牛血清白蛋白促进脂肪干细胞三维球体的形成及其在口腔黏膜缺损愈合中的研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stat2009
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目的:细胞培养是生物医学领域中最核心和基础的技术。目前,细胞体外培养方式包括二维平面培养和三维球状培养两种。与传统的二维贴壁培养相比,三维球体培养可明显提高间充质干细胞的增殖能力、抗凋亡和抗炎能力和分泌细胞因子的功能。间充质干细胞中,尤其数脂肪干细胞(Adipose-derived stem cells,ADSCs)来源丰富,可通过吸脂从皮下脂肪组织中轻松获取。因此,本研究利用人ADSCs,研究发现其在1%牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)刺激下可形成三维球体,并对三维球体的生物学性能和应用进行探讨,为口腔黏膜缺损性疾病的治疗提供参考。方法:1.ADSCs提取、培养和三维球体的形成(1)ADSCs提取和培养:ADSCs是从吸脂后的皮下脂肪组织中提取,经流式细胞术(Flow Cytometry,FC)鉴定。间充质干细胞培养基(Mesenchymal Stem Cell Medium,MSCM)用于ADSCs的扩增和传代。(2)ADSCs球体的形成:将ADSCs(P3-P7)解离成单个细胞,PBS洗涤2次,用含有1%BSA和1%青霉素/链霉素(Penicillin/Streptomycin Solution,P/S)的DMEM/F12培养基重悬。初始细胞密度约为5×10^4个/cm2铺于6孔细胞培养板中。于5%CO2的孵箱中培养3-4d。倒置研究型显微镜观察球形ADSCs的形态特征。实时无标记细胞分析仪对成球过程进行记录。2.球形ADSCs的基本生物学特性及形成机制的研究实验分为Control(DMEM/F12)组和BSA(DMEM/F12+1%BSA)组。(1)增殖能力:利用细胞计数试剂盒(Cell counting kit-8,CCK-8)进行检测。通过实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(Real-time Quantitative polymerase chain reaction,RT-PCR)对增殖相关基因进行定量,分析2组细胞增殖能力的差异。(2)细胞活性:使用活、死细胞活力检测试剂盒进行检测,激光共聚焦显微镜记录后进行定量分析。(3)炎症试验:通过巨噬细胞炎性试验使用RT-PCR对炎症相关基因如:白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10),转化生长因子(Transforming Growth Factor,TGF-β),白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和肿瘤坏死因子-a(Tumor Necrosis Facor-a,TNF-a)进行定量。通过RT-PCR和蛋白质印迹法(Western Blot,WB)对白细胞介素-1受体拮抗剂(interleukin 1 receptor antagonist,IL-1RN)进行定量研究。(4)形成机制:通过RT-PCR、WB和免疫荧光(immunofluorescence,IF)对球形ADSCs形成机制进行研究。3.SD大鼠口腔黏膜缺损模型的建立及细胞移植选取7-8周的SD大鼠,用直径3mm的皮肤活检打孔器在硬腭第三黏膜皱襞稍后方建立黏膜全层环形缺损并进行细胞移植。通过体视显微镜、苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,H&E)、Masson染色和免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)来评估球形ADSCs的治疗潜能。结果:1.活细胞成像显示:在1%BSA的刺激下,ADSCs在3-4d相互聚集并形成球形ADSCs。2.一般生物学特性显示:与Control组相比,BSA组细胞增殖明显;能够维持细胞活性;抗炎介质IL-10、TGF-β表达增高;促炎介质IL-1β、TNF-a表达降低。另外,RT-PCR和WB结果均表明与Control组相比,BSA组IL-1RN的表达明显增高(P<0.001)。3.为了探索球形ADSCs的形成机制,分别采用了RT-PCR,WB和IF实验方法。PCR结果显示与Control组相比,BSA组Yes相关蛋白(Yes Associated Protein,YAP)基因表达明显增高。IF结果进一步验证了BSA组YAP明显的核转位(P<0.05)。WB结果显示:与Control组相比,BSA组p-YAP/t-YAP明显降低(P<0.05)。4.动物实验结果表明注射球形ADSCs组大鼠的口腔黏膜愈合速度明显快于PBS组。结论:以上实验得出1%BSA能够促进ADSCs三维成球。球形ADSCs表现出促增殖、抗炎和维持细胞活性等优势。另外,BSA通过激活Hippo-YAP通路促进ADSCs球体形成。动物实验证明了球形ADSCs可以加速口腔黏膜缺损的愈合。因此,球形ADSCs有望成为口腔黏膜缺损性疾病的一种新型治疗策略。
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