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胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)具有分化多能性(pluripotency),在临床上有着广泛的应用前景。但目前关于ESC培养和分化研究还存在不少问题和挑战,如细胞分化途径尚不完善,分化细胞体外建系难等。本论文以小鼠胚胎干细胞(mESC)为研究对象,对mESC的新培养体系、定向分化及其在烧伤中的应用进行研究。本文共分三章:
第一章 mESC自身饲养细胞的诱导培养和功能鉴定:我们从小鼠EB分化的三个不同时期分离出48个成纤维样细胞(mEB-dF)系发现其中5个成纤维细胞系(EF)能维持mESC的多潜能和未分化特性,即当mESC与EF共培养后,细胞碱性磷酸酶染色为阳性;免疫细胞化学和RT-PCR检测,细胞表达mESC特异性标记,包括SSEA-1,Oct-4,Nanog;在体外可形成EB,体内可形成畸胎瘤。
结论:本研究为mESC培养提供了一个新的培养体系,避免了常规用胎鼠成纤维细胞作饲养细胞培养mESC所存在的缺陷。
第二章 mESC诱导分化的上皮祖细胞的特性和长期培养本研究结合特定诱导液和基质对源自mESC的贴壁EB进行长期诱导,成功地获得一种上皮祖细胞(mEB-dPE)。该细胞在我们已建立的mEB-dF上培养,不仅增殖速度快、生长稳定,而且低密度细胞接种也能呈活跃的生长,有望建立一种永生化细胞系。通过倒置相差显微镜和透射电镜观察,mEB-dPE具有典型的上皮细胞形态和结构,即呈椭圆形或多角形,形态较规则一致,有上皮细胞间紧密连接,胞体游离面有许多微绒毛,显示出明显的极性。细胞核型分析,mEB-dPE染色体数在建系前后无改变。动物体内致瘤性试验为阴性,表明该细胞系较安全。mEB-dPE除了表达上皮细胞共同标志,如广谱角蛋白(Pan-Cytokeratin)、E-cadherin外,还表达单层上皮角蛋白(Cytokeratin5/8和Cytokeratin18)、非角化上皮上基层细胞角蛋白(Cytokcratin4)、3个内皮细胞相关标志(FLK-1、vWF,VE-cadherin)和弱表达肝脏细胞标志(AFP和Albumin)。
结论:mEB-dPE是一种具有多潜能的上皮祖细胞,其应用潜能可能较为广泛。这一实验结果为人ESC诱导和分离类似多潜能细胞提供理论和实验依据。
第三章 mEB-dMix细胞对小鼠烧伤愈合作用的初步研究:以诱导mEB-dPE产生的方法诱导mESC分化成一种包含上皮祖细胞在内的混合细胞群(mEB-dMix细胞)。为了探讨这类细胞是否对烧伤愈合的作用,我们将mEB-dMix细胞皮下移植于Ⅲ度烧伤小鼠,对照组注射PBS,然后进行对比观察。结果发现细胞移植组比对照组创口愈合早,创面修复结果较好,如瘢痕面积明显小于对照组,统计学上两者存在显著差异。对移植细胞进行PCR、X-gal染色和Y染色体原位杂交追踪检测,发现移植细胞在烧伤部存留约两周,未发现移植细胞整合入再生的组织部位。通过炎症细胞出现时间,以及细胞增殖周期核蛋白(Ki67)和血管内皮细胞特异标志(vWF)的免疫组化检测结果表示,实验组的炎细胞出现时间比对照组约提前24h,实验组创口完全上皮化和新生血管化都比对照组约提早3天。
结论:移植mEB-dMix有利于小鼠烧伤愈合,其作用机制有待进一步研究,可能与移植细胞的产物有关。