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第4代大鼠脂肪间充质干细胞的免疫表型鉴定

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2024年4月25日发(作者:祭姣妍)

第4代大鼠脂肪间充质干细胞的免疫表型鉴定

李东飞;杨春;李桢;戴景兴;原林

【摘 要】背景:有文献证实以酶消化法可获得在脂肪组织间充质干细胞,传至第10

代时细胞生长仍良好,但表面标志物表达下降. 目的:分离培养大鼠脂肪组织间充质

干细胞,传代至第4代,检测免疫表型. 方法:从6只SD大鼠腹股沟脂肪垫中分离培

养脂肪组织间充质干细胞,以贴壁细胞扩增传代至第4代.相差显微镜下观察脂肪组

织间充质干细胞的形态,并用流式细胞术鉴定脂肪组织间充质干细胞的表面标志物

CD11b,CD29,CD45,CD49d,CD90 和 CD106的表达率.结果与结论:大鼠脂肪组织

间充质干细胞呈现类似成纤维细胞样形态学特征,免疫表型分析显示CD29和

CD90 呈阳性,而CD11b、CD45、CD49d和CD106呈阴性反应.结果提示通过这

种酶消化法获得的SD大鼠的脂肪组织间充质干细胞,免疫表型分析显示符合间充

质干细胞的特征.

【期刊名称】《中国组织工程研究》

【年(卷),期】2010(014)023

【总页数】4页(P4207-4210)

【关键词】脂肪组织;脂肪间充质干细胞;免疫表型;大鼠;细胞鉴定

【作 者】李东飞;杨春;李桢;戴景兴;原林

【作者单位】南方医科大学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515;南方医科大

学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515;南方医科大学人体解剖学教研室,广东

省广州市,510515;南方医科大学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515;南方医

科大学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515

【正文语种】中 文

【中图分类】R394.2

0 引言

目前已经从多种组织中分离出间充质干细胞,包括骨髓、脂肪、脐带血等[1-5]。

近年来对脂肪间充质干细胞(adipose tissue derived mesenchymal stem cells,

ADMSCs)的研究证实,在特定的诱导条件下ADMSCs能够分化为肌细胞、成骨

细胞、神经细胞等各种细胞[5-7],在细胞移植治疗中具有重要价值。作为细胞移

植的种子细胞之一,ADMSCs具有取材手术痛苦小、可重复进行、酶消化分离程

序简单等优点,吸引了众多研究者的兴趣[8-10]。在ADMSCs进行人体实验之前,

进行详细的动物试验来验证其安全性和有效性是必须的。目前国内外对人类和几个

种属实验动物的ADMSCs进行了研究,并鉴定了部分表面标志[11-12]。实验从

SD大鼠的腹股沟脂肪垫分离培养ADMSCs,并对这种间充质干细胞的表面标志

CD11b,CD29,CD45,CD49d,CD90和CD106的表达率进行分析,得到了

SD大鼠来源的ADMSCs的部分免疫表型。

1 材料和方法

设计:细胞学体外观察实验。

时间及地点:于2008-12/2009-05在南方医科大学人体解剖学实验室完成。

材料:2月龄SPF级SD大鼠6只,体质量200~220 g,雌雄不拘,由南方医科

大学实验动物中心提供,许可证号:SCXK粤2006-0015。实验过程中对动物处

置符合2006年科学技术部发布的《关于善待实验动物的指导性意见》[13]。

主要试剂及仪器:

主要试剂及仪器 来源H-DMEM、胎牛血清、胰蛋白酶 Gibco,美国Ⅰ型胶原酶

Sigma,美国小鼠单克隆抗大鼠CD11b, CD29、CD45、CD49d、CD90和

CD106 Biolegend,美国低温离心机 Sigma,美国Heraeus二氧化碳培养箱

Thermo,德国倒置相差显微镜 Olympus,日本FACSCalibur流式细胞仪 BD,

美国

实验方法:

ADMSCs的分离培养: 10%水合氯醛3 mL/kg腹腔注射麻醉后,无菌条件下切

取腹股沟脂肪垫。手术显微镜下清除小血管,PBS液冲洗3次,眼科剪剪碎成约1

mm×1 mm ×1 mm 大小,加入2倍体积的1.5 g/L的Ⅰ型胶原酶,37 ℃下间断

振荡消化40 min后用等量的含体积分数为10%胎牛血清的DMEM中和,1 200

r/ min离心10 min,去除上清,用含体积分数为10%胎牛血清、1%青霉素/链霉

素的DMEM重悬细胞,200目筛网过滤,以8 000~10 000 /cm2的密度接种于

25 cm2培养瓶,放置于37 ℃,体积分数为5 %CO2的培养箱中培养。1 d后换

液,以后每3 d换液1次,至长满80%瓶底时用1.5 g/L胰蛋白酶/0.02%EDTA消

化后按照1∶3传代,倒置相差显微镜下观察照相。

流式细胞术检测第4代ADMSCs表面标志:取第4代ADMSCs,按照每管106

个细胞离心,PBS重悬,分别和APC标记的小鼠单克隆抗大鼠CD11b、CD29,

PE标记的小鼠单克隆抗大鼠CD45、CD106,FITC标记的小鼠单克隆抗大鼠

CD49d、CD90孵育20 min,加入含体积分数为5%胎牛血清的PBS离心重悬2

次,后用流式细胞仪检测4种表面标志的表达率。

主要观察指标:ADMSCs的细胞形态以及6种表面标志的表达率。

设计、实施、评估者:设计、实施、评估为全体作者,均经过南方医科大学正规培

训。

2 结果

2.1 ADMSCs的分离培养 原代细胞经过约9 d后长满80%瓶底,胰蛋白酶消化后

传代,每3 d传1代,生长迅速,稳定传代至第10代细胞传代时间未见明显变化。

2.2 ADMSCs的形态 SD大鼠腹股沟脂肪垫来源的各代ADMSCs在倒置显微镜下

观察,经过传代后细胞形态逐渐均一,类似成纤维细胞,多呈长梭型或者纺锤形,

间有不规则型和三角形,见图1。

Figure 1 Morphology of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells at

passage 4图1 第4代ADMSCs形态

2.3 第4代ADMSCs表面标志的表达率 SD大鼠第4代ADMSCs中CD29和

CD90呈高表达,CD11b、CD45、CD49d和CD106表达率较低,见表1和图2。

表1 第4代SD大鼠ADMSCs流式细胞仪检测结果,以各抗原的阳性细胞百分率

表示Table 1 Results of flow cytometric analysis of adipose tissue-derived

mesenchymal stem cells from Sprague Dawley rats at passage 4 described

as percentage of positive fluorescence (±s)Surface marker CD11b CD29

CD45 CD49d CD90 CD106 Percentage of positive cells (%)3.7±3.1 99.5±0.9

1.8±0.8 2.4±4.5 92.1±2.6 2.5±2.2

Figure 2 Immunophenotype of adipose tissue-derived mesenchymal stem

cells (ADMSCs)from Sprague Dawley rats at passage 4图2 SD大鼠第4代

ADMSCs的免疫表型

3 讨论

作为间充质干细胞的一种, ADMSCs为机体提供了重要干细胞储备,具有容易获

取、含量较大、具有免疫抑制作用等优势[14-15],为细胞移植治疗提供了新的细

胞来源,并进行了相关的移植应用研究,取得了一定效果[16-19]。相关研究对人

类、马、兔、小鼠等物种获取的ADMSCs的部分表面标志进行了鉴定,对这种间

充质干细胞免疫表型有了初步了解。

目前从脂肪组织中获取ADMSCs的方法在不同的文献中略有差异,但是基本方法

都是酶消化的方法,经过离心后将获得的间质血管碎片种植于塑料培养皿中,用含

体积分数为10%胎牛血清的DMEM培养,将贴壁细胞传代后获得ADMSCs[8]。

实验采用的方法是在这种基本方法的基础经过多次探索后获得的,符合ADMSCs

的分离和培养方法,能稳定地获得SD大鼠的ADMSCs,传至第10代时细胞仍生

长良好迅速,传代时间未见延长,经过传代后细胞形态逐渐均一,呈类似成纤维细

胞的形态特征。

用消化离心的方法获得的间质血管碎片中含有多种细胞,包括内皮细胞、平滑肌细

胞、周细胞、成纤维细胞以及血液循环系统的细胞等[20]。有一种观点认为由于

ADMSCs具有在塑料培养皿表面贴附的特性,所以在经过在塑料培养皿中种植后

ADMSCs能被直接从间质血管碎片中筛选出来,之后的传代细胞能被直接用来进

行实验,并认为这些贴壁细胞就是ADMSCs[21]。另一种更为普遍的观点认为不

仅仅是ADMSCs具有贴壁的特性,包括成纤维细胞在内的其他细胞也具有这种性

质,贴壁细胞经过数次传代后逐渐被纯化,获得的细胞才基本上是ADMSCs[22]。

有研究表明经过数次(三四次)传代后,贴壁细胞中的造血系细胞标志物如CD11、

CD14和CD45的表达率逐渐下降,而间充质细胞标记物如CD29 、CD90和

CD105等逐渐达到稳定的高水平表达,细胞呈现高度的同质性[12, 23]。实验对

SD大鼠的ADMSCs的免疫表型鉴定所采用的细胞是第4代细胞。

目前证实ADMSCs的干细胞性质多采用多向诱导分化和鉴定表面标志相结合的方

法,但没有证明其具有特异性的表面标志物。实验中获取的ADMSCs的表面标志

的特点证实了其间充质干细胞的特性。研究发现,ADMSCs作为间充质干细胞的

一种,CD29和CD90应该呈阳性表达[24],实验中从SD大鼠获得的ADMSCs

中CD29和CD90具有相似的高表达率。在造血干细胞中高表达的CD11b、

CD45在两种ADMSCs表达率极低,证明其不是造血干细胞来源,与Safford等

[25]报道的检测结果相一致。关于CD49d在ADMSCs中的表达率,国内外文献

报道有很大差异,从阴性表达到强阳性表达均有报道[26-29]。实验中CD49d的

表达率很低,与Wagner等[27]的报道一致,产生这种差异的原因尚不清楚,可

能和选择动物的种系有关。在ADMSCs中不应当表达的内皮细胞标记物CD106,

在本实验中也是极低表达,与Daniel的报道相一致[30]。CD11b、CD45、

CD49d 和CD106在本实验所检测的第4代ADMSCs中的仍然有低表达率,说明

ADMSCs在传到第4代时没有达到完全纯化。

2006年国际细胞治疗协会就间充质干细胞的表面标志达成了共识,认为在人体间

充质干细胞的几种表面标志中,CD90表达率应大于95%,CD11b、CD45的表

达率应低于2%[31]。实验中CD90和CD45的表达率符合这种特征,CD11b的

表达率(3.7±3.1)%虽略高于2%,但也是低水平表达,与造血干细胞中的高表达明

显不同。

影响ADMSCs表面标志的因素有很多。有研究证实人体不同皮下脂肪组织中用不

同的方法获取的ADMSCs有不同[32],从致密骨获得的ADMSCs和从皮下获得

的ADMSCs的免疫表型也有差异[12]。另外机体不同部位和不同年龄对分离培养

的ADMSCs都有影响。有研究表明,即使同在皮下组织,白色脂肪和褐色脂肪的

ADMSCs也不尽相同[33],兔性腺来源的ADMSCs和皮下组织来源的ADMSCs

成骨能力也存在不同[34]。对各种物种ADMSCs免疫表型的深入研究对其实际应

用具有重要价值。

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2024年4月25日发(作者:祭姣妍)

第4代大鼠脂肪间充质干细胞的免疫表型鉴定

李东飞;杨春;李桢;戴景兴;原林

【摘 要】背景:有文献证实以酶消化法可获得在脂肪组织间充质干细胞,传至第10

代时细胞生长仍良好,但表面标志物表达下降. 目的:分离培养大鼠脂肪组织间充质

干细胞,传代至第4代,检测免疫表型. 方法:从6只SD大鼠腹股沟脂肪垫中分离培

养脂肪组织间充质干细胞,以贴壁细胞扩增传代至第4代.相差显微镜下观察脂肪组

织间充质干细胞的形态,并用流式细胞术鉴定脂肪组织间充质干细胞的表面标志物

CD11b,CD29,CD45,CD49d,CD90 和 CD106的表达率.结果与结论:大鼠脂肪组织

间充质干细胞呈现类似成纤维细胞样形态学特征,免疫表型分析显示CD29和

CD90 呈阳性,而CD11b、CD45、CD49d和CD106呈阴性反应.结果提示通过这

种酶消化法获得的SD大鼠的脂肪组织间充质干细胞,免疫表型分析显示符合间充

质干细胞的特征.

【期刊名称】《中国组织工程研究》

【年(卷),期】2010(014)023

【总页数】4页(P4207-4210)

【关键词】脂肪组织;脂肪间充质干细胞;免疫表型;大鼠;细胞鉴定

【作 者】李东飞;杨春;李桢;戴景兴;原林

【作者单位】南方医科大学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515;南方医科大

学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515;南方医科大学人体解剖学教研室,广东

省广州市,510515;南方医科大学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515;南方医

科大学人体解剖学教研室,广东省广州市,510515

【正文语种】中 文

【中图分类】R394.2

0 引言

目前已经从多种组织中分离出间充质干细胞,包括骨髓、脂肪、脐带血等[1-5]。

近年来对脂肪间充质干细胞(adipose tissue derived mesenchymal stem cells,

ADMSCs)的研究证实,在特定的诱导条件下ADMSCs能够分化为肌细胞、成骨

细胞、神经细胞等各种细胞[5-7],在细胞移植治疗中具有重要价值。作为细胞移

植的种子细胞之一,ADMSCs具有取材手术痛苦小、可重复进行、酶消化分离程

序简单等优点,吸引了众多研究者的兴趣[8-10]。在ADMSCs进行人体实验之前,

进行详细的动物试验来验证其安全性和有效性是必须的。目前国内外对人类和几个

种属实验动物的ADMSCs进行了研究,并鉴定了部分表面标志[11-12]。实验从

SD大鼠的腹股沟脂肪垫分离培养ADMSCs,并对这种间充质干细胞的表面标志

CD11b,CD29,CD45,CD49d,CD90和CD106的表达率进行分析,得到了

SD大鼠来源的ADMSCs的部分免疫表型。

1 材料和方法

设计:细胞学体外观察实验。

时间及地点:于2008-12/2009-05在南方医科大学人体解剖学实验室完成。

材料:2月龄SPF级SD大鼠6只,体质量200~220 g,雌雄不拘,由南方医科

大学实验动物中心提供,许可证号:SCXK粤2006-0015。实验过程中对动物处

置符合2006年科学技术部发布的《关于善待实验动物的指导性意见》[13]。

主要试剂及仪器:

主要试剂及仪器 来源H-DMEM、胎牛血清、胰蛋白酶 Gibco,美国Ⅰ型胶原酶

Sigma,美国小鼠单克隆抗大鼠CD11b, CD29、CD45、CD49d、CD90和

CD106 Biolegend,美国低温离心机 Sigma,美国Heraeus二氧化碳培养箱

Thermo,德国倒置相差显微镜 Olympus,日本FACSCalibur流式细胞仪 BD,

美国

实验方法:

ADMSCs的分离培养: 10%水合氯醛3 mL/kg腹腔注射麻醉后,无菌条件下切

取腹股沟脂肪垫。手术显微镜下清除小血管,PBS液冲洗3次,眼科剪剪碎成约1

mm×1 mm ×1 mm 大小,加入2倍体积的1.5 g/L的Ⅰ型胶原酶,37 ℃下间断

振荡消化40 min后用等量的含体积分数为10%胎牛血清的DMEM中和,1 200

r/ min离心10 min,去除上清,用含体积分数为10%胎牛血清、1%青霉素/链霉

素的DMEM重悬细胞,200目筛网过滤,以8 000~10 000 /cm2的密度接种于

25 cm2培养瓶,放置于37 ℃,体积分数为5 %CO2的培养箱中培养。1 d后换

液,以后每3 d换液1次,至长满80%瓶底时用1.5 g/L胰蛋白酶/0.02%EDTA消

化后按照1∶3传代,倒置相差显微镜下观察照相。

流式细胞术检测第4代ADMSCs表面标志:取第4代ADMSCs,按照每管106

个细胞离心,PBS重悬,分别和APC标记的小鼠单克隆抗大鼠CD11b、CD29,

PE标记的小鼠单克隆抗大鼠CD45、CD106,FITC标记的小鼠单克隆抗大鼠

CD49d、CD90孵育20 min,加入含体积分数为5%胎牛血清的PBS离心重悬2

次,后用流式细胞仪检测4种表面标志的表达率。

主要观察指标:ADMSCs的细胞形态以及6种表面标志的表达率。

设计、实施、评估者:设计、实施、评估为全体作者,均经过南方医科大学正规培

训。

2 结果

2.1 ADMSCs的分离培养 原代细胞经过约9 d后长满80%瓶底,胰蛋白酶消化后

传代,每3 d传1代,生长迅速,稳定传代至第10代细胞传代时间未见明显变化。

2.2 ADMSCs的形态 SD大鼠腹股沟脂肪垫来源的各代ADMSCs在倒置显微镜下

观察,经过传代后细胞形态逐渐均一,类似成纤维细胞,多呈长梭型或者纺锤形,

间有不规则型和三角形,见图1。

Figure 1 Morphology of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells at

passage 4图1 第4代ADMSCs形态

2.3 第4代ADMSCs表面标志的表达率 SD大鼠第4代ADMSCs中CD29和

CD90呈高表达,CD11b、CD45、CD49d和CD106表达率较低,见表1和图2。

表1 第4代SD大鼠ADMSCs流式细胞仪检测结果,以各抗原的阳性细胞百分率

表示Table 1 Results of flow cytometric analysis of adipose tissue-derived

mesenchymal stem cells from Sprague Dawley rats at passage 4 described

as percentage of positive fluorescence (±s)Surface marker CD11b CD29

CD45 CD49d CD90 CD106 Percentage of positive cells (%)3.7±3.1 99.5±0.9

1.8±0.8 2.4±4.5 92.1±2.6 2.5±2.2

Figure 2 Immunophenotype of adipose tissue-derived mesenchymal stem

cells (ADMSCs)from Sprague Dawley rats at passage 4图2 SD大鼠第4代

ADMSCs的免疫表型

3 讨论

作为间充质干细胞的一种, ADMSCs为机体提供了重要干细胞储备,具有容易获

取、含量较大、具有免疫抑制作用等优势[14-15],为细胞移植治疗提供了新的细

胞来源,并进行了相关的移植应用研究,取得了一定效果[16-19]。相关研究对人

类、马、兔、小鼠等物种获取的ADMSCs的部分表面标志进行了鉴定,对这种间

充质干细胞免疫表型有了初步了解。

目前从脂肪组织中获取ADMSCs的方法在不同的文献中略有差异,但是基本方法

都是酶消化的方法,经过离心后将获得的间质血管碎片种植于塑料培养皿中,用含

体积分数为10%胎牛血清的DMEM培养,将贴壁细胞传代后获得ADMSCs[8]。

实验采用的方法是在这种基本方法的基础经过多次探索后获得的,符合ADMSCs

的分离和培养方法,能稳定地获得SD大鼠的ADMSCs,传至第10代时细胞仍生

长良好迅速,传代时间未见延长,经过传代后细胞形态逐渐均一,呈类似成纤维细

胞的形态特征。

用消化离心的方法获得的间质血管碎片中含有多种细胞,包括内皮细胞、平滑肌细

胞、周细胞、成纤维细胞以及血液循环系统的细胞等[20]。有一种观点认为由于

ADMSCs具有在塑料培养皿表面贴附的特性,所以在经过在塑料培养皿中种植后

ADMSCs能被直接从间质血管碎片中筛选出来,之后的传代细胞能被直接用来进

行实验,并认为这些贴壁细胞就是ADMSCs[21]。另一种更为普遍的观点认为不

仅仅是ADMSCs具有贴壁的特性,包括成纤维细胞在内的其他细胞也具有这种性

质,贴壁细胞经过数次传代后逐渐被纯化,获得的细胞才基本上是ADMSCs[22]。

有研究表明经过数次(三四次)传代后,贴壁细胞中的造血系细胞标志物如CD11、

CD14和CD45的表达率逐渐下降,而间充质细胞标记物如CD29 、CD90和

CD105等逐渐达到稳定的高水平表达,细胞呈现高度的同质性[12, 23]。实验对

SD大鼠的ADMSCs的免疫表型鉴定所采用的细胞是第4代细胞。

目前证实ADMSCs的干细胞性质多采用多向诱导分化和鉴定表面标志相结合的方

法,但没有证明其具有特异性的表面标志物。实验中获取的ADMSCs的表面标志

的特点证实了其间充质干细胞的特性。研究发现,ADMSCs作为间充质干细胞的

一种,CD29和CD90应该呈阳性表达[24],实验中从SD大鼠获得的ADMSCs

中CD29和CD90具有相似的高表达率。在造血干细胞中高表达的CD11b、

CD45在两种ADMSCs表达率极低,证明其不是造血干细胞来源,与Safford等

[25]报道的检测结果相一致。关于CD49d在ADMSCs中的表达率,国内外文献

报道有很大差异,从阴性表达到强阳性表达均有报道[26-29]。实验中CD49d的

表达率很低,与Wagner等[27]的报道一致,产生这种差异的原因尚不清楚,可

能和选择动物的种系有关。在ADMSCs中不应当表达的内皮细胞标记物CD106,

在本实验中也是极低表达,与Daniel的报道相一致[30]。CD11b、CD45、

CD49d 和CD106在本实验所检测的第4代ADMSCs中的仍然有低表达率,说明

ADMSCs在传到第4代时没有达到完全纯化。

2006年国际细胞治疗协会就间充质干细胞的表面标志达成了共识,认为在人体间

充质干细胞的几种表面标志中,CD90表达率应大于95%,CD11b、CD45的表

达率应低于2%[31]。实验中CD90和CD45的表达率符合这种特征,CD11b的

表达率(3.7±3.1)%虽略高于2%,但也是低水平表达,与造血干细胞中的高表达明

显不同。

影响ADMSCs表面标志的因素有很多。有研究证实人体不同皮下脂肪组织中用不

同的方法获取的ADMSCs有不同[32],从致密骨获得的ADMSCs和从皮下获得

的ADMSCs的免疫表型也有差异[12]。另外机体不同部位和不同年龄对分离培养

的ADMSCs都有影响。有研究表明,即使同在皮下组织,白色脂肪和褐色脂肪的

ADMSCs也不尽相同[33],兔性腺来源的ADMSCs和皮下组织来源的ADMSCs

成骨能力也存在不同[34]。对各种物种ADMSCs免疫表型的深入研究对其实际应

用具有重要价值。

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