猫角膜缘干细胞采样、分离和培养的试验研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yzl1983523
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目的:本研究使用光学相干断层扫描(OCT)探索角膜缘干细胞分布区—角膜缘栅栏结构(POV)与年龄和角膜位置的关系,并通过对比不同分离和培养方法体外培养猫角膜缘干细胞(LSCs)效果,建立使猫LSCs保持持续增殖力、结构功能正常的分离和培养体系,为兽医临床应用角膜缘干细胞治疗相关疾病提供帮助,为进一步深入研究奠定基础。方法:OCT采集2-6月龄、1-3岁、3-6岁年龄段各3只猫的上、下、鼻、颞四个方向的角膜缘干细胞区(POV)图像,观察POV形态并测量中央角膜上皮厚度、POV区最大角膜上皮厚度(ET),对POV进行典型与非典型分类;使用组织块贴壁法(T法)、混合酶消化法(N法)、混合酶消化法联合组织贴壁法(NT法)三种不同消化法分离角膜缘细胞,使用免疫荧光细胞化学检测推定角膜缘干细胞标志蛋白ABCG2表达情况,筛选最适分离猫LSCs方法。以鼠尾I型胶原凝胶为生长载体,使用三种完全培养基进行细胞培养:对照组(BC组);含血清培养基(DLM组);无血清培养基(SCM组),连续7d间隔24h使用CCK-8法进行细胞计数,绘制生长曲线,对比细胞生长情况,筛选猫LSCs的最适培养基;每隔24h小时进行细胞形态学观察,计数细胞并绘制细胞生长曲线,计算群体倍增时间,对第3代、第4代、第5代使用细胞免疫荧光化学检测鉴定波形蛋白表达情况。结果:在各年龄段的9只猫中,OCT可以显示角膜缘的大部分详细结构。从形态学观察,POV结构随年龄的增长发生变化,典型形态的POV与猫的年龄呈负相关,同时典型形态的POV在猫上、下象限出现概率大于鼻、颞部。在上、下象限POV的最大ET值明显高于在鼻侧、颞侧,差异显著(P<0.05),上、下象限POV的最大ET值差异不显著(P>0.05),鼻侧、颞侧的最大ET值差异不显著(P>0.05)。角膜缘四个方位的POV最大ET值随年龄的增长而逐渐降低,上、下象限降低差异不显著(P>0.05),鼻侧最大ET值降低显著(P<0.05),颞侧最大ET值降低极显著(P<0.01),表明角膜缘的上皮厚度随年龄增长逐渐变薄。中央角膜上皮厚度随着猫年龄的增长变化不显著(P>0.05)。最终得出2-6月龄猫的上/下象限典型POV发生率最高。选择2-6月龄猫的上/下象限用于猫LSCs取样培养。明显观察到T法的干细胞形态的细胞游出速度最慢,细胞数量最少,生长速度最慢,N法的初始干细胞形态细胞比T法多,但有其他形态的杂细胞混合生长,而NT法,干细胞形态的细胞数量比其他两组多,其他形态的杂细胞较少。ABCG2表达显示,三种方法分离细胞均为角膜缘干细胞,NT法分离猫LSCs的效果最好。三种培养基均可培养猫LSCs,细胞形态无差异,细胞在DLM中增殖速度最快,细胞生长峰值到达时间更短,与其他两组相比,差异显著(P<0.05),故最终筛选出DLM是最适合用于培养猫LSCs。观察猫LSCs的生长状态,细胞形态清晰,呈典型的梭形,胞质丰富,核呈圆形,细胞核位于细胞中央,增殖状态良好。猫LSCs生长曲线图呈细胞生长典型的“S”型,经历迟缓期、对数生长期、平稳期、衰亡期四个时期,LSCs生长的前72h处于迟缓期,第72h~216h处于对数生长期,第216h~264h则基本处于平稳期,第264小时开始细胞进入衰亡期。猫角膜缘干细胞群体倍增时间为38.9小时,平均最大增殖浓度为5.66×10~5cells/m L。第3代、第4代、第5代波形蛋白均表达阳性,细胞骨架稳定,具有持续的增殖能力。结论:OCT可用于猫角膜缘干细胞区定位,典型形态的POV与猫的年龄呈负相关,2-6月龄猫角膜缘上、下象限是体外分离猫角膜缘干细胞最佳取样点。混合酶消化法联合组织贴壁法(NT法)分离猫LSCs效果最好。使用20ng/m L人重组EGF和10ug/m L人重组胰岛素的含10%FBS的DMEM:F12(3:1)完全培养基(DLM)培养猫角膜缘干细胞,生长状态最好,细胞可保持高活性、高增殖率、结构正常和功能正常。
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