高效分离人脐带间充质干细胞(HUCMSCs)方法的研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zfx249220414
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背景人脐带来源的间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, HUCMSC)因其来源广泛、无创伤、无伦理争议,含量丰富而成为间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)治疗的优势来源,可在细胞治疗、组织工程等领域发挥极大的医学价值。目前用来分离提取HUCMSC的方法主要有单酶(胶原酶、I胶原酶或IV型胶原酶)、双酶(胶原酶与胰酶)以及三酶(胶原酶、透明质酸酶与胰酶)。但是这些传统方法消化过程所需时间长,所获取的HUCMSC与脐带组织中所含HUCMSC的理论值相差甚远,造成时间与脐带组织的极大浪费,阻碍了MSCs的规模化制备培养。因此,对传统方法进行优化,实现HUCMSC的高效获取,将会大大促进HUCMSC广泛应用于临床治疗、组织工程、科学研究的进程。目的针对脐带的结构与组成成分,组合五种消化酶,提高对脐带组织的消化程度,实现HUCMSC分离提取方法的优化,探寻并建立一套简单、高效、细胞获取量大的HUCMSC分离方法。方法实验分为四组,以传统酶法(胰酶与II型胶原酶)为对照组,在此基础上,针对脐带结构分别逐一加入IV型胶原酶、透明质酸酶、DNase来对脐带组织进行消化,各实验组设不同作用时间组,比较不同分离方法、不同作用时间所获得细胞数量、细胞活性、原代贴壁细胞出现时间、融合时间及所获得HUCMSC的在第3代细胞在增殖能力、表面标记与多向分化能力方面的差别。结果各实验组间比较,在同一作用时间,随着酶的种类的增加,细胞产量、细胞活性表现出升高趋势,差异显著。同一实验组内比较,随着作用时间的增加细胞产量提高,在4~6h达到平台,随后细胞产量下降,差异意义显著;细胞活性在4h达到最大,随后呈下降趋势,差异具有统计学意义。其中Ⅱ型胶原酶、Ⅳ型胶原酶、胰蛋白酶、透明质酸酶和DNAase五酶联合作用于脐带组织,4h细胞计数达到最高12.47±0.16×106/cm(P<0.01);活性为75.00±5.07%(P<0.01);收获的混合细胞中CD105阳性率为41.1%;CD29阳性率为83.1%,均高于对照组;3.25±0.46d细胞贴壁((P<0.01);6.25±0.46d细胞团融合((P<0.01);伴随细胞的传代,形态逐渐均一,第三代细胞形态基本达到统一,呈梭形漩涡状生长;流式细胞仪鉴定,细胞高表达MSCs的特异性标记CD44,CD105,CD29,而低表达CD34;其中四酶实验组P3HUCMSCs的CD105阳性率为85.3%;CD29阳性率为97.6%;CD44阳性率为95.8%;阳性率均高于对照组,CD34%阳性率为2.6%,低于对照组。向脂肪细胞诱导4周后,油红O染色鉴定分化结果,可见细胞内大量脂滴;向成骨细胞诱导后,茜素红染色鉴定,肉眼可见阳性钙沉积。因此,五酶联合作用4h,在保证细胞高活性的前提下提高了细胞产量,缩短了原代细胞贴壁及融合时间缩短;培养获得的HUCMSC在增殖能力、表面标记及多向分化能力方面与传统方法相比无明显差别,为高效分离提取HUCMSC最优方案。结论该实验证明了Ⅱ型胶原酶、Ⅳ型胶原酶、胰蛋白酶、透明质酸酶和DNAase五酶联合消化脐带组织作用4h的方法缩短了分离细胞用时并显著提高了细胞产量、细胞活力以及细胞增殖能力,同时缩短原代细胞贴壁时间、融合时间。流式细胞仪检测细胞免疫学表型显示,该方法提取得到的原代细胞中MSCs比例,第三代MSCs细胞纯度较传统方法均有提高。因此,该方法是一种高效分离HUCMSCs的方法,可用来规模化提取培养HUCMSCs以满足科学实验、临床治疗的需求。
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