中围组织工程研究与临床康复 74誊 6 2010—02—05出版 JournalofClinicalRehabilitative Tissue Engineering Research February 5,2010 VoL14,No.6 贴壁法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞的效果验证木术★ 张岩,陈曦海,纪艳超,翟哲,吴波 Effect validation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells cultured by adherent method /n vitro Zhang Yah,Chen Xi-hai,Ji Yan—chao,Zhai Zhe,Wu Bo Department of General Surgery, Fourth HospitaI of Harbin Medical Universi Harbin 150001,Heilongjiang Province.China Zhang Yan★.Master Department of General Surgery, FourthHcepitaI of Harbin MedicaI University,Harbin 150001,Heilongjiang Province,China Correspondence to: Wu Be,Master, Professor,Master’s supervisor, Depa^rnent of General Surgery, FourthHospitaIof Harbin Medical University,Harbin 150001.Heilongjiang Province.China jbjsbr@126.com Supported by:the Tackle Key Program fo Heilongjiang Province。No GC09C409-1 : EducationaI Commission of HeilongJiang Province, No 11541147* Received:2009.11-20 Acceptde:2010-01-09 1006 Abstract BACKGROUND:A sinail number of mesenchymal sterr cells(MSCs)present in bone marrow,which would gradually drop with age. 0BJECTIVE:To verify the effect of adherent method on culture of bone marrow-dedved MSCs. METH0DS:Under anaesthesia,bone marrow cells were obtained frOm femur and tibia of arts。culturde by DMEM containing calf serum.placed jn an incubator containing 5%COz al 37℃.111e culture medium was renewed after 24 hours。and remained periodical medium change with once per week.The weakly adherent cells were passaged.The aclI morphology,growth curve,and the expression of celI-surface markers were identiifde by lfow cvIOmetry and immunocytochemiacl staining. RESULTS AND CONCLUSl0N:After 24 hours fo culture。the aclls could adhere to the walls with fusif(帅or triangle shapes。 prol№ratde faster after 2—3 days.and presentde whilrpool-like or clustering.The cells reached a logarithmic growth phase after 2 days。and into the late stationary phase after 1 2 days.whihc coverde the botUe after 1 5 days.The culturde cells were posiUve to CD90 and CD54.The results vedfide that bone ma ̄ow-derived MSCs acn be isolatde by adherent m猷hod.This method is aesy operation,and can maintain cell activity preferably. Zhang Y,Chen XH,Ji YC,Zhai Z,Wu B.Effect validation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells cultured by adherent method in vitro.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kan ̄u.2010;14(6):1006・1008. 【http://www.crter.cn http://en.zglckf.com】 摘要 背景:骨髓中的间充质干细胞含量不高,且随着年龄增加或体质衰弱,骨髓间充质干细胞的数量会逐渐减少。 目的:验证贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞的效果。 方法:大鼠麻醉后取双侧股骨和胫骨,剪去骨骺端,暴露骨髓腔,用含小牛血清的DMEM培养基冲洗骨髓腔,收集骨髓细 胞,反复吹打制成单细胞悬液,接种后置于37℃、体积分数为5%的CO2培养箱内孵育,24 h后全量换液,以后每周全量 换液1次,筛选易贴壁但贴壁不牢的细胞进行传代培养。观察细胞形态,绘制细胞生长曲线,流式细胞仪及免疫细胞化学染 色鉴定骨髓间充质干细胞表面标志的表达。 结果与结论:培养24 h后细胞能够贴壁生长,呈梭形或三角形;第二三天贴壁细胞迅速增殖;培养15 d左右出现致密的贴 壁细胞层,呈漩涡状生长或成簇生长。细胞在接种后2 d进入对数生长期,12 d左右进入平台期,约15 d细胞可铺满瓶底。 分离培养的大鼠骨髓间充质干细胞CD90和CD54均呈阳性表达。结果验证了采用贴壁法可在体外成功分离培养大鼠骨髓间 充质干细胞,操作简单,造成污染的环节和机会较少,不需离心,可以更好的保持细胞活性。 关键词:分离:培养;贴壁法;大鼠;骨髓间充质干细胞;干细胞 doi:10.3969 ̄.issn.1673—8225.2009.06.011 张岩,陈曦海,纪艳超,翟哲,吴波.贴壁法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞的效果验证【J】.中国组织工程研究与临床康 复,2010,14(6):1006—1008. 【http://www.crter.org h ̄p:lfcn.zglckf.com】 脑损伤的修复机制,实验尝试从成年大鼠骨髓 0引言 中分离培养和鉴定骨髓间充质干细胞。 近年来研究表明,骨髓间充质干细胞在特 1材料和方法 定条件下可分化为多种组织谱系的细胞r 】,包 括脂肪细胞、成肌纤维细胞、成骨细胞、神经 设计:细胞学体外观察。 细胞等。由于骨髓问充质干细胞不但可在特定 时间及地点:于2007—08/2008一O8在哈尔 条件下分化为神经细胞,还具有取材方便、扩 滨医科大学动物实验中心完成。 增迅速、无免疫原性、可自体移植等特点,故 材料:2-4月龄雌性SD大鼠40只,体质量 其在脑损伤修复和细胞治疗等方面具有广阔的 200-300 g,由哈尔滨医科大学实验动物中心 应用前景 。 提供,动物质量合格证号2008D211,实验过 为进一步探讨骨髓问充质干细胞移植治疗 程中对动物的处置符合动物伦理学标准。 RO.Box 1200,Shenyang 110004 cn.zglck ̄,com w c尺矾org Figure 3 Growth curve of bone marrow—derived mesenchyma stem cells 图3骨髓间充质干细胞的生长曲线 3讨论 目前组织和细胞移植被公认为是治疗中枢神经系 统损伤最有希望的方法之一I] ,但无论是胚胎组织、周 围神经,还是神经干细胞、嗅鞘细胞,不仅存在取材和 体外培养增殖困难等问题,而且还受到法律和伦理的制 约【1Ⅲ】。由于骨髓问充质干细胞不但可在特定条件下分化 为神经细胞,还具有取材方便、扩增迅速、无免疫原性、 可自体移植等特点,己成为中枢神经系统损伤修复和细 胞治疗等方面研究的热点【 J。 实验采用贴壁分离法体外培养骨髓问充质干细胞, 经流式细胞仪检测细胞表面分子表达和分离效果良好, 结果表明运用贴壁分离法操作简单,造成污染的环节和 机会较少,不需离心,可以更好的保持细胞的活性状态。 接种培养后第2天可观察到部分细胞贴壁,造血系干细 胞及状态不好无法贴壁的细胞、细胞崩解的碎片仍然悬 浮在培养基中。接种24 h后换液,每天可观察到贴壁细 胞增多,且快速增殖、积聚,细胞呈梭形,团簇性生长 倾向。至12-21 d时培养瓶中的细胞铺满瓶底,悬浮造 血细胞及死亡细胞已基本去除,然后细胞就可进行传代 培养。实验中观察到骨髓问充质干细胞在体外培养条件 下生长状况与其他细胞一样,经历生长潜伏期、对数增 殖期和生长平台期。有人对常规培养条件下骨髓问充质 干细胞生长增殖进行观察,也发现成人骨髓间充质干细 胞可以在体外分裂38次左右,并且保持纺锤形态和成骨 潜能,直至细胞衰竭【] 。细胞进行冷冻复苏后培养可传 代达1 5次,细胞的增殖分化潜能未受影响。但有研究认 为,过多传代培养会降低细胞的功能,甚至出现骨髓问 充质干细胞的凋亡。 骨髓问充质干细胞的体外扩增与种植密度关系密 切,有研究者发现人骨髓问充质干细胞传代时,以5xl0 个/cm 的密度接种,大约2周后能扩增为3-5倍的单层, 1008 张岩.等 贴壁法体癸分离培养大鼠肯髓闻充员干镪咆的效果验证 推测骨髓问充质干细胞细胞之间存在接触抑制 …。由于 细胞极低密度接种培养时获取大量细胞的时间会很长, 所以调整细胞接种浓度,在尽可能短的时间内获得大量 细胞尤为重要。实验原代培养时采用的细胞浓度为 1×10 ,证实是一种较为合适的接种密度。由于取材 及分离方法不同,此浓度应随情况的改变而作出调整。 典型的骨髓问充质干细胞形态与细胞密度有关。当以低 密度种植时大部分细胞大而扁平,部分细胞为小的梭形 或圆形;当细胞接近铺满瓶底时,其形态即呈梭形的成 纤维细胞样。 总之,贴壁分离法分离培养骨髓间充质干细胞是一 种简单、有效的好方法,骨髓问充质干细胞具有强大的 扩增能力,并且细胞形态和生物学特性稳定性好,其体 外扩增速度与种植密度关系密切,应根据取材以及分离 方法不同调整细胞接种密度。 4参考文献 『11 Friedenstein AJ,Genkaia JF,Kulagina NN.Fibroblast precursors in nOn11I and irradiated mouse hematopoietic organs.Exp Haemato1. 1 976;4(5):267—274. 『21 Rvden M,Dicker A,Gotherstr0m C,et aI FuctionaI characterization Of human mesenchymaI stem cell-denved adipocytes.Biochem Biophys Res Commun.2003;31 1 f2):391—397. 『31 Direkze NC,Forbes SJ,Brittan M,et aI.Multiple organ engraftment by bone-marrow-derived myoffbroblasts and ifbroblasts in bone-marrow-transplanted mice.Stem Cells.2003;21(5):514—520. f41 Millesi H.Surgery of post-traumatic brachiaI plexus Iesions.Handchir Mikrochir Plast Chir.2004;36(11:29-36. 『51 Millesi H.Bridging defect:autologous nerve grafts.Acta Neurochir Supp1.2007;100:37—38. 『61 Millesi H.Techniques for nerve grafting.Hand Clin.2000;1 6(1): 73—91. f71 Ourednik V,Ourednik J,Park KI,et a1.Neural stem cells—a ver-satile tooI for cell replacement and gene therapy in the central ner-vous system.Clin Genet.1 999;56:267—278. 『81 Koda M.Okada S。Nakayama et a1.Hematopoietic stem celI and marrow stromal cell for spinal cord injury in mice Neuroreport 2005;16(161:1763—1767. 『91 Wang P P'Wang JH,Yah Z P,et a1.Expreession of hepatocyte-like pheno ̄pes in bone marrow stromaI cells after HGF induction.Biochem Biophys Res Commun.2004;320(3):71 2-71 6. 『101 Hassan H 日.Sheemy M.Adult bone-marrow stem cells and their potentiaIinmedicine.J R Soc Med.2004;97f10):465—471. 『1 1 1 De Vries M,Cooper HM.Emerging roles for neogenin and its Iigands In CNS development.J Neurochem.2008:106(4): 1483—1492. f1 21 Metin C,Deleglise D。Serafini et a1.A role for netrin.1 in the guidance of cortiacI efferents.Development.1 997;1 24:5063—5074. 『1 31 Braisted J E_Netrin-1 promotes thalamic axon growth and is required for proper development of the thalamocortiecI proiection. 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PO.Box 1200,Shenyang 110004 cn.zg/ckf,com