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背景:皮肤组织工程的出现,为各类皮肤缺损进行细胞移植治疗提供了新的思路,受到人们越来越多的关注。在这其中,种子细胞的研究是其重要组成部分。选择合适的种子细胞进行细胞移植治疗,促进局部血管形成,加快人工皮的血管化速度对于移植成功有着重要意义。间充质干细胞目前是组织工程研究中的热点,但绝大部分集中于研究骨髓来源间充质干细胞,而骨髓间充质干细胞随着人年龄的增长在体内含量越来越少,增殖和分化能力也越来越弱。在众多来源的间充质干细胞的研究中,胎盘来源间充质干细胞及体外血管内皮细胞定向分化,目前尚缺乏深入研究。
目的:在以往研究的基础上,选择小鼠胎盘来源间充质干细胞,进行体外培养,对其进行形态学的观察和生物学特性的初步鉴定;探究其在体外特定条件下分化为血管内皮细胞的可能性,为皮肤组织工程研究种子细胞来源提供新的思路。
材料与方法:选取孕10天ICR小鼠,分离胎盘,经0.1﹪Ⅳ型胶原酶消化获得间充质干细胞,将其进行体外培养。用光镜动态观察培养细胞的形态学特点;分别用酶细胞化学,免疫荧光细胞化学鉴定其基本生物学特性;RT-PCR法检测培养细胞OCT-4干细胞标志基因的表达;流式细胞术分析培养细胞的生长周期;MTT比色法测定培养细胞的生长曲线;将培养细胞用加入诱导剂的培养基进行血管内皮细胞方向的定向诱导,用光镜动态观察诱导中细胞的形态学变化;免疫荧光细胞化学观察诱导后细胞的FLK-1抗原表达。
结果:体外原代培养的小鼠胎盘来源间充质干细胞相差显微镜下观察细胞成漩涡状生长或成簇生长。单核细胞多见,核大胞质丰富。贴壁细胞形态多样,以纤维状,梭形,圆形细胞为主。10-11天后基本铺满瓶底,细胞排列密集,呈漩涡状。传代后贴壁细胞形态较为均一,成梭形。碱性磷酸酶细胞化学反应结果显示胎盘来源间充质干细胞中此酶活性较强,棕黑色细小颗粒在胞浆内密集均匀分布,着色较深。免疫荧光化学显色结果显示,此细胞较强表达Vimentin波形蛋白、CD105、CD44等抗原,在胞质内可见均匀致密而密集分布的绿色荧光颗粒,其核周处的荧光强度大于细胞边缘处,核呈圆形或椭圆形。RT-PCR结果显示细胞内较强表达OCT-4基因mRNA。流式细胞术分析细胞生长周期结果显示G<,0>/G<,1>,S,G<,2>的比例分别为64.4﹪、25.2﹪、10.4﹪,提示多数细胞处于静止状态,少量细胞处于增殖期。体外定向诱导实验表明,诱导培养7-14天,相差显微镜下观察细胞形态逐渐由梭形、纤维状转变为椭圆形、多角形,随着形态变化细胞的增多,细胞聚集处类似“铺路石”状,免疫荧光细胞化学显色结果显示诱导后细胞胞质内较强表达FLK-1抗原,绿色荧光细小颗粒在胞质内呈均匀密集分布,荧光强度较强。
结论:小鼠胎盘来源间充质干细胞可体外稳定培养,大量扩增,传代培养3代以内细胞增殖和分化能力无明显减弱,生物学性状稳定。在体外特定诱导培养液培养条件下,细胞可向血管内皮方向定向分化,理论推断可作为皮肤组织工程中血管发生种子细胞研究新的来源,为细胞移植治疗提供新的思路。