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近年来的基础和临床研究提示内皮祖细胞(endothelialProgenitor cells,EPCs)可以治疗缺血性心脏病以及各种疾病引起的肢体缺血,也可以用于组织工程的血管构建,或者作为基因治疗的载体和肿瘤治疗的新靶点等。由于内皮祖细胞的诸多优点及其广泛的应用前景,使得内皮祖细胞成为各国学者研究的热点。从而建立了一些分离、培养、鉴定的方法,并且对于内皮祖细胞的增殖的特性也有了一些研究和了解。然而大部分的文献是对外周血和脐带血来源的内皮祖细胞的研究,对于骨髓来源的内皮祖细胞的培养、增殖特性研究甚少。
研究目的:建立优化的小鼠骨髓内皮祖细胞的培养方法、研究小鼠骨髓内皮祖细胞的集落形成能力和增殖潜能以及GM-CSF对小鼠骨髓内皮细胞的促增殖作用。
研究方法:用本实验室配制的内皮细胞培养基(Endo-M)培养小鼠骨髓内皮祖细胞,通过Wright’s Giemsa、免疫荧光法观察内皮祖细胞的形态及表型;MTT法、划痕实验及不同浓度:Endo-M培养液对内皮细胞集落生成的影响观察:Endo-M对内皮细胞增殖的影响;通过内皮细胞的传代培养观察内皮祖细胞集落形成能力及增殖潜能;加入不同浓度的GM-CSF,通过集落形成率、MTT法和流式细胞仪检测内皮细胞生长周期等方法来观察GM-CSF对小鼠骨髓内皮细胞增殖的作用。
实验结果:(1)内皮细胞培养基 (Endo-M)诱导的骨髓细胞可以生成内皮细胞,vWF检测阳性。(2)MTT实验以及划痕实验结果表明Endo-M组与对照组相比,P均小于0.05,有显著性差异。说明Endo-M培养液对内皮细胞的促增殖作用明显。内皮细胞以较低浓度种植时可形成集落,Endo-M培养液对内皮细胞集落的多少没有影响,对内皮细胞集落的大小影响显著。(3)骨髓来源的内皮祖细胞具有等级性,可分为四个等级:高增殖潜能内皮集落形成细胞(HPP-ECFCs)、低增殖潜能内皮集落形成细胞(LPP-ECFCs)、内皮细胞丛(EndothelialCell C1uster)、成熟分化的内皮细胞(Mature DifferentiatedEdothelium)。HPP-ECFCs可以进行再种植和第三次种植并形成集落。内皮细胞整体的增殖能力显示经过 5 次传代,内皮细胞增殖了516.574±71.36倍。观察小鼠骨髓内皮细胞不同代次的增殖能力与不同代次集落增殖的比较,显示随着传代的进行,内皮祖细胞的增殖潜能和集落形成能力是逐渐下降的。(4)加入不同浓度的GM-CSF,通过观察集落形成率和MTT法均证实了GM-CSF对内皮细胞的增殖具有明显的促进作用。流式细胞仪检测结果显示了GM-CSF处理组的细胞进入S期的比率为9.3%,对照组为2.1%,说明GM-CSF可以通过促使内皮细胞进入S期,加快了细胞的分裂,从而促进了细胞的增殖。比较第一代和第四次传代后细胞的生长曲线,两者无明显差别,说明多次传代后的内皮细胞仍保持传代早期内皮细胞的增殖潜能。
结论:1.骨髓中内皮祖细胞具有等级性。
2.骨髓内皮祖细胞有巨大的增殖潜能。
3.骨髓内皮祖细胞的增殖潜能随传代次数的增加而逐渐下降。
4.GM-CSF对内皮细胞的增殖具有明显的刺激作用并且经多次扩增传代后内皮细胞的增殖潜能无明显改变。