淋巴细胞增殖的实验研究

目的研究成人骨髓间充质干细胞（BMMSCs）的免疫调节作用。方法从成人骨髓中分离和培养间充质干细胞，并通过形态的均一性及流式细胞术检测其表面标志以鉴定纯度。将分离培养的间充质干细胞接种于96孔板中，经丝裂霉素处理后，与异体淋巴细胞共同培养3d；并以单独培养的异体淋巴细胞作为对照组。各组经培养后加入植物血凝素（PHA）刺激72h，用MTT还原法测定细胞增殖率，观察成人骨髓BMMSCs对异体淋巴细胞增殖转化的影响。结果成人BMMSCs与PHA诱导的异体淋巴细胞共同培养组抑制了细胞增殖，其增殖转化抑制率为对照组的60．68％，配对t检验结果显示，两组差异有统计学意义（P〈0．01）。结论成人BMMSCs可以抑制PHA诱导的异体淋巴细胞增殖转化，对同种异体免疫反应具有负调节作用。     

胰岛移植和胰岛干细胞研究现状

近年来,糖尿病患病率在全球呈现快速增长的趋势,我国人口患病率已接近5％,与发达国家类似。糖尿病已经成为患者和社会的巨大负担。目前,几乎所有1型糖尿病和部分胰岛素依赖的2型糖尿病患者都需要应用外源性胰岛素注射来控制血糖。严格控制血糖不能保证血糖稳定,亦不能避免远期并发症的发生,同时可能导致低血糖晕厥发作相对增多。因此,重建内源性胰岛素分泌系统是近年来研究者关注的热点。全胰腺移植始于20世纪60年代初期,     

非接触式共培养体系对脐带间充质干细胞向类髓核细胞的诱导分化效应

目的探讨人脐带间充质干细胞向类髓核细胞的分化潜能,为椎间盘退变性疾病的生物学治疗探索新的细胞来源。方法取人正常足月产婴儿脐带及成人椎间盘,分离消化华通胶组织和髓核组织,收集培养脐带间充质干细胞及成人髓核细胞。利用带有插入层的Transwell 6孔培养板进行细胞非接触式共培养,细胞比例为1∶1,以脐带间充质干细胞单独培养作为对照组。共培养1周后,提取脐带间充质干细胞总RNA,利用Real-Time PCR检测其Ⅱ型胶原、蛋白多糖及SOX9基因的相对表达改变。结果成功分离提取脐带间充质干细胞;Real-Time PCR检测结果显示实验组脐带间充质干细胞Ⅱ型胶原、蛋白多糖和SOX9基因相对表达较对照组显著增加,差异有统计学意义（P〈0.01）。结论人脐带间充质干细胞能够被髓核细胞诱导分化为类髓核细胞,有可能为椎间盘退变性疾病的生物学治疗提供一种新的细胞来源。     

体外培养对骨髓间充质干细胞凋亡的影响

目的 :研究成人骨髓间充质干细胞在体外培养条件下 ,传代次数与细胞凋亡的关系。方法 :采用An nexinV/PI双染色法 ,在流式细胞仪上检测不同传代数的成人骨髓间充质干细胞的凋亡情况。结果 :传代次数越多 ,骨髓间充质干细胞的凋亡率及死亡率越高 ,存活的正常细胞越少。结论 :第 4代以内的细胞增殖能力强 ,凋亡率低 ,适宜于组织工程研究     

成人胰腺干细胞转分化为胰岛的研究

目的：通过对成人胰腺干细胞转分化为胰岛过程的研究以便更深入了解及改进胰腺干细胞分离、培养、鉴定方法。方法：成人胰腺组织经胶原酶消化后,用密度梯度离心法将胰腺外分泌细胞、导管上皮细胞和胰岛分离、纯化,导管上皮细胞即具有转分化潜能的干细胞,在体外先后以CMRL1066和无血清DMEM／F12培养液共培养27d,在培养的不同时间点取样本于光镜和电镜下观察细胞形态学变化及干细胞特异性转录基因PDX－1,CK－19蛋白等单抗的免疫组化染色,并测定培养液中的淀粉酶和胰岛素含量。结果：上述方法可获得大量以往在胰岛分离时丢弃的胰腺导管上皮细胞。经体外一定条件的培养后,第1天即可见PDX－1,CK－19阳性细胞,胰腺导管上皮细胞迅速分裂增殖并转变为有分化能力的干细胞继而转分化为三维结构的胰岛细胞。培养27d后,平均每克胰腺组织可生成760个胰岛。结论：成人胰腺的导管上皮具有干细胞潜能并可在体外转分化为大量具有内分泌功能的胰岛,用此方法获得大量的胰岛可能为克服胰岛移植的供体短缺提供一条新的途径。     

共培养系统下软骨细胞对骨髓间质干细胞向软骨细胞分化的诱导作用

 目的观察共培养系统下正常软骨细胞和关节炎软骨细胞对骨髓间质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向软骨细胞分化的促进作用。方法分离新西兰兔 BMSCs及正常软骨细胞。制作兔膝关节炎模型,提取兔关节炎软骨细胞。将 BMSCs与低熔点琼脂糖复合成凝胶块,构建软骨细胞-BMCSs共培养系统,分为正常软骨细胞 P0-BMSCs组、正常软骨细胞 P3-BMSCs组、关节炎软骨细胞 P0-BMSCs组、关节炎软骨细胞 P3-BMSCs组及 BMSCs组(对照组)。在 3、7、14天取材行实时定量 PCR、糖胺聚糖含量、细胞活性检测及组织切片观察。结果(1)正常软骨细胞 P0-BMSCs组的 II 型胶原基因表达增强,在 3、7、14天分别为对照组的 5.1、7.2、11.2倍; 正常软骨细胞 P3-BMSCs组 I 、 II 型胶原及蛋白聚糖基因表达均未见增强; 关节炎软骨细胞 P0-BMSCs组蛋白聚糖基因表达增强,在 14天为对照组的 7.8倍; 关节炎软骨细胞 P3-BMSCs组 I 型胶原基因表达水平在三个时间点均低于对照组。(2)正常软骨细胞 P0-BMSCs组糖胺聚糖含量为对照组的 2.59倍。除关节炎软骨细胞 P0-BMSCs组外,其余三组与对照组比较差异均有统计学意义。阿新蓝染色各组均为阳性,正常软骨细胞 P0-BMSCs组的细胞及细胞外基质蓝染最深。结论兔正常 P0软骨细胞与兔关节炎 P0软骨细胞能够有效促进 BMSCs向软骨细胞分化,正常 P3软骨细胞的促分化作用微弱,而关节炎 P3软骨细胞不具有促分化作用。