当前位置:主页 > 医学论文 > 西医药论文 >

微载体培养法在人脐带间充质干细胞体外扩增中的应用

发布时间:2019-01-30 20:12
【摘要】:干细胞治疗有望解决包括退行性细胞或组织疾病,肌肉、骨和软骨缺损以及癌症在内的一系列医学难题。脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, hUCMSCs)是近年来发现的一类具有高度自我更新与分化潜能的干细胞。由于hUCMSCs来源广泛,取材方便,免疫排斥性低,被认为是干细胞治疗的理想种子细胞。然而,一次成功的治疗需要约109个细胞,这意味着分离出的干细胞必须在短时间内经过有效的体外扩增,获得大量高质量的干细胞,方能达到细胞治疗的要求。 通过传统的二维平面扩增脐带间充质干细胞,较难在短时间内得到足够的细胞量,且过多传代次数造成干细胞质量下降。三维微载体培养可以提供足够的比表面积用于细胞扩增,因而得到大量干细胞,同时模拟三维环境以维持干细胞的未分化特性。本文探讨了三维微载体培养法在干细胞体外扩增中的特点以及应用价值。 研究人脐带间充质干细胞在二维孔板、三维微载体Cytodex-3与Cultispher-S上培养扩增的特点。传代培养人脐带间充质干细胞,流式细胞术鉴定免疫表型,将hUCMSCs以4×104/ml的密度分别接种至孔板、含有2g / L Cytodex-3载体的转瓶以及含有2g / L Cultispher-S载体的转瓶中,连续培养7天,期间取样,描电镜观察微载体表面结构及细胞贴附,cck-8法计数绘制生长曲线,DAPI染色观察细胞在微载体上的生长分布,代谢动力学检测,成骨诱导液连续诱导培养14天,碱性磷酸酶(ALP)检测,茜素红染色分析。 实验结果表明,hUCMSCs均一地高表达间充质细胞表面标记物CD29、CD44及CD105,表达干细胞标志CD90,不表达造血干细胞标志CD14及CD45。生长曲线显示,经过7天扩增培养后,细胞最大收获量出现在大孔载体Cultispher-S上,密度为(8.0±0.32)×105 /ml,其次为无孔载体Cytodex-3,为(5.8±0.23)×105 /ml,二维孔板内最低,为(4.1±0.1)×105 /ml。培养后期Cultispher-S上的细胞出现结团,载体与载体间已形成细胞桥,且细胞分泌大量细胞外基质(ECM)。代谢动力学表明,Cultispher-S上生长的细胞对于葡萄糖的利用度最为有效。三种培养条件下扩增后的细胞均具有向成骨细胞分化的潜质。此外,Cultispher-S的成分为明胶蛋白,可在人体内降解,因此避免了收获细胞时使用胰酶将细胞与载体分离的步骤,减少胰酶对干细胞造成的损伤。综上结果表明,三维微载体扩增干细胞较二维平皿法能够收获更多干细胞; Cultispher-S微载体较Cytodex-3更适合临床上扩增培养间充质干细胞使用。
[Abstract]:Stem cell therapy is expected to solve a range of medical challenges, including degenerative cell or tissue diseases, muscle, bone and cartilage defects, and cancer. Umbilical cord mesenchymal stem cell (human umbilical cord mesenchymal stem cells, hUCMSCs) is a kind of stem cells with high self-renewal and differentiation potential. HUCMSCs is considered to be an ideal seed cell for stem cell therapy due to its wide range of sources, convenient selection and low immune rejection. However, a successful treatment requires about 109 cells, which means that the isolated stem cells must be effectively expanded in vitro in a short time to obtain a large number of high-quality stem cells in order to meet the requirements of cell therapy. It is difficult to obtain enough cells in a short time by traditional two-dimensional expansion of umbilical cord mesenchymal stem cells, and too many times of passage lead to the decline of stem cell quality. Three-dimensional microcarrier culture can provide sufficient specific surface area for cell expansion, resulting in a large number of stem cells, while simulating three-dimensional environment to maintain the undifferentiated characteristics of stem cells. In this paper, the characteristics and application value of three-dimensional microcarrier culture method in stem cell expansion in vitro were discussed. To study the characteristics of human umbilical cord mesenchymal stem cells (HMSCs) cultured and amplified on two dimensional pore plates, three dimensional microcarriers (Cytodex-3 and Cultispher-S). Human umbilical cord mesenchymal stem cells were cultured and immunophenotype was identified by flow cytometry. HUCMSCs was inoculated with 4 脳 104/ml density into the pore plate, the flask containing 2g / L Cytodex-3 vector and the flask containing 2g / L Cultispher-S vector, respectively. During 7 days of continuous culture, the surface structure and cell adhesion of microcarriers were observed by electron microscope, the growth curve was calculated by cck-8 method, the growth distribution of cells on microcarriers was observed by DAPI staining, and the metabolic kinetics was detected. Osteoblasts were cultured for 14 days. Alkaline phosphatase (ALP) was detected and analyzed by alizarin red staining. The results showed that hUCMSCs highly expressed mesenchymal cell surface markers CD29,CD44 and CD105, expressed stem cell markers CD90, did not express CD14 and CD45. markers of hematopoietic stem cells. The growth curve showed that after 7 days of amplification and culture, the maximum cell yield appeared on the macroporous carrier Cultispher-S, and the density was (8.0 卤0.32) 脳 10 ~ 5 / ml, followed by Cytodex-3, without pore vector (5.8 卤0.23) 脳 10 ~ 5 / ml,. The lowest in 2-D hole plate was (4.1 卤0.1) 脳 10 ~ 5 / ml.. In the later stage of culture, the cells on Cultispher-S appeared knot, the cell bridge was formed between the carrier and the carrier, and the cells secreted a large amount of extracellular matrix (ECM). Metabolic kinetics showed that the cells grown on Cultispher-S were the most effective for glucose utilization. The expanded cells had the potential to differentiate into osteoblasts under the three culture conditions. In addition, the component of Cultispher-S is gelatin protein, which can be degraded in human body, thus avoiding the step of separating the cell from the vector by using trypsin when harvesting cells, and reducing the damage caused by trypsin to stem cells. The results showed that three-dimensional microcarriers could harvest more stem cells than two-dimensional plate method, and Cultispher-S microcarriers were more suitable for clinical amplification of cultured mesenchymal stem cells than Cytodex-3.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R329

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 张磊;张柳;高建清;田发明;韩大成;牛军强;刘晓宁;;RNA干扰Axin2对大鼠骨髓基质干细胞的成骨分化表达的影响[J];重庆医学;2011年22期

2 宋克东;杨志明;刘天庆;智伟;李香琴;邓力;崔占峰;孙相玉;马学虎;;组织工程骨在生物反应器内的构建与检测[J];大连理工大学学报;2007年04期

3 秦茂林,刘建军,姚忠祥,周德山;昆明小鼠胰腺干细胞分离培养及特性鉴定[J];第三军医大学学报;2003年01期

4 张勇,蔡振杰,陈如坤;小鼠骨髓基质干细胞体外分化为前体心肌细胞的初步实验[J];第一军医大学学报;2005年02期

5 汤银娟;张丽华;刘杰明;董为人;郭家松;王海红;戴翔;陈英华;肖应庆;;大鼠脂肪源性干细胞定向分化为施万细胞样细胞的实验研究[J];南方医科大学学报;2009年04期

6 钟鹏;黄华;刘佳;杨承凯;;新型组织工程生物反应器控制驱动系统的设计[J];电子测量技术;2007年06期

7 黄岚峰;骨组织工程研究进展概况[J];骨与关节损伤杂志;2002年02期

8 刘弘光;夏鲲;刘晓玉;庞希宁;;移植骨髓间充质干细胞治疗大鼠糖尿病的研究[J];中国组织化学与细胞化学杂志;2007年01期

9 MagaliJ.Fontaine;;Islet cell transplantation as a cure for insulin dependent diabetes: current improvements in preserving islet cell mass and function[J];Hepatobiliary & Pancreatic Diseases International;2003年02期

10 ;Preparation and characterization of chitosan porous microcarriers for hepatocyte culture[J];Hepatobiliary & Pancreatic Diseases International;2011年05期

相关会议论文 前1条

1 周燕;刘宝林;杨波;王欣;韩宝三;;可注射多聚磷酸钠/壳聚糖多孔微载体制备研究[A];第六届全国低温生物医学及器械学术大会论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 张瑞平;SPIO纳米颗粒标记BMSCs移植治疗兔脊髓损伤的MR活体示踪[D];山西医科大学;2011年

2 陈刚;人脐带间充质干细胞复合nHA/PA66支架材料的骨组织工程实验研究[D];中南大学;2011年

3 许子星;氨等离子体锚定短肽组织工程骨的制备及实验研究[D];南方医科大学;2011年

4 熊猛;采用生物反应器体外构筑组织工程血管模型的实验研究[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年

5 李家一;自体骨髓间充质细胞心肌内移植治疗急性心肌梗死的实验研究[D];第四军医大学;2004年

6 孙中华;实验性糖尿病大鼠胰岛β细胞凋亡、再生与氧化自由基、TGF-β相关因子的研究[D];吉林大学;2004年

7 张勇;骨髓间质干细胞的生物学特性及对心肌缺血治疗作用的初步研究[D];浙江大学;2005年

8 安家泽;大鼠β细胞素在胰腺干细胞转分化中的作用[D];第四军医大学;2005年

9 周晓东;胎盘基质干细胞骨向分化及生物反应器构建骨组织的修复效果[D];第四军医大学;2005年

10 秦贵军;小鼠胰腺导管上皮细胞和骨髓间充质干细胞转分化为胰岛样细胞的实验研究[D];重庆医科大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 张磊;成体大鼠胰腺干细胞的获取、定向分化及体内移植的实验研究[D];泰山医学院;2010年

2 范锲;钒酸盐对地塞米松诱导大鼠骨髓间充质干细胞凋亡的抑制作用的研究[D];广西医科大学;2011年

3 杨龙秀;甘露醇对骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠血管性痴呆模型影响的研究[D];广西医科大学;2011年

4 李帅;人骨髓间充质干细胞向成骨细胞诱导分化条件的优化和生物安全性研究[D];广西医科大学;2011年

5 张芳芳;利拉鲁肽在人骨髓间充质干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞中的作用[D];福建医科大学;2011年

6 张晓健;角质细胞生长因子对大鼠胰腺导管上皮细胞体外增殖的影响[D];辽宁医学院;2011年

7 张镛镛;混合饲养层培养的人胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞的诱导分化[D];郑州大学;2011年

8 周小波;人脐血间充质干细胞体外分离培养与扩增的实验研究[D];广州医学院;2010年

9 张磊;辛伐他汀对大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞诱导分化过程中Wnt信号途径相关因子mRNA表达的影响[D];华北煤炭医学院;2009年

10 陈超;大鼠骨髓基质干细胞来源的成骨细胞与血管内皮细胞复合同种异体冻干脱钙骨基质的粘附性研究[D];华北煤炭医学院;2009年



本文编号:2418461

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/xiyixuelunwen/2418461.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a08a5***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com