直接共培养诱导人脐带间充质干细胞向软骨细胞分化的研究

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目的:  探讨人脐带间充质干细胞(human umbilical cord-drived mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)与人关节软骨细胞(human articular chondrocytes, hACs)直接共培养对hUC-MSCs向软骨细胞分化的影响及直接共培养的最佳比例。  方法:  体外消化人关节软骨组织并分离出软骨细胞,单层培养扩增至P2代并通过免疫荧光鉴定表型。分离培养hUC-MSCs,单层培养扩增至P3代并通过流式细胞仪鉴定表面标志分子。直接共培养组:按照hUC-MSCs与hACs细胞比例为1:1,3:1及5:1(hUC-MSCs:hACs)进行共培养。阳性对照组:软骨诱导培养基单独培养hUC-MSCs。免疫荧光细胞化学检测II型胶原(COLⅡ)的表达水平; Western blot检测细胞SOX9、COL I、COL II蛋白表达水平;实时荧光定量qRT-PCR检测SOX9、Col1a1、Col2a1 mRNA表达;ELISA检测TGF-β1的表达.  结果:  成功分离并鉴定 hUC-MSCs和 hACs,hUC-MSCs与软骨细胞共培养28 d后,共培养组及单独药物诱导的阳性对照组免疫荧光检测均呈阳性。阳性对照组的 Col2a1 mRNA表达水平高于共培养组,但阳性对照组 COL II蛋白表达量低于共培养组。1:1共培养组Col2a1 mRNA表达水平高于3:1和5:1共培养组,但共培养组内 COL II蛋白表达量无明显差异。阳性对照组和共培养组的 Col1a1 mRNA和COL I蛋白表达水平均低于hACs空白对照组。  结论:  hUC-MSCs和 hACs直接共培养可明显促进 hUC-MSCs向软骨样细胞诱导分化,并有效抑制细胞向成纤维细胞方向分化,直接共培养体系的适宜接种比例或为5:1(hUC-MSCs:hACs)。直接共培养诱导 hUC-MSCs向软骨细胞分化是一种较为经济高效的诱导方法,可为软骨组织工程提供表型稳定的种子细胞。
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