牛脂肪间充质干细胞的分离、培养与鉴定

为了给组织工程提供种子细胞,对牛间充质干细胞(Adipose-derived stem cells,ADSCs)进行体外分离培养。首先应用胶原酶消化法分离牛ADSCs,进行体外培养、连续传代,并观察细胞的形态变化,通过细胞计数绘制生长曲线,细胞压片进行染色体分析,采用细胞免疫荧光化学方法检测细胞表面标记,利用成骨分化和成脂分化检测其分化能力。结果显示牛ADSCs体外培养时细胞形态呈成纤维细胞样,增殖稳定;Vimentin、CD49d、CD13表达呈阳性,CD34表达呈阴性;成骨诱导条件下的细胞碱性磷酸酶活性高,茜素红染色呈阳性;成脂诱导条件下细胞周围脂滴明显,油红-O染色呈阳性。结果证明牛ADSCs体外生长稳定、增殖速度快、定向分化能力强,简易的体外分离培养及诱导方法为其在组织工程中的应用奠定了基础。     

大鼠脂肪间充质干细胞的鉴定及肝内移植的研究

目的:从脂肪组织中获取间充质干细胞(ADMSCs)并验证其多向分化潜能,探讨ADMSCs在肝再生中的作用。方法:获取大鼠脂肪组织,用胶原酶消化法获取干细胞,并进行体外扩增、传代,取第3代细胞分别用不同诱导培养液进行成骨、成脂诱导,诱导后通过细胞形态学和特殊染色观察诱导效果。用PKH26标记细胞,制作部分肝切除模型,将标记的自体ADMSCs经门静脉植入体内,2周后切下取肝脏制成冰冻切片,荧光显微镜观察植入细胞在肝脏的定位,免疫荧光染色观察其白蛋白的表达。结果:从脂肪组织中分离出的细胞能在体外大量扩增,能被诱导分化为成骨细胞、脂肪细胞,ADMSCs移植2周后,可见PKH26标记细胞散在分布于肝内,免疫荧光染色显示标记细胞白蛋白染色阳性。结论:大鼠脂肪组织中可以获取具有多向分化潜能的间充质干细胞,该细胞在肝再生环境中能向肝细胞分化,参与肝再生。     

脂肪来源干细胞体外成骨和成脂及成神经的诱导分化研究

目的:探讨脂肪来源干细胞体外成骨和成脂及成神经的诱导分化情况。方法:选取10只SPF级雄性SD大鼠,将其不同部位的脂肪组织取出,分别采用不同方法对其向成骨、成脂及成神经等方向进行诱导分化并对其结果进行鉴定。结果:ADSC表达中,CD29占(99.11±0.13)%,CD44占(95.94±0.71)%,CD45占(0.12±0.09)%。经4周的成骨诱导后,茜素红S染色在细胞团中央发现红色钙化结节存在,碱性磷酸酶染色在细胞的胞质内观察到紫红色颗粒,经7d成脂诱导后,油红"O"染色在细胞质内观察到橙红色脂滴;经过6d的神经干培养基诱导后,通过免疫荧光染色证明诱导的Nestin细胞、神经丝蛋白-200以及GFAP等均出现阳性表达。结论:ADSC具备向脂肪、成骨及神经元等细胞进行多向分化的潜能,具有来源广、易于操作、体外增殖快速等优越性,并且不存在免疫排斥及医学伦理学问题,发展前景广阔。     

骨髓来源的间充质干细胞分化能力的鉴定

本文研究了人骨髓来源的间充质干细胞(MSCs)的成骨及成脂分化的潜能.通过加入诱导成骨的诱导剂,人的MSCs出现成骨分化的机箱,通过碱性磷酸酶活性测定,茜素红染色及主要调控基因BMP2和Runx2的表达,确定了MSCs具有成骨分化的潜能.对于成脂分化,通过油红O染色,及主要标志基因PPARγ的表达确定其具有成脂分化的潜能.所以,从骨髓分离的到的MSCs纯度达到标准,并且具有成骨成脂分化的多向潜能,是一种理想的实验模型细胞.     

一种体外快速分离脂肪来源干细胞的方法

目的:以小鼠为模型,建立一种基于流式细胞仪为检测手段的快速分离脂肪来源干细胞的方法,解决间充质干细胞进入实际应用过程中遇到的难题。方法:取BALB/c小鼠腹股沟内侧的皮下脂肪组织,采用Ⅰ型胶原酶消化等系列措施,获取脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)。所得细胞分离培养4代后,流式细胞仪分选出CD73+CD45-ADSCs后成骨诱导分化。碱性磷酸酶染色和实时荧光定量PCR检测其分化情况。结果:刚分离培养的ADSCs细胞普遍呈圆形或椭圆形,传至第三代的细胞,非MSCs细胞逐渐被淘汰,剩余的细胞形态逐渐变得一致,细胞形态呈梭形。流式细胞仪检测发现ADSCs细胞表面抗原标记CD73+CD45-为20.7%。所得的ADSCs成骨诱导分化后碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色呈阳性,实时荧光定量PCR检测成骨标志基因发现它们表达上调,其中ALP的表达高达22倍。结论:本方法可以获得纯度较高的ADSCs,且耗时少成本低;且提示可采用该方法来获得大量的人源ADSCs用于组织工程修复。     

脐带间充质干细胞成脂分化的研究

目的:探讨脐带间充质干细胞向成脂细胞方向分化的潜能,为脂肪组织工程提供一种来源丰富的干细胞来源。方法:采用胰酶和胶原酶Ⅰ型联合消化法获得脐带间充质干细胞,通过免疫细胞化学法对其表面标志物进行鉴定,化学诱导方法诱导脐带间充质干细胞向成脂细胞方向分化,倒置显微镜观察其形态变化,油红O染色对诱导后的细胞进行染色。结果:胰酶和胶原酶Ⅰ联合消化法分离的细胞贴壁生长,呈现成纤维细胞形态,免疫细胞化学显示脐带间充质干细胞表达CD29、CD44和CD105,但不表达CD31、CD34和CD105,脐带间充质干细胞在成脂诱导培养基中细胞生长速度明显减慢,细胞形态转变为肥大、扁平、含有大量脂滴的脂肪细胞,油红O染色示胞浆充满了油滴空泡。结论:脐带间充质干细胞具有向成脂细胞方向分化的潜能,为脂肪组织工程提供了一种来源丰富、免疫力低和低分化的种子细胞。     

低温冻存对兔脂肪间充质干细胞部分生物学特性的影响

目的：研究低温冻存对兔脂肪间充质干细胞部分生物学特性的影响。方法采用组织块法分离培养兔脂肪间充质干细胞。用倒置显微镜观察原代细胞的细胞形态,流式细胞仪检测兔脂肪间充质干细胞的免疫表型。取第3代兔脂肪间充质干细胞置于-196℃液氮保存半年,37℃复苏并传至第7代。实验分为两组,实验组为冻存复苏后传至第7代的兔脂肪间充质干细胞,对照组为未冻存的第7代兔脂肪间充质干细胞,用MTT绘制其生长曲线;添加成脂、成骨诱导液进行诱导,油红O、茜素红染色和碱性磷酸酶活性检测分别进行鉴定。结果体外培养的兔脂肪间充质干细胞呈梭形纤维样细胞形态,生长力旺盛。流式细胞仪检测显示,第3代兔脂肪间充质干细胞强表达CD44、CD90,阴性表达造血细胞相关的表面标志CD45。两组细胞生长曲线呈典型的“S”形,无统计学差异（P＞0.05）;成脂诱导14 d后,油红O染色呈阳性;成骨诱导2周时茜素红染色阳性,ALP表达活性随成骨诱导时间延长不断增加且无统计学差异（ P＞0.05）。结论冻存后的兔脂肪间充质干细胞体外生长及多向分化潜能未发生显著变化。     

不饱和脂肪酸对人脂肪间充质干细胞生物学特性的影响

探讨不饱和脂肪酸对人脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)的形态、增殖、免疫表型及分化潜能的影响。采用0.15%Ⅷ型胶原酶消化法从皮下脂肪组织中分离获得ADSCs,使用添加了油酸或亚麻酸的培养基对ADSCs进行传代培养,倒置显微镜下观察细胞形态,计数法绘制细胞生长曲线,流式细胞术检测细胞表面抗原,同时使用特定的诱导培养基对细胞进行成脂、成骨、成软骨诱导培养和染色鉴定,并采用实时定量PCR检测三系分化诱导培养9 d后成脂、成骨及成软骨相关标志基因m RNA的表达水平。结果显示,0.15%Ⅷ型胶原酶消化法能获得形态均一的ADSCs;培养相同的时间后,与未添加脂肪酸的空白对照组相比,含有20μmol/L油酸或亚麻酸的培养体系所收获ADSCs的细胞数量增加了20%左右;各组细胞CD13、CD29、CD44、CD73、CD90、CD105呈阳性表达, CD31、CD45呈阴性表达;使用20μmol/L油酸或亚麻酸进行传代培养的细胞经成脂、成骨、成软骨诱导后,油红O、茜素红、阿利新蓝染色呈阳性反应,同时细胞中的成脂标志基因PPAR-γ、成软骨标志基因SOX9和COL2A1及成骨标志基因ALP、OCN、RUNX2的m RNA表达水平较对照组显著增加。实验结果表明,油酸及亚麻酸能够促进ADSCs增殖,维持细胞的免疫表型,并且提高细胞的三系分化潜能。     

人体皮肤成纤维细胞的快速分离及多向分化能力鉴定

目的建立快速分离人皮肤成纤维细胞的方法,并探讨成纤维细胞在成脂、成骨、成软骨和成神经的多向分化潜能。 方法利用组织块培养法分离人体皮肤成纤维细胞,通过形态学观察、流式分析、Vimentin蛋白染色鉴定成纤维细胞;再利用生长曲线、核型分析、线粒体染色分析不同传代细胞的增殖速度,线粒体及染色体形态的改变;最后进行成纤维细胞成脂、成骨、成软骨和成神经的诱导分化实验,鉴定其多向分化潜能。两代细胞增殖速度及线料体相对量的比较采用t检验统计分析。 结果分离的皮肤成纤维细胞呈典型梭状及多角形;高表达细胞表面标记物CD90 （NCF1,NCF2占比分别为99.9%,98.7%）和CD73 （NCF1,NCF2占比分别为98.2%,85.6%）,但极少表达造血干细胞标记物CD34 （NCF1,NCF2占比分别为1.8%,2.6%）;细胞Vimentin蛋白表达呈阳性,阳性率为100%;对细胞生长曲线进行分析,表明分离后不同代次细胞增殖差异无统计学意义（t?= 1.586,P?= 0.1567）;线粒体相对含量统计分析,同一株细胞系第5代（相对荧光强度值：6876±577.8）与第10代（相对荧光强度值：7371±471.9）之间的差异无统计学意义（t?= 0.664,P?= 0.543）;核型分析分别显示传代后保持染色体数目为正常46条且形态无明显异常;经诱导后成纤维细胞可向成脂、成骨、成软骨和类神经分化。 结论利用组织块培养法分离出的人体皮肤成纤维细胞状态稳定,增殖能力强,具有成脂、成骨、成软骨和成神经多向分化诱导潜能,为细胞移植修复骨损伤、软骨损伤和神经损伤性疾病的临床研究提供细胞来源及实验依据。     

胰岛素样生长因子-1对脂肪间充质干细胞增殖的影响

目的：探讨胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1,IGF-1）对脂肪间充质干细胞（adipose-derived stem cells,ADSCs）增殖的影响。方法：采用密度梯度离心法结合贴壁法分离脂肪间充质干细胞,接种于含体积分数为10%的胎牛血清的DMEM培养基中行贴壁培养。流式细胞仪检测ADSCs表面标志物（CD90、CD29、CD31、CD34、CD45）的表达情况,利用成骨、成脂诱导液诱导ADSCs向成骨细胞、成脂细胞分化,用碱性磷酸酶、油红O染色观察。采用终浓度为0、5、10、15、20、30 ng/mL IGF的培养基培养ADSCs,利用Edu染色标记ADSCs,分析不同浓度的IGF-1对ADSCs增殖的影响。结果：流式细胞术显示ADSCs的表型分子CD90、CD29呈阳性,CD31、CD45呈阴性,成骨诱导后碱性磷酸酶染色阳性,成脂诱导后油红O染色可见大量脂滴,表明培养的ADSCs具有成骨、成脂分化的能力。IGF-1促进ADSCs增殖的作用随IGF-1的作用浓度的增加而增加,并逐渐趋于饱和,在趋于15μg/mL的浓度时达到最大促增殖作用,且随着IGF-1作用时间的延长其促ADSCs增殖的作用逐渐增强。结论：本实验成功分离培养ADSCs,IGF-1对体外培养的ADSCs有促进增殖的作用。     

mitoTEMPO改善糖尿病小鼠脂肪干细胞的氧化损伤

目的:探讨线粒体靶向抗氧化剂mitoTEMPO对糖尿病小鼠脂肪干细胞(Adipose-derived stem cells,ADSCs)氧化损伤的影响。方法:采用60%高脂饮食喂养雄性C57小鼠(4周龄)连续8周,并在高脂喂养第2周,对小鼠进行连续5天腹腔注射低剂量链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)(25 mg·kg-1)制备2型糖尿病小鼠模型。喂养2周后,检测小鼠血浆葡萄糖水平等指标符合2型糖尿病标准者纳入实验。分别从正常小鼠与STZ诱导的糖尿病小鼠的腹股沟处皮下脂肪组织分离培养脂肪干细胞(ADSCs),并将其各分为4组:DMEM培养的正常ADSCs组(nADSCs组),DMEM培养的糖尿病ADSCs组(dADSCs组),TEMPO治疗的糖尿病ADSCs组(T-dADSCs组),mitoTEMPO治疗的糖尿病ADSCs组(mitoT-dADSCs组)。采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)检测细胞存活能力;油红-O和茜素红染色分别检测成脂细胞分化与成骨细胞分化能力;划痕实验和Transwell试验分别测定细胞迁移能力;DCF和mito SOX染色荧光成像分别检测细胞内和线粒体中的活性氧簇(Reactive oxygen species, ROS)水平。结果:①与nADSCs组相比,d ADSCs组的细胞活力明显下降(P0.05)、成骨细胞分化与成脂细胞分化程度明显下降(P0.05)、脂肪干细胞迁移能力明显下降(P0.05)、细胞内和线粒体中ROS水平明显升高(P0.05)。②与dADSCs组相比,T-dADSCs和mitoT-dADSCs组的细胞内和线粒体中的ROS水平明显降低(P0.05);与dADSCs组相比,mitoT-dADSCs组的成骨细胞分化与成脂细胞分化能力明显提升(P0.05),基本达到nADSCs组的分化水平;与dADSCs组相比,mitoT-dADSCs治疗组的细胞迁移能力显著升高(P0.05)、T-dADSCs组的细胞迁移能力增长无明显差异。结论:mitoTEMPO可以减轻糖尿病时线粒体内活性氧簇蓄积造成的脂肪干细胞的氧化应激损伤与功能紊乱。     

大鼠骨髓间充质干细胞的原代培养及鉴定

摘要 目的：研究大鼠BMSCs（骨髓间充质干细胞）原代培养与纯度鉴定的方法。方法：无菌环境中,从SD大鼠股骨与胫骨端采集骨髓,先行酶消化,利用全骨髓细胞悬液贴壁法对提取BMSCs实施传代培养,选取生长良好的第3代细胞进行鉴定;对BMSCs实施成脂与成骨诱导分化,同时经由油红O（ORO）与茜素红（ARS）染色法对诱导分化效果加以鉴定;借助流式细胞术（FCM）对CD34、CD44与CD90这3类BMSCs表面标志物的表达展开分析。结果：BMSCs是长梭状贴壁细胞,生长状态为纤维细胞样漩涡状;在第3代BMSCs传代期间,其第1-3 d发展至生长潜伏期,呈较慢速的生长;第3-5 d发展至对数生长期,呈高速生长;待至第7 d长速增殖最大,速度停止上升进入平缓期;BMSCs成骨、成脂诱导结束后,对其诱导分化鉴定发现：细胞出现明显形态学变化,通过ORO对脂肪染色,细胞显示橘红色;待成骨诱导培养结束,通过ARS对钙盐染色,显示红色,且出现矿化结节沉积,说明BMSCs具有良好的成骨、成脂分化能力;FCM测定发现：CD34表达呈阴性（1.09 %）,CD90（96.8 %）与CD44（92.4 %）皆呈阳性,与BMSCs表型相符。结论：经由全骨髓黏附培养技术有效分离BMSCs,且完成培养。     

Construction and characterization of osteogenic and vascular endothelial cell sheets from rat adipose-derived mesenchymal stem cells

In this study, adipose-derived mesenchymal stem cells (ADSCs) were isolated from adipose tissues of rats. Flow cytometry identification showed that ADSCs of passage 3 highly expressed CD29 and CD44, but hardly expressed CD31 and CD45. Adipogenic, osteogenic, and chondrogenic differentiation were confirmed by the results of oil red O staining, alkaline phosphatase (ALP), and alcian blue staining, respectively. ADSCs at a density of 1 × 10⁶/cm² were cultured in the osteogenic medium and the osteogenic cell sheets could be obtained after 14 d. The cell sheets were positive with von kossa staining. The transmission electron microscopy (TEM) result showed that needle-like calcium salt crystals were deposited on the ECM. These results suggested that the osteogenic cell sheets may have potential osteogenesis ability. ADSCs at a density of 1 × 10⁶/cm² were cultured in the endothelial cell growth medium-2 and the endothelial cell sheets can be formed after 16 d of culture. The TEM image confirmed that the Weibel-Palade corpuscle was seen in the cells. The expression of CD31 was positive, suggesting that the endothelial cell sheets may have a strong ability to form blood vessels. In this study, two types of cell sheets with the potential abilities of osteogenesis and blood vessels formation were obtained by induced culture of ADSCs in vitro, which lays a foundation to build vascularized tissue engineered bone for the therapy of bone defects.     

Evaluation of CD49f as a novel surface marker to identify functional adipose‐derived mesenchymal stem cell subset

ObjectivesCD49f is expressed on a variety of stem cells and has certain effects on their cytological functions, such as proliferation and differentiation potential. However, whether CD49f is expressed on the surface of adipose tissue‐derived mesenchymal stem cells (ADSCs) and its effect on ADSCs has not been clarified.Materials and methodsThe effects of in vitro culture passage and inflammatory factor treatment on CD49f expression and the adhesion ability of ADSCs from mice and rats were investigated. CD49f⁺ cells were selected from rat ADSCs (rADSCs) by magnetic‐activated cell sorting (MACS), and the cellular functions of CD49f⁺ ADSCs and unsorted ADSCs, including their clonogenic, proliferation, adipogenic and osteogenic differentiation, migration and anti‐apoptotic capacities, were compared.ResultsCD49f expression and the adhesion ability of ADSCs decreased with increasing in vitro culture passage number. TNF‐α and IFN‐γ treatment decreased CD49f expression but increased the adhesion ability of ADSCs. After CD49f was blocked with an anti‐CD49f antibody, the adhesion ability of ADSCs was decreased. No significant difference in clonogenic activity was observed between unsorted ADSCs and CD49f⁺ ADSCs. CD49f⁺ ADSCs had greater proliferation, adipogenic and osteogenic differentiation, migration and anti‐apoptotic capacities than unsorted ADSCs.ConclusionIn the current study, the expression of CD49f on ADSCs was identified for the first time. The expression of CD49f on ADSCs was influenced by in vitro culture passage number and inflammatory factor treatment. Compared with unsorted ADSCs, CD49f ⁺ ADSCs exhibited superior cellular functions, thus may have great application value in mesenchymal stem cell (MSC)‐based therapies.     

Adipogenic differentiation of adipose tissue derived adult stem cells in nude mouse

We evaluated the use of a combination of adipose tissue derived adult stem cells (ADSCs) obtained from liposuction and injectable poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) spheres for adipose tissue engineering. Adipogenesis was examined in nude mice injected subcutaneously with ADSCs (group I), PLGA spheres (group II), or ADSCs attached PLGA spheres (group III) cultured in adipogenic medium for 7 days. After 4 and 8 weeks, newly formed adipose tissue was observed in groups II and III but not in group I. Oil red O staining of newly formed tissue showed that there was substantially more tissue regeneration and adipogenic differentiation in group III than in group II. RT-PCR confirmed that, after 8 weeks, the PLGA-attached ADSCs had fully differentiated into adipocytes. This study provides significant evidence that ADSCs and PLGA spheres can be used in a clinical setting to generate adipose tissue as a noninvasive soft tissue filler.     

过表达SCD1对骨髓间质干细胞成骨分化的影响及其基因表达谱变化研究

目的:研究固醇辅酶A去饱和酶1(SCD1)过表达后对骨髓间质干细胞(BM-MSCs)成骨分化作用的影响,并利用基因芯片技术分析基因表达谱的变化。方法:利用已构建成功的SCD1慢病毒转染BM-MSCs,采用RT-PCR及C14技术检测SCD1在BM-MSCs中过表达情况及其活性。成骨诱导培养BM-MSCs后,采用Western blot和茜素红染色技术检测骨钙素(OC)等相关成骨指标,进一步运用全基因芯片检测过表达SCD1对BM-MSCs成骨分化表达谱的影响。结果:SCD1在BM-MSCs中成功过表达,过表达组SCD1活性明显高于对照组。成骨诱导7天、14天时,过表达组中的碱性磷酸酶(APL)活性和骨钙素水平均明显高于对照组(P<0.05)。成骨诱导一周、两周时,过表达组的碱性磷酸酶染色和茜素红染色均多于对照组。基因表达芯片的结果显示,过表达SCD1改变骨髓间质干细胞表达谱,检测出差异基因2896个。基因通路分析提示干扰素通路为表达差异最显著通路(P<0.05)。结论:过表达SCD1可以促进BM-MSCs的成骨分化,可能通过作用于干扰素通路影响成骨分化功能。这一发现可能为骨折愈合提供重要的思路和潜在治疗策略,值得深入研究。     

脂肪源性干细胞的多向分化潜力及应用前景

脂肪组织中含有一类具有多向分化潜力的细胞,即脂肪源性干细胞,简称脂肪干细胞。其生物学性质与骨髓间充质干细胞相类似,并可向脂肪、骨、软骨、肌肉、内皮、造血、肝、胰岛和神经等多种细胞方向分化。由于脂肪组织在人体内储量丰富,获取简便创伤小,在组织工程、器官修复、基因治疗等方面都有着广阔的应用前景,因此脂肪干细胞已成为继骨髓间充质干细胞后干细胞领域另一个备受关注的热点。通过以分析脂肪干细胞的多向分化潜力,综述了这一领域最新的研究进展,并就其应用前景及目前研究中一些争议问题进行了探讨。