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小鼠骨髓间充质干细胞的分离培养与鉴定

小鼠骨髓间充质干细胞的分离培养与鉴定发表时间:2012-05-24T09:50:06.677Z 来源:《医药前沿》2012年第1期供稿作者:林芸1 蔡鹏威2 陈为民1 孟春3[导读] 分离、培养符合实验要求的小鼠骨髓间充质干细胞并进行鉴定,为进一步的研究打基础。

林芸1 蔡鹏威2 陈为民1 孟春3( 1 福建医科大学省立医院临床学院血液科福建福州 3 5 0 0 0 1 )( 2 福建省立医院检验科福建福州 3 5 0 0 0 1 )( 3 福州大学生物工程学院福建福州 3 5 0 0 0 1 )【摘要】目的分离、培养符合实验要求的小鼠骨髓间充质干细胞并进行鉴定,为进一步的研究打基础。

方法采用贴壁培养法培养小鼠骨髓间充质干细胞,观察细胞的形态及生长特性,并应用流式细胞仪对细胞表面抗原CD34、CD45、CD29、CD44进行表型鉴定。

结果原代分离的间充质干细胞在接种后培养24小时,细胞开始贴壁,胞体呈圆形或多边形,培养第3-5天,细胞开始较紧密贴附壁上并开始有细胞呈梭形,培养第7天开始观察到细胞分裂,随着细胞数的增加,细胞的生长速度变快,逐渐成漩涡状排列,培养第12天贴壁细胞长满瓶底的80%,并融合成片。

传代后细胞生长迅速,培养7天左右即可长满瓶底的80%。

传至10代仍具有良好的增殖活性。

流式细胞仪检测第4代及第8代MSCs细胞均不表达CD34、CD45,但表达CD29、CD44,纯度分别为73.8% 、91.65%。

结论采用贴壁培养法可获得生长状态良好、增殖能力强的间充质干细胞,随传代数增加,其纯度增加,且该方法简单、实用。

【关键词】骨髓间充质干细胞细胞培养流式细胞术表型鉴定【中图分类号】R392.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2012)01-0082-02间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)起源于中胚层,具有高度增殖和自我更新的能力,有向骨、软骨、脂肪、血管内皮细胞、神经星型胶质细胞等分化的潜能[1],可分化成骨髓基质支持造血,并可分泌多种细胞因子促进造血干细胞增殖分化,同时它能抑制同种异体反应性T淋巴细胞,在同种异基因造血干细胞移植后的造血重建及免疫调节,预防移植物抗宿主病等方面有广阔的应用前景[2],但骨髓间充质干细胞含量极低,仅占骨髓单个核细胞的0.001%-0.010%[3],因此,培养出生长状态良好,足够数量的骨髓间充质干细胞是应用的前提。

1 材料和方法1.1 材料1.1.1 实验动物雄性,C57B L/6小鼠,清洁级,8周龄,体重18-20g,购于吴氏动物实验中心。

1.1.2 实验仪器与试剂低糖DMEM培养基(Gibco公司),特级胎牛血清(Hy c l o ne公司),胰蛋白酶(Si gma公司),青霉素钠(Si gma公司),链霉素(Si g m a公司),5%C O2培养箱(日本三洋公司),流式细胞仪(BD FA CSCalibur),倒置显微镜(OLYMPUS),大鼠抗小鼠单克隆抗体:CD29-PE、CD44-FITC、CD34-PE、CD45-FITC(BD公司)。

1.2 方法1.2.1 小鼠骨髓间充质干细胞的分离及原代培养取8周龄雄性C57BL/6小鼠,颈椎脱臼法处死,75%酒精浸泡5分钟,取出双侧腿骨,置于装有P BS溶液的培养皿中小心剔除粘连于骨上的肌肉组织,移入装有预冷的含10%特级胎牛血清、青霉素钠100U/ml、链霉素0.1g/L 的低糖DMEM培养液的培养皿中,剪去腿骨两端,用1m l注射器抽取培养液反复冲洗骨髓腔,直至骨发白,收集冲洗液,反复吹打使细胞打散,静置10分钟,小心将上清移至灭菌的10m l离心管中,4℃3000r p m离心3分钟,弃上清,用含10%特级胎牛血清的L-DMEM培养液重悬细胞,反复吹打混匀,4℃3000r p m离心3分钟,弃上清,再用含10%特级胎牛血清的L-D M EM培养液重悬细胞,反复吹打混匀,4℃3000r p m离心3分钟,弃上清,再用含10%特级胎牛血清的L-DMEM培养液重悬细胞,反复吹打混匀,调整细胞密度为5×105个/ml接种于25cm2培养瓶中,置于5%C02,37℃,饱和湿度95%的培养箱中培养4小时后,轻轻吸出上清,并加入新鲜培养液。

培养24小时后轻轻吹打,使未贴壁的细胞悬浮,吸出上清,加入新鲜的培养液,继续培养。

以后每天换液1次,并观察细胞形态。

1.2.2 小鼠骨髓间充质干细胞的传代培养原代细胞生长接近瓶底的80%时,吸去上清,加入0.125%胰蛋白酶,37℃条件下消化并观察细胞形态,待细胞呈球形、不在粘连时吸弃胰酶,加入新鲜培养液重悬细胞,4℃3000r pm离心3分钟,弃上清,再加入培养液重悬细胞,反复吹打混匀,按1:2比例接种到新的培养瓶,置于5%C02,37℃,饱和湿度95%的培养箱中继续培养,仍然每天换液,直至细胞贴壁融合成片,接近瓶底80%时,重复以上操作,再次传代。

1.2.3 小鼠骨髓间充质干细胞的表型鉴定收获第4代及第8代生长良好的细胞,胰酶消化后,4℃1000r p m离心5分钟,弃上清,PBS洗涤细胞2次,每代细胞分别设2管,调节每管细胞数为5×105,分别加入C D29和C D44、CD34和CD45单抗,室温孵育30分钟,PBS洗涤细胞3次,流式细胞仪检测分析,同时用PBS作为一抗设置阴性对照。

2 结果2.1 小鼠骨髓间充质干细胞的原代培养及扩增培养4小时后吸出上清,加入新鲜培养液后,大多数悬浮细胞被吸出,瓶中细胞数目明显减少,并且都呈现球转,折光率较强,原代分离的间充质干细胞在接种后培养24小时,细胞开始贴壁,胞体呈圆形或多边形,培养第3-5天,细胞开始较紧密贴附壁上并开始有细胞呈梭形,并不断长大、变长,但未观察到细胞分裂,培养第7天开始观察到细胞分裂(图1),随着细胞数的增加,细胞的生长速度变快,逐渐成漩涡状排列,培养第12天贴壁细胞长满瓶底的80%,并融合成片(图2)。

传代后细胞生长迅速,培养7天左右即可长满瓶底的80%。

传至10代仍具有良好的增殖活性。

2.2 小鼠骨髓间充质干细胞的表型鉴定流式细胞仪检测第4代及第8代MSCs细胞均不表达CD34、CD45(图3、4),但表达CD29、CD44,纯度分别为73.8% 、91.65%(图5、6)。

3 讨论间充质干细胞主要来源于骨髓,可分化为骨髓基质细胞,分泌多种基质分子(如纤维粘连蛋白、胶原蛋白、蛋白聚糖等),还可分泌多种造血生长因子、趋化因子,抑制T淋巴细胞增殖,具有支持造血,促进造血干细胞移植后造血功能恢复、预防和减轻移植后的移植物抗宿主病的潜能[2,4],实验研究表明,MS Cs在促进植入和免疫抑制效应的强度与剂量有关[5]但MS C s在体内含量极少,因此,对其进行分离、纯化和扩增显得极为重要。

目前,MS Cs的分离技术和方法主要有贴壁法、流式细胞仪分离法、密度梯度离心法、免疫磁珠法。

应用流式细胞仪分离和免疫磁珠法可以得到纯度较高的细胞,但对细胞的活性影响较大,甚至导致细胞完全失去活性,且方法复杂;使用pe r c o ll分离液进行密度梯度离心,能有效将间充质干细胞分离出来,但常导致分离得到的单个核细胞数量较少,不利于接种后细胞的生长。

贴壁法是骨髓间充质干细胞最初的分离培养方法,至今仍是一种得到广泛应用的经典途径[6,7]。

本实验采用贴壁培养法,直到培养第7天开始观察到细胞分裂,与文献报道[7,8]第3-5天即可出现明显分裂增殖相比所需时间长,可能与培养4小时后吸出上清,瓶中细胞数目明显减少有关,随着细胞数的增加,细胞的生长速度变快,逐渐成漩涡状排列,再次证实接种培养时要注意保持培养瓶内有一定的细胞密度,密度太低,不利于细胞生长。

培养第12天贴壁细胞长满瓶底的80%,并融合成片。

传代后细胞生长迅速,培养7天左右即可长满瓶底的80%。

与文献报道所需时间相仿[7,8],传至10代仍具有良好的增殖活性。

提示本研究采用的培养基、早期换液及此后的每天换液培养方式可以满足体外培养下MS C s快速生长的要求,为进一步实验提供足够数量的MSCs。

研究表明骨髓MSCs不表达Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原、碱性磷酸酶或骨桥蛋白等与分化相关的标志,也不表达CD14、C D34、C D45、H L A-DR等造血干细胞的表面标志,但表达SH2、SH3、CD29、CD44、CD106、CD90等。

因此,BMSCs表面标志物具有非单一性的特性,目前对BMSCs主要是通过其形态学特征和多种表面标志相结合来进行鉴定[9]本实验应用流式细胞仪对培养的第4代、第8代细胞的CD34、CD45、CD29、CD44等4个表面抗原进行了鉴定,均不表达CD34、CD45,但表达CD29、CD44,纯度分别为73.8% 、91.65%,提示随着传代的增加,细胞纯度增加,达90%以上,可以满足进一步实验要求。

综上所述,采用贴壁培养法可获得足够数量、生长状态良好、增殖能力强的间充质干细胞,随传代数增加,其纯度增加,且该方法简单、实用。

参考文献[1]Quirici N ,Sologo D, Bossalasco P,et al.Isolation of bone marrow cells by anti-nervegrowth factor receptor antibodies[J].Exp Hematol, 2005,30:783-791.[2]宋一雪,王军,陈虎。

间充质干细胞在造血干细胞移植中的应用[J],现代生物医学进展,2009,9(5)986-1000.[3]王佳南,张晓刚,汤为学等,大鼠骨髓间充质干细胞的原代培养条件[J],中国组织工程研究与临床康复,2009,13(14):2740-2745.[4]金建刚,冯凯,石炳毅等,M S C s诱导移植物免疫耐受的研究进展[J]。

临床血液学杂志,2009,22(58-60).[5]MaitraB, Szekely E, Ggini K, etal.Human mesenchymal stem cells supportunrelated donor hematopoietic stem cells and suppress T-cell activation[J] Bone MarrowTransplant,2004,3(6):597-604.[6]裴瑛波,骨髓间充质干细胞分离培养和定向分化的研究现状[J],中国组织工程研究与临床康复, 2009,13(14):2775-2778.[7]宫晓洁,孙莉、黎靖宇,小鼠骨髓间充质干细胞的分离培养及形态学观察[J],解剖学研究,2008,30(1)54-56.[8]王刚,吕同德,马静等,大鼠骨髓M S C s表面分子检测及诱导分化研究[J],中国实验诊断学,2008,12(1)12-15.[9]倪玉霞,李澎,李贻奎,大鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养和鉴定[J],广西医科大学学报,2009,26(1)10-13.。

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