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第一章,目的:建立体外分离、纯化并扩增成年大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的方法。分析所培养细胞的表面抗原并检测它们向脂肪细胞分化的潜能。
方法:从大鼠胫骨下端抽取骨髓,以贴壁培养法分离、纯化和扩增大鼠BMSCs。用倒置显微镜观察培养细胞的形态学特征。流式细胞仪(FCM)检测所培养的第2代细胞的细胞表面抗原以及它们的细胞周期特征。对用成脂培养液培养10天和21天的细胞进行油红O染色,观察胞质内脂滴沉积情况。
结果:所培养之细胞为成纤维细胞样,原代细胞呈集落状生长。第2代细胞的表面抗原CD29和CD90为阳性,造血细胞谱系抗原CD45为阴性。约有90%的细胞处于G0/G1期。在成脂诱导后第10天和第21天,镜下可见分别约有40%和90%的细胞内积聚了可被油红O染液着色的脂滴,证实这些细胞发生了成脂分化。
结论:本研究成功地体外分离、纯化和扩增了大鼠BMSCs。这些扩增后的第二代细胞表达BMSCs表面抗原,具有良好的增殖及向脂肪细胞分化的潜能。
第二章:嵌合性5型腺病毒载体Ad5/F35体外转染大鼠骨髓间充质干细胞的研究
目的:研究携带35型腺病毒纤毛的嵌合性5型腺病毒载体Ad5/F35能否有效地将增强型绿色荧光蛋白(eGFP)基因体外转染大鼠BMSCs,并观察eGFP基因在大鼠BMSCs内持续表达的时间;观察被转染的大鼠BMSCs是否保留其成脂分化的潜能。
方法:贴壁培养法分离、扩增大鼠BMSCs。用带有eGFP基因的Ad5/F35(Ad5/F35-eGFP)分别以1、10、100、1000的感染复数(M01)转染第2代大鼠BMSCs;荧光倒置显微镜和流式细胞仪(FCM)检测eGFP基因的转染效率与表达水平,观察细胞生长状态以评估病毒对大鼠BMSCs基本生物学特性的影响;对MOI=100的病毒转染的大鼠BMSCs在转染后第2、7、14、21、30天分别用FCM检测大鼠BMSCs内eGFP的表达情况;对MOI=100的病毒转染的大鼠BMSCs在转染后第2天用成脂培养液培养细胞15天,对诱导后细胞进行油红O染色,观察被转染的大鼠BMSCs内脂滴沉积情况。
结果:MOI在1到1000范围内,eGFP基因转染效率和表达水平与Ad5/F35-eGFP的MOI呈正向剂量相关性。MOI=100的病毒可转染90%左右的大鼠BMSCs,且转基因在一个月内均有表达。MOI为1、10、100的病毒不影响大鼠BMSCs的活力和增殖能力。转染后大鼠BMSCs在成脂培养液中培养第15天,可见eGFP阳性细胞的胞质内含有能够被油红O着色的脂滴。
结论:在不影响细胞活力和增殖能力的同时,嵌合性5型腺病毒载体Ad5/F35可以高效地将eGFP基因体外转染大鼠BMSCs,转基因能够在大鼠BMSCs中表达。被转染的大鼠BMSCs依然保留其成脂分化的潜能。本研究为使用BMSCs进行细胞治疗与基因治疗提供了实验依据。
第三章,目的:研究自体BMSCs局部注射移植能否促进全层皮肤创面的愈合,提高创面愈合的质量,并观察植入的自体BMSCs在体内的存活情况及其与创面肉芽组织形成的关联性。
方法:分离、扩增大鼠BMSCs。在大鼠背部制作三个圆形全层皮肤创面。我们在细胞移植组的创面边缘注射含第二代自体大鼠BMSCs细胞悬液,在生理盐水组的创面边缘注射生理盐水,对旷置组的创面不做任何处理。在细胞移植后第1、3、6、9、12和15天观察各组创面愈合的大体情况,并比较前4个时间点各组创面面积的大小。在细胞移植后第15天获取各组创面肉芽组织制作组织切片,观察它们组织学形态特点。在我们用MOI=100的Ad5/F35-eGFP体外转染第2代大鼠BMSCs第二天,将25μl含有约5×10<5>个转染细胞(BMSCs-eGFP)的细胞悬液注射在细胞移植组创面边缘,同时将25μl生理盐水注射在生理盐水组创面边缘作为对照。分别于BMSCs-eGFP移植后第7和14天获取细胞移植部位皮肤样本,于第14天获取创面内肉芽组织样本,制作冰冻切片,用荧光显微镜观察BMSCs-eGFP在原有组织和新生组织内的存活、分布和形态。
结果:在自体BMSCs移植后大体上观,细胞移植组创面愈合速度快于其余两组创面。在细胞移植后第1天各组创面面积无显著性差异,在细胞移植后第3、6、9天细胞移植组创面面积小于其它两组创面面积。在细胞移植第15天,镜下可见细胞移植组创面肉芽组织成熟和再上皮化程度均高于其余两组创面。在BMSCs-eGFP移植后第7和14天能够在细胞移植部位真皮内发现BMSCs-eGFP。在转染细胞移植后第14天可见少量的BMSCs-eGFP出现在细胞移植创面肉芽组织浅层。
结论:自体BMSCs局部注射移植能够促进全层皮肤创面的愈合并提高创面愈合的质量,所植入的自体BMSCs能够存活并参与创面肉芽组织的形成。本研究为自体BMSCs移植治疗皮肤创伤提供了一定的实验依据。