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背景:骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)是存在于骨髓中的多能干细胞,由于其来源方便、扩增相对容易、自体移植不存在免疫排斥反应,且不存在胚胎干细胞、神经干细胞有可能涉及到的伦理道德问题,因此成为较理想的细胞治疗、基因治疗及组织再生的工具,在临床应用上受到越来越广泛的关注。目前已用于联合造血干细胞进行异基因骨髓移植、纠正某些先天性疾病(如先天性成骨发育不全)、治疗脑血管病和神经变性病以及心血管疾病等。由于MSCs在骨髓中存在的数量少,又缺少特异性表面标记,因此在临床应用前必须进行扩增。但长期培养过程使MSCs的增殖能力减弱,细胞变平、增宽,呈现老化征象,使其应用受到一定的限制。因此寻找影响MSCs增殖能力的相对特异基因并探讨其作用机制,将为转基因修饰MSCs以维持细胞的增殖、尽可能避免肿瘤发生发挥重要作用。
干细胞的增殖受到外部信号及内在遗传机制的调节。目前对外部信号研究较多,(如Notch、Wnt等信号通路调节造血干细胞、神经干细胞的自我更新),而对内在遗传机制了解相对较少,Bmi-1基因是其中一个为数不多的已知的干细胞内在调节基因,它是Polycomb group家族成员,是维持神经干细胞、造血干细胞、肿瘤干细胞自我更新及小脑颗粒神经元祖细胞增殖所必须的,通过部分抑制衰老相关基因来实现其调节功能。它的缺失会引起神经系统、造血系统异常,脑组织发育迟滞,神经干细胞的克隆形成率明显下降,造血干细胞池明显减少,表现出自我更新能力的降低。
方法:利用贴壁培养法,分别从5个非造血系统疾病患者的髂后上棘抽取骨髓并分离培养出hMSCs,并进行扩增,流式细胞仪检测细胞表型,绘制hMSCs的生长曲线,取第三代和第九代hMSCs为研究对象,进行SA-β-gal染色,比较老化指标SA-β-gal的变化,通过抽提各代次细胞的RNA,逆转录PCR定量Bmi-1基因量的变化,分析与细胞倍增代数的关系。
结果:我们利用长期培养的hMSCs,比较第一代、第三代、第六代、第九代、第十二代、第十五代细胞Bmi-1的表达情况,RT-PCR的结果显示培养的hMSCs随着传代次数的增加Bmi-1基因表达下降。因此推测,Bmi-1基因的表达与hMSCs的增殖有关。