脐带沃顿胶间充质干细胞的分离培养及其诱导分化

背景:骨髓是目前间充质干细胞的丰要来源,但由于取材不便、细胞数量受年龄限制等原因,其应用具有一定局限性.近年来,脐带作为阈充质干细胞的新来源已经得到广泛关注.目的:探讨从人脐带沃顿胶中分离、扩增间充质干细胞的方法,鉴定其免疫表型与分化潜能.方法:种植法分离和扩增间充质干细胞:用FasGrow培养基培养,光镜观察获得的人脐带沃顿胶间充质干细胞的形态:免疫组织化学方法检测其免疫表型:Gomori钙钴碱性磷酸酶染色、von Kossa钙结节染色、四环素荧光标记鉴定其向成骨方向分化的能力及油红O染色鉴定其向成脂肪分化的能力.结果与结论:种植法容易从人脐带沃顿胶中获得间充质干细胞;原代培养后12-16 d达70%～80%融合,传代后可维持未分化状态并稳定增殖;细胞倍增时间为2 d左右,体外增殖达20代以上:表面标记分析显示:CD44、CD105、CD133、MHC-1呈阳性,CD34、CD45呈阴性;体外诱导实验表明:该细胞具有体外成脂肪、成骨和神经样细胞分化的能力.     

人脐带沃顿胶间充质干细胞对人外周血T淋巴细胞的免疫调节作用

背景:骨髓源性间充质干细胞具有低免疫原性和免疫调节作用,但有关人脐带沃顿胶间充质干细胞的免疫调节作用及其机制研究较少.目的:观察脐带沃顿胶间充质干细胞对异体外周血T淋巴细胞的免疫调节作用及机制.方法:从人脐带沃顿胶组织块培养中分离出间充质干细胞.将脐带沃顿胶间充质干细胞及脐带沃顿胶间充质干细胞培养上清分别与植物凝集素刺激下的人外周血T淋巴细胞共培养,多功能酶标仪测量脐带沃顿胶间充质干细胞及脐带沃顿胶间充质干细胞培养上清与植物凝集素刺激下的人外周血T淋巴细胞共培养72 h后A值:ELISA试剂盒检测培养上清中转化生长因子β1、γ-干扰素的表达.结果与结论:沃顿胶间充质干细胞对植物凝集素刺激下的T淋巴细胞增殖有抑制作用,增殖抑制率为56%(P＜0.01),沃顿胶间充质干细胞培养上清对植物凝集素刺激下的T淋巴细胞增殖也具有抑制作用,且这种抑制呈剂量依赖性.含50%沃顿胶间充质干细胞培养上清组和100%培养上清组的增殖抑制率分别为8.3%、27%(P＜0.05);沃顿胶间充质干细胞能显著降低T淋巴细胞分泌的γ-干扰素(P＜0.05):可分泌转化生长因子β1,沃顿胶间充质干细胞与T淋巴细胞共培养组的转化生长因子β1分泌量低于沃顿胶间充质干细胞单独培养组(P＜0.05).提示沃顿胶间充质干细胞及沃顿胶间充质干细胞培养上清对植物凝集素刺激下的丁淋巴细胞增殖均有抑制作用,其作用机制可能与细胞间的接触及抑制T淋巴细胞分泌的γ-干扰素有关.     

人脐带间充质干细胞超微结构观察

本研究观察脐带间充质干细胞的超微结构。用胶原酶消化法分离培养足月新生儿的人脐带间充质干细胞(hUCMSC),进行传代培养、扩增,在显微镜下观察其细胞形态。对培养至第3代的hUCMSC进行免疫表型测定,进行成脂细胞、成骨细胞和成软骨细胞诱导分化实验,并在透射电子显微镜、扫描电子显微镜下进行超微结构的观察。结果表明,hUCMSC外观呈梭形和多角形,并可见细胞核;高表达表面标志CD44,CD73,CD105,不表达CD34,CD45,CD31和HLA-DR;能够进行成脂、成骨、成软骨分化。在扫描电子显微镜下可见细胞表面有短而粗的微绒毛突起,在透射电子显微镜下可见到两种不同的细胞形态:一种处于静止期,细胞核大,圆或卵圆形,仅有1个核仁,胞质内细胞器少;另一种处于相对活跃期,同一个细胞内可以看到1个或2个细胞核,细胞器数量丰富、结构清晰,并可见扩张的线粒体。结论:从脐带中分离培养的细胞具有间充质干细胞的生物学特性,具有两种不同状态的超微结构。     

人脐带间充质干细胞的应用研究现状

脐带是胎儿时期连接母体与胎儿的素状结构,其外被羊膜,内含2条脐动脉、1条脐静脉.在动静脉之间含有特殊的胚胎粘液样结缔组织--华尔通氏胶(Wharton's Jelly),从华尔通氏胶分离得到的基质细胞即为人脐带间充质干细胞(HUMSCs).     

人脐带间充质干细胞与肝细胞共培养可分化为肝样细胞

背景：文献报道,从骨髓与脐带中分离获得的间充质干细胞可在体外连续传代培养,仍保持干细胞的特性,并在多种细胞因子的＂鸡尾酒式＂诱导下分化为肝细胞样细胞。目的：进一步验证人脐带间充质干细胞在体外正常人肝细胞共培养体系下是否可分化为肝细胞并探讨其分化方法。方法：采用贴壁法,从脐带中分离培养间充质干细胞,流式细胞仪检测脐带间充质干细胞表面标志。人肝细胞LO2细胞与人脐带间充质干细胞建立共培养体系,不添加外源诱导因子,分别于第7,14,21天,通过RT-PCR法检测肝细胞特异标志物甲胎蛋白、白蛋白、人细胞角蛋白19mRNA的表达,糖原染色进行功能鉴定。结果与结论：从人脐带中可分离得到贴壁生长的间充质干细胞,其中CD29＋细胞比例为96.02%,CD105＋细胞比例为96.6%,CD34-细胞比例为99.65%,CD105＋CD29＋双阳性细胞比例为94.84%。与LO2细胞共培养后第7天仅有甲胎蛋白阳性表达;第14天表达白蛋白、人细胞角蛋白19,第21天时,LO2与人脐带间充质干细胞共培养组未出现甲胎蛋白表达;人细胞角蛋白19和白蛋白的表达比第14天略有增强。共培养21d后,糖原染色呈阳性。结果证实,无需额外添加外源诱导因子,脐带间充质干细胞可在人正常肝细胞共培养的微环境中,向正常肝细胞分化。     

长期培养人脐带间充质干细胞的生物活性及其限制性

背景:间充质干细胞具有多向分化能力、免疫调节能力,并可在体外进行长期培养扩增,但其体外长期培养的生物学活性变化特点及其限制性仍不十分清晰。目的:观察体外长期培养人脐带间充质干细胞的生物活性变化特点及其限制性。方法:无菌收集剖宫产新生儿脐带,经胶原酶Ⅱ消化后,用黏附生长选择法获取人脐带间充质干细胞,胰酶消化传代;取第3代细胞进行流式分析,脂肪和成骨诱导鉴定;收集不同代的细胞分别用MTT法、流式细胞仪和爬片分析法检测细胞增殖活性、细胞周期、凋亡率及黏附能力。结果与结论:人脐带间充质干细胞的细胞表型CD105+/CD29+/CD44+/CD31-/CD34-/CD45-/HLADR-,可诱导分化为脂肪细胞和成骨细胞;传代培养第3～23代细胞形态无明显变化,生长曲线基本一致,第28代后细胞增长缓慢;流式分析发现第33代细胞较第3代G0/G1减少17.9%、S+G2/M增加103.4%、细胞凋亡率增加316.7%,差异均有显著性意义(P<0.01),第3～18代细胞间G0/G1、S+G2/M、细胞凋亡率和黏附细胞数差异均无显著性意义(P>0.05)。提示在体外长期培养环境中,随着传代次数的递增,人脐带间充质干细胞的增殖及黏附能力下降,细胞凋亡率增加,总的生物活性呈逐渐下降趋势,其最佳生物活性期出现在培养第3～18代之间。     

长期培养人脐带间充质干细胞的生物活性及其限制性

背景：间充质干细胞具有多向分化能力、免疫调节能力,并可在体外进行长期培养扩增,但其体外长期培养的生物学活性变化特点及其限制性仍不十分清晰。目的：观察体外长期培养人脐带间充质干细胞的生物活性变化特点及其限制性。方法：无菌收集剖宫产新生儿脐带,经胶原酶Ⅱ消化后,用黏附生长选择法获取人脐带间充质干细胞,胰酶消化传代;取第3代细胞进行流式分析,脂肪和成骨诱导鉴定;收集不同代的细胞分别用MTT法、流式细胞仪和爬片分析法检测细胞增殖活性、细胞周期、凋亡率及黏附能力。结果与结论：人脐带间充质干细胞的细胞表型CD105＋/CD29＋/CD44＋/CD31-/CD34-/CD45-/HLADR-,可诱导分化为脂肪细胞和成骨细胞;传代培养第3～23代细胞形态无明显变化,生长曲线基本一致,第28代后细胞增长缓慢;流式分析发现第33代细胞较第3代G0/G1减少17.9%、S＋G2/M增加103.4%、细胞凋亡率增加316.7%,差异均有显著性意义（P〈0.01）,第3～18代细胞间G0/G1、S＋G2/M、细胞凋亡率和黏附细胞数差异均无显著性意义（P〉0.05）。提示在体外长期培养环境中,随着传代次数的递增,人脐带间充质干细胞的增殖及黏附能力下降,细胞凋亡率增加,总的生物活性呈逐渐下降趋势,其最佳生物活性期出现在培养第3～18代之间。     

葡萄糖对人脐带间充质干细胞生长与代谢的影响

背景:目前对人脐带间充质干细胞的研究主要集中干细胞生物学特性与组织分化等领域的研究,对细胞代谢途径调控的报道还很少.目的:考察了不同起始浓度的葡萄糖对人脐带间充质干细胞生长和代谢特征的影响.设计、时间及地点:对比观察实验,于2008-02/06在北京工业大学生命科学与生物工程学院病毒与药理研究室完成.材料:采集产妇遗弃健康足月分娩胎儿脐带4份.方法:①从人脐带组织Wharton's Jelly中成功分离出人脐带间充质干细胞,采用流式细胞仪对分离培养的第3代人脐带间充质干细胞免疫分型进行分析.②将细胞以2.5×107L-1.接种于24孔板中,在含有不同起始葡萄糖浓度(0.31,2.78,6.12,21.58 mmol/L)、体积分数为0.10 FBS的DMEM培养基中培养,每隔24 h取样计数.③将细胞以2.5×108L-1的密度接种于25 cm2方瓶中培养96 h后,收集不同葡萄糖浓度作用后的细胞,采用流式细胞仪进行细胞周期分析.④将细胞以2.5×108L-1密度接种于含有不同起始葡萄糖浓度DMEM培养基75 cm2方瓶中,培养96 h后,离心收集上清和细胞,分别用干细胞代谢物检测与酶活性分析.主要观察指标:①人脐带间充质干细胞细胞形态和表面抗原表达.②细胞生长情况.③细胞周期检测.④细胞胞内外营养物、代谢副产物及酶活性的测定分析.结果:①采用流式细胞仪对人脐带间充质干细胞进检测,阳性表达的有CD13,CD29,CD44,CD105,CD147,CD90,CD71,表达率均高于90%,而造血干细胞特有标记CD34,CD45及白细胞抗原HLA-DR、CD38呈阴性表达.②葡萄糖能促进人脐带间充质干细胞的生长,但当培养基中缺失葡萄糖时,细胞也可维持生长,在120 h细胞达到最高密度11.6×107L-1.⑨细胞群体在G0/G1期的分布比例显著高于S期和G2/M期,随着葡萄糖浓度的增加,细胞群体处于G0/G1期的比例逐渐降低,S期相应增加.④当葡萄糖浓度为21.58 mmol/L时,己糖激酶与丙刚酸激酶活性分别比缺失葡萄糖时增加了39.7%和64.3%,而谷氨酰胺、丝氨酸、亮氨酸等氨基酸的比消耗速率却随着葡萄糖浓度的增加而显著降低.结论:当培养基中缺失葡萄糖时,细胞可利用氨基酸等营养物维持生长;随着葡萄糖浓度的增加,细胞周期分布和葡萄糖代谢途径关键酶活发生改变,从而影响了人脐带间充质干细胞的生长与代谢特征.     

大鼠肌肉注射移植人脐带间充质干细胞的安全性

方法:SPF级雄性Wistar大鼠51只,取3只作为空白对照,剩余48只随机均分为4组:低、中、高浓度细胞移植组分别于大鼠左下肢腓肠肌外侧肌肉注射2.5×109 L-1,5×10L-1,1.5×1010L-1人脐带间充质干细胞悬液,共注射2个位点,每个位点注射0.1 mL,2个位点间隔约0.5cm;溶媒对照组同法注射50g/L葡萄糖溶液.分别于注射后1d及1,2,4周进及血小板、乳酸脱氢酶和肌酸激酶同工酶轻度炎症反应性升高;高浓度细胞移植可引起肌肉注射局部明显炎症反应.提示人脐带间充质干细胞免疫原性极低,在掌握了细胞移植的适宜浓度及剂量的前提下,以肌肉注射的方式进行异种移植不会引起受者严重的免疫排斥反应.     

自体脂肪间充质干细胞复合人脐带Wharton胶支架修复兔膝关节软骨缺损

背景:脐带Wharton胶富含透明质酸,糖胺多糖及胶原等,成分与天然软骨细胞外基质类似,因此由人脐带提取的Wharton胶很可能是一种较为理想的软骨组织工程支架材料。目的:评价自体脂肪间充质干细胞复合人脐带Wharton胶支架修复兔膝关节软骨缺损的效果。方法:将终浓度为1010L-1、成软骨方向诱导后的兔自体脂肪间充质干细胞与人脐带Wharton胶支架复合,继续培养1周构建组织工程软骨,对兔膝关节全层软骨缺损进行修复(实验组),并与单纯支架修复的对照组及空白组进行比较。术后3个月对修复组织行大体观察、组织学检测、糖胺多糖、总胶原定量检测及生物力学测定。结果与结论:实验组的缺损多为透明软骨修复,对照组以纤维组织修复为主,空白组无明显组织修复。提示脂肪间充质干细胞作为软骨组织工程种子细胞具有可行性;实验构建的组织工程软骨能有效的修复关节软骨缺损,人脐带Wharton胶可作为软骨组织工程良好的支架材料。     

脐带Wharton’sJelly中间充质干细胞的生物学特性

背景:脐带Wharton’sJelly中的间充质干细胞免疫原性低,增殖能力优于骨髓间充质干细胞,受到广泛关注。目的:分离、培养人脐带Wharton’sJelly中的间充质干细胞,并观测其生物学特性。方法:利用组织块培养法分离培养脐带Wharton’sJelly中的间充质干细胞,倒置显微镜下观察细胞形态,MTT法测定细胞倍增时间,流式细胞仪检测细胞免疫表型。结果与结论:组织块培养第2天时,开始有细胞从组织块爬出;第7天细胞形态开始发生变化,部分细胞呈梭形。传至第3代的细胞形态均一,呈梭形或成纤维形。传至第7代、第10代的细胞形态无明显变化,仍呈梭形。MTT结果示细胞的倍增时间为三四天,传至10代后细胞倍增时间无明显差别。分离培养的脐带Wharton’sJelly中间充质干细胞表达CD44、CD29、CD105,不表达CD34、CD45、CD14。     

人脐带Wharton's jelly源间充质干细胞培养中碱性成纤维细胞生长因子的作用

背景;培养脐带源间充质干细胞过程中,细胞形态常易变得宽大不规则,传代不易贴壁,死亡率高,找到一个维持细胞稳定的方法是有必要的.目的:拟采用组织块培养法从人脐带Wharton'sjelly中分离培养问充质干细胞,观察碱性成纤维细胞生长因子对其生物学特性的影响.方法:采用组织块法分离培养和扩增脐带组织间充质于细胞,对照组用DMEM/F12培养基+体积分数为10%胎牛血清培养,实验组用DMEM/F12培养基+体积分数为10%胎牛血清+20 pg/L碱性成纤维细胞牛长因子培养.观察组织块游出细胞的时间和细胞形态,每隔3 d或4 d更抉培养液,待细胞达到80%～90%融合时,用0.25%胰酶消化后,按1:2或1:3的比例传代.结果与结论:倒置显微镜下观察对照组中从8～10 d开始有细胞从组织块四周游出贴壁,实验组中从6～8 d开始有细胞从组织块四周游出贴壁.1周后可见多数呈长梭形或扁平形的成纤维样细胞,围绕组织块成旋涡状,前3代细胞形态及传代间隔时间两组基本相同; 3代以后实验组细胞较对照组易于贴壁,传代死亡率低,生长曲线提示增殖能力强.流式细胞术分析两组细胞周期显示第3,6代70%以上的细胞处于G0/G1期,且第3,6代细胞均阳性表达CD29,CD44,弱表达HLA-ABC,不表达CD34、CD45和HLA-DR.结果提示采用组织块培养法可从人脐带Wharton'sjelly中分离出具有间充质干细胞特性的细胞,且碱性成纤维细胞生长因子能使细胞从组织块游出时间提前和有助于促使细胞贴壁,一定程度上维持细胞形态稳定性,提高增值能力,并且不改变细胞的表面标志物表达.     

脑肿瘤干细胞的培养及生物学特性研究

目的从人脑肿瘤组织中分离培养脑肿瘤干细胞（braintumor stemcells,BTSCs）,对其进行鉴定,并对BTSCs的生物学特性进行探讨。方法取新鲜人脑胶质母细胞瘤标本,分离脑肿瘤细胞,接种于含生长因子的无血清培养基中培养,神经球形成率分析神经球的自我更新及增殖能力;免疫荧光方法检测神经球CD133、Nestin表达情况;神经球细胞经诱导分化后细胞表面分化标记物β-TubulinⅢ、GFAP表达情况。结果在无血清培养基中大部分脑肿瘤细胞死亡,神经球形成率分析只有不到5%细胞具有形成神经球的能力,免疫荧光方法检测神经球CD133、Nestin表达阳性,神经球细胞经诱导分化后β-TubulinⅢ、GFAP表达阳性。结论应用直接培养法获得BTSCs方法简便、易行,可以用于获取BTSCs。     

人脐带Wharton胶中间充质干细胞体外无支架组织工程软骨的构建

背景:构建组织工程软骨的方法多为自体种子细胞复合天然或合成物支架,目前多存在种子细胞来源有限、支架安全性和生物相容性、以及细胞在支架中分布不均的问题.目的:探讨人脐带Wharton胶中间充质干细胞向软骨诱导分化并体外构建无支架组织工程软骨的可行性.方法:分离培养人脐带Wharton胶中的间充质干细胞,进行流式细胞学鉴定.对软骨诱导前后的细胞进行组织学和免疫组织化学染色,对其表达的葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原进行定量研究,并应用RT-PCR检测软骨诱导前后Ⅱ型胶原和Sox-9mRNA的表达.采用密集诱导培养→离心管培养→生物反应器培养,进行体外构建无支架软骨组织.结果与结论:人脐带Wharton胶富含干细胞,流式细胞仪检测结果显示这些细胞不表达造血干细胞标志,表达CD44,CD105、CD271等间充质干细胞表面标志;HLA-ABC阳性表达,HLA-DPDQDR阴性表达.未进行软骨诱导的细胞弱表达软骨细胞标志,诱导后葡萄糖胺聚糖和Ⅱ型胶原显著增高.RT-PCR结果显示人脐带Wharton胶间充质干细胞诱导前后均表达Sox-9、Ⅱ型胶原mRNA.说明人脐带Wharton胶间充质干细胞具有前软骨细胞的特性.采用密集诱导培养结合生物反应器培养,不用支架,体外可以构建成大块组织工一[程软骨.表明人脐带Wharton胶间充质干细胞是一种良好的构建组织工程软骨的种子细胞.     

利用基因芯片分析碱性成纤维细胞生长因子诱导脐血干细胞CD34~+与CD133~+细胞基因表达的差异

背景:迄今为止,人们利用基因芯片对碱性成纤维细胞生长因子诱导CD34~+和CD133~+干细胞分化后细胞生物学性状、功能调控、基因变化及其表达差异等方面的认识尚不足,有待深入研究.目的:利用基因芯片比较脐血CD34~+和CD133~+细胞基因表达的差异,并探讨碱性成纤维细胞生长因子体外诱导脐血CD34~+和CD133~+造血干/祖细胞分化的基因表达变化,及其对碱性成纤维细胞生长因子反应性差异.方法:利用MiniMACS免疫磁珠法从脐静脉血单个核细胞中分离出CD34~+和CD133~+干/祖细胞,经含碱性成纤维细胞生长因子、B27的DMEM/F12细胞营养液培养10～15 d,提取培养前后细胞总RNA,利用Oligo GEArray(r)芯片和GEArray表达分析软件进行芯片数据分析.流式细胞仪检测CD34~+和CD133~+造血干细胞回收率.碱性成纤维细胞生长因子诱导前后CD34~+、CD133~+细胞形态变化.变性琼脂糖凝胶电泳测定RNA浓度和纯度.基因芯片检测结果.结果与结论:①对20份脐血分别进行CD34~+和CD133~+细胞分选,分选CD34~+细胞纯度为(77.52±5.06)%,回收率为(2.74±1.59)%;CD133~+细胞纯度为(79.16±3.37)%,回收率为(1.12±0.94)%.②新分选出的CD34~+细胞呈球形,经碱性成纤维细胞生长因子培养15 d后,多数细胞形态未发现显著变化,部分细胞出现贴壁生长,可见突起和梭形细胞.CD133~+细胞呈球形,经碱性成纤维细胞生长因子培养15 d后,细胞明显扩增,由圆球形变为不规则形,部分细胞出现贴壁生长.③CD34~+干细胞培养前后总RNA提取质量分别为2 236 ng和1 796 ng;CD133~+干细胞培养前后总RNA提取质量分别为2 518 ng和2 191 ng.④在所检测的263个干细胞相关基因中,脐血CD133~+细胞与CD34~+细胞基因表达差异2倍以上的基因有10种,其中5种基因表达前者高于后者,5种基因表达前者低于后者;碱性成纤维细胞生长因子诱导培养后,CD133~+细胞有32种基因表达显著高于CD34~+细胞,在检测的263个基因中,未见低于CD34~+细胞的基因.证实脐血中新分离的CD133~+细胞和CD34~+细胞基因表达仅有少数基因存在差异;CD133~+细胞对碱性成纤维细胞生长因子的反应性显著强于CD34~+细胞,表现为细胞周期调节、信号转导和分化等基因表达增强.