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骨髓间充质干细胞对与平滑肌细胞共培养体系中细胞增殖和自身分化的影响

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3528 利E医药2011年12月第33卷第23期Hebei Medical Journal,2011,Vol 33 Dec No.23 doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2011.23.002 ・论著・ 骨髓间充质干细胞对与平滑肌细胞共培养体系中 细胞增殖和自身分化的影响 瞿海龙陈晓春张冰邹云增 【摘要】 目的探讨骨髓间充质干细胞(ma ̄ow mesenchymal stem cells,MSCs)对联合培养细胞增殖 及自身表达平滑肌肌动蛋白(smooth muscle alpha—actin,ot—actin SM)的影响。方法 建立MSCs与平滑肌细 胞(smooth muscle cells,SMCs)直接共培养体系,对MSCs与SMcs直接共培养纽和单纯sMCs纽及MSCs组 在不同时间点细胞计数。对共培养组和单纯MSCs组行4’6’.二乙酰基一2一苯基吲哚(DAPI)(5 ng/m1)标 记,利用抗d—actin SM荧光抗体,检测2组MSCs胞浆内.actin SM表达。结果 共培养组细胞计数较单独 SMCs培养组明显减少,以第4天为著(P<0.01),与SMCs共培养5 d,MSCs在共培养组较单纯MSCs组 表达 —actin SM阳性率明显降低(P<0.05)。结论在无干预因素情况下,MSCs与SMCs直接共培养明 显抑制共培养体系中细胞增殖,且抑制MSCs表达 一actin SM。 【关键词】 骨髓间充质干细胞;平滑肌细胞;共培养;增殖;分化 【中图分类号】 R 329.3 【文献标识码】A 【文章编号】 1002—7386(2011)23—3528—03 Influence of marrow mesenchymal stem cells on cell proliferation and self diferentiation in a direct co-culture system with smooth muscle cell Qu Hailong ,CHEN Xiaochun,ZHANG Bing ,et a1. Emergency Department,Afilfiated Hospital ofHebei University,Hebei,Baoding 071000,China 【Abstract l Objective To investigate the influence of marFow mesenchymal stem cells(MSCs)on cell proliferation and self differentiation in a co—culture system with smooth muscle cell(SMCs)and self-expression of smooth muscle alpha—actin(0【一actin SM).Methods The direct co—culture system of MSCs with SMCs was established,and the cell count was performed in co—culture group,simple SMCs group and simple MSCs group at different time points.The cells in co—culture group and MSCs group were pre—labled by DAPI(5n m1),and the expression of ot—actin SM was detected with anti—ot—actin SM antibody by fluorescence immunocytochemistry for both roups.Resultgs The cell counts in direct co—cuhure group were significantly lower than those in simple SMCs group,especially on the 4th day(1.69 x 10 /ml vs 27.20×10 /ml,P<0.O】),after 5-day co—culture with SMCs,the positive rate of d—actin SM expression of MSCs in co-culture group was obviously decreased,as compared with that in simple MSCs group(44.1%vs 26.6%,P<0.05).Conclusion MSCs in the direct co—culture system with SMCs in vitro can signiifcantly inhibit cell proliferation and reduce the d—actin SM expression of MSCs,if there is no intervention factor. 【Key words】 mesenchymal stem cells;smooth muscle cells;co—culture;proliferation;differentiation 骨髓间充质干细胞具有强大的增殖能力和多向分化潜能, 在一定条件诱导下,可向心肌细胞、成骨细胞、脂肪细胞、神经 元细胞、内皮细胞等方向定向分化 ,修复受损组织。但在无 Neomarker公司提供;山羊抗小鼠的TRITC标记的IgG由北京中 杉公司提供;FITC标记的小鼠抗大鼠CD90抗体和CD34抗体分 别由BD公司和Santa Cruze公司提供;4’6’一二乙酰基.2一苯基吲 哚(4’6’一Diamidino-2一phenylindole,DAPI)由Sigma公司提供。 1.2实验方法 刺激因素诱导情况下,与其他细胞直接接触生长,其增殖能力 和分化情况如何,报道较少。本实验通过对MSCs与主动脉 SMCs进行体外直接共培养,观察MSCs对细胞增殖及自身向平 滑肌方向分化的影响。 1资料与方法 1.1 主要材料与试剂胎牛血清、低糖型DMEM粉剂、PBS粉 剂、胰蛋白酶由Gibco公司提供;小鼠抗大鼠OL.SM.actin抗体由 1.2.1 MSCs和SMCs培养鉴定:健康SD大鼠4只,雌雄不限, 体重160~200 g,由复旦大学中山医院实验动物中心提供,大 鼠MSCs培养采用全骨髓贴壁法,P3-5代用于实验。应用流式 细胞仪对MSCs的表面分子CD34、CD90进行鉴定。大鼠主动 脉SMCs培养采用组织块贴壁法,P3—5代细胞用实验。 1.2.2 MSCs对共培养细胞增殖的影响:共培养组分别以 MSCs(5×10 )和SMCs(5×10 )/孔,单纯SMCs组和MSCs组 细胞数(10 )/孔进行24孑L板铺板,用含10%胎牛血清的 DMEM培养液孵育,不同时间点进行细胞计数,每组复孔,实验 作者单位:071000河北省保定市,河北大学附属医院急诊科(瞿 海龙、张冰);内蒙古自治区医学院第i附属医院(陈晓春);复旦大学附 属中山医院心研所(邹云增) 医药201 1年12月第33卷第23期重复3次。 Hebei Medical Journal。2011,Vo1 33 Dec No.23 3529 1.2.3 MSCs对与SMCs共培养体系中自身分化的影响:将 MSCs用DAPI(5 ng/m1)37 ̄C孵育30 min,与SMCs共培养组以 MSCs(5 x 10 )、SMCs(5×10 )/孔和单纯MSCs组10 /孔细胞 数加到内置盖玻片的24孑L板中避光培养5 d,细胞爬片用4% __■ 多聚甲醛固定,应用免疫组化的方法检测0/.一actin SM的表达。 图2细胞核呈蓝色 图3 单纯MSCs培 图4 DAPI标记的 随机计数5—6个高倍视野,统计发蓝色荧光DAPI标记的细胞 荧光为MSC, 养 actin SM MSCs与SMCs 胞浆中发出红 阳性表达 共培养5日后 核数量,以及其胞浆中发红色荧光仪。actin SM阳性表达的细胞 色荧光为a. 200; 胞浆表达d 数量,并计算DAPI标记MSCs中 .aetin SM的阳性表达率,每 actin SM阳性 actin SM阳性 组复孔,实验重复3次。 表达×400: 表达x200 1.3统计学分析应用SPSS 11.5统计软件,计量资料以i±S 髓中除为各种血细胞生长提供适宜的微环境外,而本身还具有 表示,组间比较采用单因素方差分析和t检验,计数资料采用 多向分化潜能,可向中胚层起源的各种细胞分化,然而有关其 )(2检验,P<0.05为差异有统计学意义。 跨系分化的机制尚未清楚。本实验通过对体外MSCs与主动脉 2结果 SMCs直接共培养,在无刺激因素诱导情况下,观察MSCs对细 2.1 MSCs的形态及分子表型特征 细胞接种后24 h,可见少 胞增殖和自身向平滑肌方向分化的影响。实验结果表明,MSCs 量细胞开始贴壁生长,呈成纤维状,而大部分细胞呈圆形悬浮 在无诱导条件存在的情况下,自身表达平滑肌早期特异性标志 于培养基中,细胞生长缓慢,2—3 d后增殖加快,7 d左右达融 ・actin SM,其阳性率为44.1%,MSCs与SMCs共培养后,MSCs 合。通过多次换液去除骨髓中大量非MSCs细胞,P2—3代 的0【一actin SM阳性表达下降,为26.6%。Kashiwakura等 研究 MSCS呈较均一的长梭形,CD90表达率为92.5%,CD34表达率 认为MSCs中存在一种Ad(G)细胞,这类细胞注定要在以后的 为0.21%。见图1。 生长过程中分化为SMCs,可能为平滑肌祖细胞。而苗莉等 窖 l 嚣 研究发现,单独培养下的MSCs虽高表达0【-actin SM,但并不表 达SMCs的肌钙样蛋白calponin,即在随后的培养中不能分化成 窖 堂 收缩型SMCs。与平滑肌细胞共培养的MSCs.虽0【一actin SM阳 eD3dF rf 图1 MSCS分子表型特征 性表达下降,但却有肌钙样蛋白calponin表达,且形态学出现 肌丝样结构,能够进一步向SMCs分化,因此认为细胞间的接触 2.2 SMCs的形态特征血管块贴壁后4~6 d可见细胞爬出, 呈长梭形。10 d左右细胞生长达80%融合,消化传代。传代后 是MSCs向SMCs分化的重要因素。本实验还发现,MSCs与 细胞生长速度加快,形态变宽,呈“峰.谷样”生长。经ABC法 SMCs共培养后,细胞增殖明显受到抑制。陈健琳等 应用 免疫组织化学染色DAB显色,0【-actin表达阳性的细胞胞浆呈 MSCs与T淋巴细胞共培养,发现通过自分泌TGFI3 抑制细胞 棕黄色,随机计数5个高倍视野,计算细胞阳性率达95%以上。 的生长和活化作用,进而抑制淋巴细胞的反应性。本实验中, 2.3 MSCs对细胞增殖影响 与SMCs共培养组细胞计数较单 是否也通过相同的机制抑制了共培养体系中细胞的增殖仍需 独SMCs培养组明显减少,以第4天为著,差异有统计学意义 进一步研究。 (P<0.01),共培养组细胞计数虽低于单纯MSCs组,但差异 有体内实验表明,血管内皮受损后,骨髓来源的MSCs在细 无统计学意义(P>0.05)。见表1。 胞因子的诱导下,可归巢到受损血管局部,分化为血管平滑肌 表1 3组细胞在不同时间的细胞计数×10 /ml, ±s 细胞并在局部增生,参与了动脉粥样硬化或再狭窄的形成 J。 也有研究表明,MSCs可分化为内皮细胞,加速受损内皮修复, 可抑制动脉粥样硬化的形成 。该实验研究显示,MSCs与 SMCs直接接触下,可向平滑肌细胞分化,而抑制共培养体系中 细胞的增殖,其对动脉粥样硬化的确切作用有待进一步研究 注:与第4天比较, P<0.Ol 证实。 2.4 MSCs对细胞分化影响荧光显微镜下单纯MSCs培养组 参考文献 与共培养组均可见胞核为蓝色、胞浆呈红色的肌纤维状细胞, 1 Sarraf CE,Otto WR,Eastwood M.In vitro mesenchymal stem cell differ- entiation after mechanical stimulation.Cell Prolif,201 1,44:99.108. 表明MSCs可表达平滑肌细胞早期分化标志O/.一actin SM。单纯 2 Cohen J,Zaleski KL,Nourissat G,et a1.Survival of porcine mesenchymal MSCs培养组仪.actin SM阳性率为44.1%,而共培养组MSCs阳 stem cells over the alginate recovered cellular method.J Biomed Mater 性分化率为26.6%,2组差异有统计学意义(P<0.05)。见图 Res A,2011,96:93-99. 3 Kashiwakura Y,Katoh Y,Tamayose K,et a1.Isolation of bone marrow 1—4。 stromal cell—derived smooth muscle CeHs by a human SM22alpha promot— 3讨论 er;in vitro differentiation of putative smooth muscle progenitor cells of MSCs是一类不同于造血干细胞的特殊类型的细胞,在骨 bone marrow.Circulation,2003,107:2078-2081. 4苗莉,何国祥,景涛,等.观察大鼠血管平滑肌细胞与问充质干细胞 3530 河北医药2011年12月第33卷第23期Hebei Medical Journal,2011。Vol 33 Dec No.23 直接接触培养对细胞的诱导分化.第三军医大学学报,2007,29:814. 816. 脉血管成形术后再狭窄程度.中华心血管病杂志,2007,35:802 ̄06. 7 “M,Yu J.Li Y,et a1.CXCR;progenitors deirved from bone mesen— chymal stem cells differentiate into endotheli ̄cells capable of vascular 5陈健琳,冯凯,郭子宽,等.骨髓间充质干细胞抑制异体T淋巴细胞 反应的实验研究.中华血液学杂志,2005,26:740-742. 6陈晓春,单鸿伟,瞿海龙,等.骨髓间充质干细胞移植加重大鼠主动 repair after arterial injury.Cell Reprogram,2010,12:405-415. (收稿日期:2011—01一l2) doi:10.3969/j.issn.1002—7386.2011.23.003 ・论著・ 腓骨肌萎缩症1型和2型的临床与基因突变特点 郭鹏 张保刚 王相斌 宋福聪 冯文霞唐北沙夏昆 【摘要】 目的探讨腓骨肌萎缩症(CMT)1型和2型患者的临床与基因突变的特点。方法对临床 诊断为CMTI型和CMT2型91个家系先证者的临床表现、电生理和病理特点进行回顾性分析,并进行 PMP22的大片段重复突变和PMP22、MPZ、SIMPLE、EGR2、RAB7、NEFL、MFN2、Hs.p27及HsD22基因突变 分析。结果CMT1起病较早,临床表现多见起始于下肌远端的无力萎缩,伴感觉缺失,神经系统检查可见 小腿肌肉明显萎缩,膝、踝反射减低或消失,弓形足,神经电生理检查示神经传导速度减慢,病理改变可见 髓鞘脱失,基因突变分析发现PMP22的大片段重复突变和MPZ基因突变;CM3"2发病率较CMT1低.发病 年龄比CMT1较迟,临床症状与CMT1相比,运动系统受累较感觉系统更明显,神经传导速度常在正常范 围,病理改变呈轴索变性,基因突变分析发现MFN2、Hsp27及Hsp22基因突变。结论CMT1与CMT2临 床表现不同,基因突变分析结果与临床特点一致,准确性高、损伤小,可早期诊断,值广泛应用于临床,特别 是有家族史的患者或高危亲属。 【关键词】腓骨肌萎缩症;临床;突变分析 【中图分类号】 R 746.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1002—7386(2011)23—3530—03 Clinical features and gene mutations of patients with Charcot-Marie-Tooth disease type 1 and type 2 GUO Peng,ZHANG Baogang,WANG Xiangbin,et a1.Department ofNeurology,Central Hospital ofHandan City, Hebei,Handan 056001,China 【Abstract】 Objective To investigate the clinicla and genetic mutation characteristics of patients with Charcot—Marie—Tooth disease type 1 and type 2.Methods The clinical manifestations,electmphysi0logica1 and pathological characteristics were retrospectively analyzed in patients with Charcot—Marie.Tooth(CMT)disease type 1 and type 2 and 91 CMT pedigrees,and the PMP22 large fragment duplication mutation and the gene mutation of PMP22,MPZ,SIMPLE,EGR2,RAB7,NEFL,MFN2,Hsp27,Hsp22 were analyzed.Resulst The age of onset in patients with CMT 1 was earlier,and most frequently first symptoms were weakness and atrophy in distal end of lower limbs with hypesthesia,and neurogenic examination showed obvious atrophy in leg muscle with weakness or vanishing of reflection of knee and ankle,and there was talipes cavus in all the patients.Neuro.e1ectr0physiol0gical examination showed that nerve conduction velocity was decreased.Pathological examination showed the pathological changes of demyelination,and gene mutation analysis showed large fragment duplication mutation and the MPZ gene mutation,in contrast to that,the incidence of CMT1 was lower,the age of onset was later,and the pathological changes of locomotor system were more obvious than those in sensing system,nerve conductive velocity was within normal range,pathological changes presented axonal degeneration,and gene mutation analysis showed gene mutation in MFN2.Hsp27and H p22.Conclusion The clinical manifestations of CMT1 are difierent from those of CMT2,and the analysis results for gene mutation are coincident with clinical characteristics,with high accuracy, little injury,earlier diagmosis,which is worth being applied generally in clinic,especially for the patients with family history or their relatives with high risk factors. 【Key words】 Charcot—Marie-Tooth disease;clinic;mutation analysis 作者单位:056001 河北省邯郸市中心医院神经内科(郭鹏、张保 腓骨肌萎缩症(Charcot—Marie—Tooth disease,CMT)是一组 刚、王相斌、宋福聪、冯文霞);中南大学湘雅医院神经内科(唐北沙);中 最常见的具有高度临床和遗传异质性的周围神经单基因遗传 国医学遗传学国家重点实验室(夏昆) 病,遗传方式可为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和x 

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