目的探討細胞骨架重塑對體外大鼠跟腱來源肌腱干細胞(tendon stem cells,TSCs)成脂分化的影響。 方法取3周齡雄性SD大鼠跟腱組織,采用酶消化法分離、培養(yǎng)TSCs,取第3代細胞用于實驗。將細胞分別以細胞松弛素D(cytochalasin D,CYD)終濃度為0、50、100、500、1 000 ng/mL的含15%FBS的DMEM培養(yǎng)基進行培養(yǎng),倒置相差顯微鏡下觀察細胞存活及形態(tài)變化,纖維肌動蛋白(fibros actin,F-actin)染色觀察細胞骨架,Western blot檢測F-actin/球狀肌動蛋白(globular actin,G-actin)比值,根據(jù)結果選擇CYD有效使用濃度進行后續(xù)實驗。取TSCs分別采用成脂誘導培養(yǎng)基(誘導組)、含CYD的成脂誘導培養(yǎng)基(CYD+誘導組)以及普通培養(yǎng)基(普通組)、含CYD的普通培養(yǎng)基(CYD+普通組)培養(yǎng)3、7 d,收集各組細胞行實時熒光定量PCR檢測成脂分化相關特異標志性基因表達,包括過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ, PPARγ)、脂蛋白酯酶(1ipoprotein lipase,LPL)、脂肪酸結合蛋白(aP2),Western blot檢測PPARγ、aP2蛋白表達。 結果CYD濃度為100 ng/mL時既能有效干擾TSCs細胞骨架F-actin的聚合,又不影響TSCs的存活,選擇該濃度進行后續(xù)實驗。實時熒光定量PCR及Western blot檢測示,3、7 d時CYD+誘導組PPARγ、LPL和aP2基因及PPARγ、aP2蛋白表達均顯著高于誘導組,比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。3、7 d時CYD+普通組PPARγ、LPL和aP2基因表達也顯著高于普通組,比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。 結論細胞骨架重塑是TSCs成脂分化的一個先決條件,抑制F-actin聚合可促進TSCs的成脂分化,對肌腱病的發(fā)病機制研究具有重要意義。
目的 種子細胞是組織工程研究熱點,研究具有高成脂分化能力、可應用于脂肪組織工程的種子細胞,以提高組織工程脂肪的構建效率。 方法 取自愿捐贈的吸脂術脂肪組織采用膠原酶消化后,提取成熟脂肪細胞(mature adipocytes,MA)及脂肪來源干細胞(adipose-derived stromal cells,ADSCs);天花板貼壁培養(yǎng)法誘導MA 去分化,獲得去分化脂肪細胞(dedifferentiated adipocytes,DA)。取第4 代DA 和ADSCs 行成脂誘導培養(yǎng),采用倒置相差顯微鏡觀察、油紅O 染色分光光度計法及細胞計數(shù)法比較DA、ADSCs 成脂分化能力。 結果 MA 在體外培養(yǎng)環(huán)境下能去分化為成纖維細胞狀DA。成脂誘導培養(yǎng)14 d 內(nèi),倒置相差顯微鏡下觀察顯示DA 脂滴聚集能力顯著大于ADSCs。油紅O 染色分光光度計法顯示DA 在誘導培養(yǎng)4 d 后出現(xiàn)顯著性脂滴聚集,ADSCs 10 d 時才出現(xiàn)顯著性脂滴聚集;誘導12 d 后DA 的吸光度值大于ADSCs,差異有統(tǒng)計學意義(P lt; 0.05)。油紅O 染色細胞計數(shù)法顯示,DA 的成脂分化率為65% ± 6%,ADSCs為35% ± 5%,差異有統(tǒng)計學意義(P lt; 0.05)。 結論 DA 成脂分化能力高于ADSCs,有望成為脂肪組織工程種子細胞。
目的 綜述Hedgehog 信號通路對MSCs 的增殖和多向分化的調(diào)控。 方法 查閱并綜合分析近年有關Hedgehog 信號通路對MSCs 生物學特性調(diào)控的文獻,并進行綜述。 結果 Hedgehog 信號通路促進MSCs 的增殖,并在其成骨、成軟骨分化中發(fā)揮重要作用,抑制其成脂分化。 結論 Hedgehog 信號通路對MSCs 增殖與多向分化調(diào)控的功能可作為組織或器官缺血、骨質(zhì)疏松、軟骨發(fā)育不全和肥胖癥等新的治療靶點。
體外分離培養(yǎng)豬滑膜源性MSCs(synovium-derived MSCs,SMSCs),探討其在體外多向分化潛能。 方法 2 月齡長楓雜交豬3 頭,雌雄不限,體重8 ~ 10 kg。取豬膝關節(jié)滑膜組織分離SMSCs 并行原代及傳代培養(yǎng),待第3 代SMSCs 長滿培養(yǎng)皿后,吸去基礎培養(yǎng)液,分別加入特定培養(yǎng)液進行成軟骨、成骨、成脂誘導分化,作為實驗組;以基礎培養(yǎng)液培養(yǎng)作為對照組。成軟骨誘導21 d 后行甲苯胺藍染色、免疫組織化學染色和實時熒光定量 PCR 檢測;成骨誘導10 d 后行ALP 染色檢測,21 d 后行茜素紅染色檢測;成脂誘導21 d 后行油紅O 染色檢測。 結果 SMSCs 培養(yǎng)24 h后細胞形態(tài)細長或呈多角形;48 h 后細胞數(shù)量增多;72 h 后可見大量紡錘形細胞,其間散在分布少許小圓形細胞。實驗組成軟骨誘導21 d 后甲苯胺藍染色呈陽性,細胞外有蛋白多糖(Aggrecan)形成;免疫組織化學染色示特異軟骨基質(zhì)Col Ⅱ表達;實時熒光定量PCR 檢測示Col Ⅱ A1、Aggrecan、SOX9 mRNA 表達量與對照組比較,差異有統(tǒng)計學意義(P lt; 0.05)。成骨誘導10 d 后ALP 染色陽性,21d 后茜素紅染色陽性,有鈣結節(jié)形成。成脂誘導21 d 后油紅O 染色示細胞內(nèi)有脂滴形成。對照組除ALP 染色觀察呈弱陽性外,余染色均呈陰性。 結論 豬膝關節(jié)滑膜組織可分離獲取SMSCs,其在體外具有向成軟骨、成骨、成脂多向分化潛能,有望成為組織工程種子細胞來源。
目的體外實驗研究腺病毒介導Wnt10b基因表達與抑制對人BMSCs(human BMSCs,hBMSCs)成骨成脂分化的調(diào)控。 方法取健康成人髂骨骨髓分離培養(yǎng)hBMSCs,取第4代細胞并分為4組:A、B、C組分別加入Wnt10b基因表達腺病毒載體、Wnt10b基因沉默(Wnt10b-shRNA)腺病毒載體和空病毒轉(zhuǎn)染細胞,D組細胞不進行轉(zhuǎn)染作為空白對照組。各組進行成骨、成脂和無誘導培養(yǎng),通過ALP染色、茜素紅染色和油紅O染色檢測Wnt10b對各組成骨成脂分化的影響,通過實時熒光定量PCR檢測成骨和成脂相關基因表達,Western blot檢測成骨和成脂相關蛋白表達,了解Wnt10b對hBMSCs成骨成脂轉(zhuǎn)錄和蛋白水平的影響。 結果成骨誘導培養(yǎng)后ALP染色4組均呈陽性,A組呈強陽性,B組染色最弱;茜素紅染色A組出現(xiàn)大量片狀融合褐色礦化結節(jié),B組見少許點狀褐色礦化結節(jié),C、D組出現(xiàn)大量點狀褐色礦化結節(jié)。成脂誘導培養(yǎng)后油紅O染色B、C、D組呈強陽性表現(xiàn),其中B組最強;A組散在小團狀著色區(qū),數(shù)量較其他組明顯減少。熒光定量PCR和Western blot結果示:A組成骨轉(zhuǎn)錄因子和蛋白表達高于B、C、D組,B組低于C、D組;而成脂轉(zhuǎn)錄因子和蛋白表達與成骨轉(zhuǎn)錄因子及蛋白表達情況相反。 結論Wnt10b基因高表達促進hBMSCs向成骨分化,低表達則促進成脂分化。
目的通過觀察大鼠燒傷血清對3T3-L1前脂肪細胞增殖活性和成脂分化能力的影響,探索燒傷對脂肪代謝的影響。 方法選擇成年雄性SD大鼠 48 只,隨機分為假傷組及燒傷1、4、7、14、21 d組,每組8只。各燒傷組大鼠背部制備30% 總體表面積的Ⅲ度燙傷模型,分別于對應時間點收集血清;假傷組不作處理,取血清作為正常對照。采用各組血清培養(yǎng)3T3-Ll前脂肪細胞,MTT法檢測細胞增殖活性,選擇增殖能力最低組血清作為后續(xù)刺激血清。取3T3-Ll前脂肪細胞分別采用假傷血清(A組)、燒傷血清(B組)、假傷血清成脂誘導(C組)、燒傷血清成脂誘導(D組)培養(yǎng)。倒置顯微鏡下觀察細胞生長情況,誘導培養(yǎng)7 d后行油紅O染色,進行脂肪細胞計數(shù)并測量吸光度(A)值,實時定量PCR及Western blot檢測過氧化物酶體增殖物激活受體γ(preoxisome proliferator-activated receptor γ,PPAR-γ)和脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)基因及蛋白表達。 結果MTT檢測示,與其余各組比較,燒傷4、7 d組細胞增殖能力顯著降低(P<0.05),其中7 d組最低(P<0.05),取燒傷7 d組大鼠血清作為后續(xù)刺激血清。倒置顯微鏡觀察示,培養(yǎng)后A、B組細胞形態(tài)無明顯變化;誘導培養(yǎng)后C、D組細胞呈脂肪細胞樣變,其中C組最顯著。油紅O染色示,C組細胞染色呈陽性,D組為弱陽性,余均為陰性;脂肪細胞計數(shù)以及A值比較示,A組高于B組、C組高于D組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。實時定量PCR及Western blot檢測示,B組PPAR-γ基因相對表達量明顯低于A組(P<0.05),但LPL基因相對表達量差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);PPAR-γ、LPL蛋白表達量比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。D組PPAR-γ、LPL基因及蛋白表達量均顯著優(yōu)于C組(P<0.05)。 結論大鼠燒傷7 d 血清可致3T3-Ll前脂肪細胞成脂分化能力下降。
目的研究人BMSCs在成骨、成軟骨及成脂分化過程中的免疫原性及其對外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)增殖的抑制能力。 方法取健康志愿者骨髓分離培養(yǎng)BMSCs,分別進行成骨、成軟骨和成脂誘導分化7、14、21 d。通過流式細胞術檢測未分化及分化過程中BMSCs的人類白細胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)Ⅰ類及Ⅱ類分子表達水平的改變。分離培養(yǎng)健康志愿者PBMC,按10∶1比例將PBMC與BMSCs共培養(yǎng)5 d,通過流式細胞術檢測未分化及分化過程中BMSCs對PBMC增殖的抑制能力變化。 結果未分化BMSCs表達HLA-Ⅰ類分子,基本不表達HLA-Ⅱ類分子。成骨、成軟骨分化過程中各時間點HLA-Ⅰ、Ⅱ類分子表達無明顯改變(P>0.05),且HLA-Ⅱ類分子表達水平均較低。成脂分化14、21 d HLA-Ⅰ類分子表達逐漸升高,與0、7 d比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);成脂分化7、14、21 d HLA-Ⅱ類分子表達也逐漸出現(xiàn)并升高,均顯著高于0 d(P<0.05)。PBMC在無抗CD3、CD28微球刺激下無明顯增殖,加入抗CD3、CD28微球后顯著增殖,未分化BMSCs能顯著抑制PBMC的增殖。成骨、成軟骨分化過程中BMSCs抑制PBMC增殖能力無明顯改變(P>0.05)。成脂分化7、14、21 d,BMSCs抑制PBMC增殖能力逐漸減弱,各時間點間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。 結論人BMSCs成骨、成軟骨分化過程中仍具有低免疫原性和較強的免疫抑制能力,可作為同種異體組織工程修復和生物治療的細胞;而成脂分化后免疫原性升高、免疫抑制能力降低,不適合作為同種異體組織工程修復和生物治療的細胞。
目的 總結影響脂肪干細胞成脂分化的供體因素和實驗因素,為脂肪干細胞成脂分化研究提供參考。 方法 廣泛查閱近年來國內(nèi)外有關影響脂肪干細胞成脂分化的供體因素和實驗因素相關研究報道,并進行總結。 結果 影響脂肪干細胞成脂分化的供體因素和實驗因素很多,其中有很多因素仍存在爭議,如供體年齡、健康狀態(tài)、脂肪組織取材部位等,有待進一步研究。 結論 需進一步深入研究影響脂肪干細胞成脂分化的供體因素和實驗因素,明確存在爭議的事項,為脂肪干細胞在脂肪組織工程中的應用奠定基礎。
目的 探討抗氧化劑谷胱甘肽(glutathione,GSH)對激素誘導的人 BMSCs 成脂、成骨關鍵因子表達水平的影響。 方法 取 3 例股骨頸骨折患者股骨近端骨髓,采用密度梯度離心聯(lián)合貼壁法進行 BMSCs 的分離、培養(yǎng)和純化。取第 3 代 BMSCs 分為 5 組:A 組,單純 BMSCs 組(1×105個/mL);B 組,BMSCs(1×105個/mL)+10 μmol/L 地塞米松;C 組,BMSCs(1×105個/mL)+10 μmol/L 地塞米松+5 μmol/L GSH;D 組,BMSCs(1×105個/mL)+10 μmol/L 地塞米松+10 μmol/L GSH;E 組,BMSCs(1×105個/mL)+10 μmol/L 地塞米松+50 μmol/L GSH。培養(yǎng) 7 d,采用流式細胞儀檢測細胞內(nèi)活性氧水平,RT-PCR 檢測細胞內(nèi)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和過氧化氫酶(Catalase)mRNA 表達水平,實時熒光定量 PCR 檢測成脂轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增殖激活受體 γ(peroxisome proliferator-activated receptors γ,PPAR-γ)、CCAAT 增強結合蛋白(CCAAT/enhancer-binding family of proteins,C/EBP)和成骨轉(zhuǎn)錄因子 Runx2、ALP 基因表達情況;培養(yǎng) 21 d,采用油紅 O 染色觀察細胞成脂分化情況,Western blot 檢測相關蛋白表達水平。 結果 B 組細胞內(nèi)活性氧水平顯著高于其余各組,C 組高于 A、D、E 組,D、E 組高于 A 組(P<0.05);D、E 組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。B 組油紅 O 染色陽性細胞明顯多于其余各組,C、D、E、A 組依次減少,各組吸光度(A)值比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。RT-PCR 檢測示,B 組 SOD 和 Catalase mRNA 相對表達量較其余各組顯著降低,C 組低于 A、D、E 組(P<0.05);A、D、E 組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實時熒光定量 PCR 檢測示,B 組 PPAR-γ、C/EBP mRNA 相對表達量顯著高于其余各組(P<0.05);C 組高于 A、D、E 組,D、E 組高于 A 組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);D、E 組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。B 組 Runx2、ALP mRNA 相對表達量顯著低于其余各組,C 組低于 A、D、E 組,D、E 組低于 A 組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);D、E 組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。Western blot 檢測示,B 組 PPAR-γ、C/EBP 蛋白相對表達量較其余各組顯著提高,C、D、E、A 組呈逐漸下降趨勢,組間比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);B 組 Runx2、ALP 蛋白相對表達量較其余各組顯著下降,C、D、E、A 組呈逐漸上升趨勢,組間比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。 結論 GSH 可通過降低細胞內(nèi)活性氧水平抑制人 BMSCs 成脂分化,增強成骨分化;在一定范圍內(nèi),GSH 濃度越高,效果越明顯。
目的探討石膽酸(lithocholic acid,LCA)對于BMSCs成骨-成脂分化平衡的影響。方法 取10周齡SPF級C57BL/6J雌性小鼠12只,隨機分為實驗組(行雙側(cè)卵巢切除術)和對照組(僅移除卵巢周圍相同體積脂肪組織),每組6只。術后每周測量體質(zhì)量,4周取小鼠子宮稱重;取股骨標本行micro-CT掃描和三維重建,分析骨量變化;取脛骨標本行HE染色并計算骨髓腔區(qū)域中骨髓脂肪空泡數(shù)量和面積百分比;取血清樣本,采用ELISA法檢測骨轉(zhuǎn)換標志物表達;取肝臟樣本行實時熒光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR)檢測膽汁酸代謝關鍵酶相關基因cyp7a1、cyp7b1、cyp8b1及cyp27a1表達。采用離心法分離2只10周齡C57BL/6J雌性小鼠BMSCs,取第3代細胞分別給予0、1、10、100 μmol/L LCA干預并行細胞計數(shù)試劑盒8法檢測細胞毒性,經(jīng)成骨及成脂誘導分化7 d后分別行ALP染色和油紅O染色,并行RT-qPCR檢測成骨相關基因ALP、Runt相關轉(zhuǎn)錄因子2(Runt-related transcription factor 2,Runx2)、骨鈣素(osteocalcin,OCN)以及成脂細胞相關基因脂聯(lián)素(Adiponectin,Adipoq)、脂肪酸結合蛋白(fatty acid binding protein 4,F(xiàn)ABP4)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)表達。結果 與對照組比較,實驗組小鼠體質(zhì)量升高、子宮萎縮、骨量降低、骨髓脂肪擴張、骨代謝呈高骨轉(zhuǎn)換狀態(tài);RT-qPCR檢測示肝臟膽汁酸代謝關鍵酶相關基因cyp7a1、cyp8b1、cyp27a1表達降低(P<0.05),而cyp7b1表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。LCA干預濃度為1、10、100 μmol/L時,對BMSCs均無明顯毒性作用,且LCA以劑量依賴性抑制BMSCs成骨相關基因ALP、Runx2、OCN表達,ALP染色陽性區(qū)域減少;同時,LCA促進成脂相關基因Adipoq、FABP4、PPARγ表達,油紅O染色陽性區(qū)域增加。結論 絕經(jīng)后小鼠骨質(zhì)疏松病理狀態(tài)下膽汁酸代謝發(fā)生改變,次級膽汁酸LCA以干擾BMSCs成骨-成脂分化平衡方式影響骨重塑。