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目的:建立骨髓间质干细胞来源的神经干细胞球的体外培养方法,动态观察神经干细胞球向神经细胞及神经胶质细胞的分化过程,探讨骨髓间质干细胞向神经组织细胞的分化机制及在普通支架及纤维蛋白支架上向神经细胞及胶质细胞的分化,为骨髓间质干细胞作为种子细胞构建组织工程支架,移植治疗神经系统损伤和退行性疾病提供理论和实验依据。
方法:⑴分离、培养人骨髓间质干细胞,普通贴壁培养到第三代通过免疫荧光染色,观察所培养得到的细胞是否具有Vimentin、CD29、CD44、CD105骨髓间质干细胞的特征性标志。⑵抗贴壁培养第三代的骨髓间质干细胞,同时加用含有2%B27、EGF(40ng/ml)、bFGF(20ng/ml)的DMEM/F12神经干细胞培养基诱导成神经干细胞,通过免疫印迹法检测Nestin、CD133、NCAM、SHH,比较抗贴壁培养与贴壁培养的细胞的表达的差异。⑶抗贴壁培养的神经干细胞种植于涂有FN+LN的玻璃盖片的硬质表面与制备有纤维蛋白支架的软质表面,用含有2%B27添加剂、1%FBS、50ng/ml SHH、1ug/ml RA、50ng/ml NGF的Neurobasal培养基培养14天,用通过免疫荧光染色技术及免疫印迹法测定NF200、β—TubulinⅢ、MBP、cnpase、GFAP等标志蛋白,比较骨髓间质干细胞来源的神经干细胞在两种不同硬度的表面向神经细胞及神经胶质细胞的分化。
结果:①分离人骨髓单个核细胞进行普通贴壁培养所得的骨髓间质干细胞具有间质干细胞的形态学特征,且均表达干细胞标记Vimentin,CD29,CD44,CD105。②通过抗贴壁培养,骨髓间质干细胞加用神经干细胞培养基诱导分化后转化为能形成细胞球的神经干细胞,免疫荧光染色及免疫印迹对Nestin、CD133、NCAM、SHH的表达检测结果发现,普通贴壁培养较抗贴壁培养的细胞Nestin、CD133、NCAM、SHH的表达弱。③人骨髓间质干细胞来源的神经干细胞球涂布在有FN+LN的圆盖片、纤维蛋白支架上,用神经细胞诱导培养基培养14天后,免疫荧光染色与免疫印迹测定均显示在纤维蛋白支架组神经干细胞球NF200、β—TubulinⅢ、MBP、cnpase表达强阳性,而FN+LN的圆盖片组表达减弱,GFAP表达则纤维蛋白组弱,FN+LN的圆盖片组表达强。
结论:⑴采用密度梯度离心分离法分离骨髓单个核细胞,通过换液传代进一步纯化得到的细胞具有BMMSCs特性,可以用于向神经干细胞诱导分化。⑵比较贴壁和抗贴壁成球培养诱导分化人骨髓间质干细胞,表明抗贴壁培养有助于神经干细胞干性的维持。⑶用细胞因子为诱导培养基,在FN+LN为基质的硬质表面和在纤维蛋白支架为基质的软质表面培养人骨髓来源的神经干细胞球,结果表明纤维蛋白支架软质表面有利于人骨髓间质干细胞来源的神经干细胞向神经细胞和髓鞘形成细胞(少突胶质细胞)分化,不利于向星形胶质细胞的分化。