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目的:内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPC)是血管内皮前体细胞,存在于外周血、骨髓、脐血中,具有胚胎性成血管特性,参与缺血性疾病血管新生。随着对EPC的深入研究,发现脂肪间充质干细胞在一定条件下可分化成内皮祖细胞,促进缺血区域血管生成。脂肪组织在体内含量丰富,较易获取,可能在自体干细胞移植治疗缺血性疾病有较大应用前景。正常成人外周血EPC数量虽少,但外周血干细胞采集方便,自体移植无免疫排斥反应,因而其临床应用也较多。脐带和胎盘是脐血EPC良好来源,采集容易,由于干细胞处于较幼稚阶段,辨识“自我”与“非我”的能力较骨髓或外周血干细胞差,可能适用于同种异体干细胞移植。但这些研究多侧重于获取容易或理论推测,未进行系统的生物学特性比较研究。因此本实验在于研究人外周血、脐血、脂肪组织三种不同来源内皮祖细胞生物学特性异同,主要便于根据不同来源和特性的内皮祖细胞,探讨可能不同的适应范围和方式与方法,提高内皮祖细胞的应用效率。
方法:1.采用密度梯度离心分离人外周血、脐血单个核细胞,胰蛋白酶消化提取脂肪干细胞。2.采集细胞用内皮细胞培养基M199(含20%胎牛血清,VEGF、bFGF)诱导分化内皮祖细胞。3.倒置相差显微镜下观察细胞形态。4.培养第7天的爬片细胞进行CD133免疫荧光检测,激光共聚焦检测摄取Dil-ac-LDL与吸附FITC-UEA-I双染阳性细胞。5.培养7d贴壁细胞胰蛋白酶消化,低温冻存2个月,复苏后细胞部分行流式细胞仪检测其CD34阳性率,部分采用MTT法检测细胞增殖,Boyden小室检测迁移能力,贴壁法检测细胞黏附功能以及血管生成试剂盒检测细胞体外成血管能力。
结果:1.倒置相差显微镜下观察细胞形态:刚分离的人外周血、脐血单个核细胞呈圆形,细胞形态小,3-4d可见细胞贴壁,伸展拉长。7d后贴壁细胞梭形、纺锤形,形成多个细胞簇;刚分离的脂肪间充质干细胞小圆形,24-48h可见细胞贴壁,梭形细胞出现较早,7d出现线样排列结构。2.荧光显微镜下观察到CBMNCs、PBMNCs、ADSCs诱导分化第7d细胞均可见绿色荧光,CD133阳性染色。3.激光共聚焦显微镜显示CBMNCs、PBMNCs、ADSCs诱导分化第7d细胞出现橙黄色双染阳性,说明细胞摄取Dil-ac-LDL与吸附FITC-UEA-I,证实其为正在分化的EPC。4.冻存复苏后细胞流式细胞仪检测CD34阳性细胞率,CBEPC、PBEPC、ADEPC分别为(72.74±4.6)%,(44.9±4.9)%,(48.7±5.3)%,脐血源性EPC明显高于后两者(P<0.01)。5.MTT法检测不同来源EPC增殖功能示CBEPC为(0.775±0.083),PBEPC为(0.619±0.079),ADEPC为(0.693±0.053);前者与后两者分别相比(P<0.05)。Boyden小室检测迁移能力示,CBEPC为(53.53±10.46),PBEPC为(37.70±9.83),ADEPC为(34.04±12.72);前者与后两者分别相比(P<0.01)。贴壁法检测细胞黏附功能示CBEPC为(83.85±10.39),PBEPC为(71.86±13.66),ADEPC为(69.39±13.63);前者与后两者分别相比(P<0.05)。血管生成试剂盒检测细胞体外成血管能力观察到接种细胞拉长,成出芽式生长,形成管状树枝样分叉结构,形成小管情况:CBEPC为(93.09±12.04),ADEPC为(77.74±6.86)(P<0.01);PBEPC为(63.84±7.13)与ADEPC相比(P<0.01)。
结论:1.人脐血内皮祖细胞在增殖、迁移、黏附与成血管能力方面优于外周血、脂肪组织来源内皮祖细胞,可能更适用于干细胞移植与组织工程。2.脂肪组织来源内皮祖细胞在增殖与成血管能力方面较外周血来源内皮祖细胞强,由于脂肪组织在体内存在量多,易取,而自体干细胞移植需要较多细胞,因此它可能在自体干细胞移植治疗缺血性疾病方面有潜在应用前景。