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目的:探讨醋酸铅和甲基汞(methyl mercury,MeHg)对脐带间质干细胞(Human umbilical cord mesenchymal stem cells,HucMSCs)生物学特性的影响,为铅对造血系统影响的研究以及汞生殖发育毒性机制的研究提供新的视角,为毒理学试验在干细胞水平的研究提供新的思路。
方法:(1)采用组织块贴壁法分离培养脐带间质干细胞,取第3—5代用于本实验。(2)运用MTT法,细胞计数法检测醋酸铅对脐带间质干细胞增殖的影响,选取60μmol/L作为后续试验的作用浓度;流式细胞仪分析醋酸铅对间质干细胞凋亡以及细胞周期的影响;成骨诱导分为实验组和对照组,诱导14天后,进行ALP细胞化学染色以及钙基质染色(Von Kossa),并提取RNA,RT-PCR检测ALP基因水平的差异;60μmol/L醋酸铅作用24,48,72小时后RT-PCR检测脐带间质干细胞细胞因子的表达情况;用集落形成实验来研究醋酸铅对间质干细胞造血支持作用的影响。(3)用100ppm的醋酸铅作用SD大鼠建立铅中毒模型,取大鼠骨髓切片HE染色,观察醋酸铅对大鼠骨髓的损伤。(4)运用MTT法检测甲基汞对脐带间质干细胞增殖的影响;流式细胞仪分析不同浓度甲基汞对间质干细胞凋亡以及细胞周期的影响;成骨诱导分为实验组和对照组,诱导14天后,进行ALP细胞化学染色以及钙基质染色(Von Kossa),并提取RNA,RT-PCR检测ALP基因水平的差异。
结果:(1)醋酸铅作用后会抑制细胞增殖并呈浓度时间依赖性,可以引起细胞凋亡,抑制细胞的成骨分化,并导致脐带间质干细胞分泌细胞因子的能力下降,体外造血支持作用受到抑制。(2)1000ppm醋酸铅作用两个或三个月后,大鼠血铅水平明显增高,发生铅中毒,大鼠骨髓发生病理改变。(3)甲基汞作用后导致脐带间质干细胞增殖能力减低,细胞发生凋亡,成骨分化能力受到抑制。
结论:(1)醋酸铅可以抑制脐带间质干细胞的增殖分化,导致细胞发生凋亡,分泌的细胞因子表达减低,造血支持作用受到抑制。(2)铅中毒后,大鼠骨髓受到损伤。(3)甲基汞抑制脐带间质干细胞的增殖分化。