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目的:利用人类多能干细胞(hESCs)与小鼠主动脉-性腺-中肾(mAGM)区基质细胞共培养以诱导分化产生造血细胞并建立高效巨噬细胞体外诱导分化体系,探索共培养早期和晚期来源巨噬细胞的特征。并将hESCs来源和人脐带血CD34+细胞来源的巨噬细胞进行比较,检测形态学和功能学的差异。此外,在不同条件刺激下,检测不同来源巨噬细胞Toll样受体(TLRs)表达的差异。 方法:实验一:将hESCs与AGM-S3(鼠AGM区来源的基质细胞系)基质细胞共培养3天后进一步悬浮培养,在bFGF、M-CSF等细胞因子的作用下悬浮培养14天,得到共培养早期来源巨噬细胞。将hESCs与AGM-S3细胞共培养14天,产生大量CD34+CD45+造血干祖细胞,继而在多种细胞因子的诱导下悬浮培养14天,得到共培养晚期来源巨噬细胞。通过May-Grünwald Giemsa染色、流式表面抗原及功能检测等方法对hESCs来源的巨噬细胞和人脐带血CD34+细胞来源的巨噬细胞进行比较鉴定。 实验二:将hESCs与AGM-S3共培养早期和晚期来源巨噬细胞、脐带血CD34+细胞来源巨噬细胞取出,在不同刺激条件作用下,利用q-PCR、werstern-blot等方法比较三种巨噬细胞TLRs的表达在基因和蛋白水平的差别。 结果:实验一:hESCs与AGM-S3共培养早期和共培养晚期细胞悬浮培养都可产生大量高纯度的巨噬细胞。并且该体系获得的共培养晚期巨噬细胞与人脐带血CD34+细胞来源的巨噬细胞具有相似的表型和功能。hiPSCs与AGM-S3,hESCs与hAGM共培养14天细胞运用该体系也可产生大量巨噬细胞。 实验二:不同刺激条件下,巨噬细胞TLRs mRNA的表达谱不同。在同一刺激条件下的不同刺激时间,TLRs mRNA的表达也不相同。在LPS和LPS+IFN-γ刺激下,共培养早期来源巨噬细胞TLR2 mRNA表达尤其高,为共培养晚期来源巨噬细胞的2-3倍,为脐带血CD34+来源巨噬细胞的5-6倍;而共培养晚期来源巨噬细胞和脐带血CD34+来源巨噬细胞在LPS和LPS+IFN-γ刺激下主要表达TLR2和TLR3 mRNA。在IFN-γ作用下,hESCs来源巨噬细胞主要表达TLR3 mRNA,且共培养早期来源巨噬细胞TLR3 mRNA表达水平略高于共培养晚期来源巨噬细胞,脐带血CD34+来源巨噬细胞此时主要表达TLR7-9 mRNA。IL-4作用下6H,三种巨噬细胞TLR5 mRNA水平表达明显高于上述3种刺激条件下TLR5 mRNA的表达,其他TLRs mRNA的表达水平低于上述3种条件,并且在IL-4作用12小时达到最低,甚至低于未刺激细胞TLRs mRNA的表达水平。 结论:我们实验室成功建立了人类多能干细胞高效诱导分化产生巨噬细胞的体系,包括共培养早期和晚期来源巨噬细胞的培养体系。并运用该体系成功培养了hiPSCs来源的巨噬细胞和hESCs与hAGM(人AGM区来源的基质细胞系)共培养产生的巨噬细胞。为进一步研究人类早期巨噬细胞的发育、不同发育阶段巨噬细胞的功能特性和建立相关疾病模型提供了可靠的方法。为获得全人源化巨噬细胞奠定了基础。此外,我们初步探索了不同来源、不同时期巨噬细胞TLRsmRNA的表达差异,发现共培养早期来源巨噬细胞对刺激物的反应比共培养晚期来源巨噬细胞和脐带血CD34+细胞来源的巨噬细胞强烈。