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大鼠骨髓间充质干细胞增殖(大鼠骨髓间充质干细胞增殖方法)

充质干细胞 2023年03月22日 00:39 im

我们还将尝试通过更多的实际例子来展示大鼠骨髓间充质干细胞增殖和大鼠骨髓间充质干细胞增殖方法之间的关系以及它们各自的特点。

干细胞有什么用?

干细胞既然是人体内未充分分化的“原始细胞”,故能分化“再生”出各种组织器官。如果能利用干细胞定向分化成为特定类型细胞,就可以替代原本失去功能的病变细胞,或在实验室中生成心脏、肝脏、肾脏等人体器官,就可解决移植器官紧缺的状况,将会给癌症、糖尿病、帕金森综合征、心脑血管病、下肢缺血性疾病等顽症带来治愈的希望。

科学家们正在努力将梦想变为现实。2008年初,美国科学家将取自大鼠胚胎的干细胞注入死鼠心脏基质支架,使大鼠的死亡心脏在4天后开始收缩,8天后恢复跳动,成功培养出全球首颗可在体外自我生长的活体心脏。世界著名的英国《柳叶刀》医学杂志报道,2008年6月,欧洲三国科学家联手成功实施世界首例定制器官移植手术,为一位气管受损的30岁西班牙女子移植了用自体干细胞培植而成的气管。

科学家们先从一位因脑溢血死亡的51岁捐赠者身上切除部分气管,进行脱细胞化处理,只留下细胞外基质基本支架,再从患者身上提取骨髓干细胞,培养出作为气管壁的软骨细胞,让其在胶原支架上长成气管,经外科手术将这根量身定做气管植入到患者受损的左主支气管上。术后5个月,这名30岁患者已完全康复。科学家们希望借助这种脱细胞化处理技术,打开人工量身定制器官的大门,培育出肾、肝、肺、心、胰腺等任何器官。医学专家们预测,干细胞培植器官移植技术大约只需要20年就可以发展成为常规手术。到那时,人类再不会为没有移植器官而苦苦等待了。

干细胞移植也可以造福眼角膜受损患者。2010年,世界顶级临床医学杂志《新英格兰医学杂志》报道,意大利科学家从患者眼中取出少量健康的干细胞进行培养,然后把这些培养出来的干细胞重新植入患者的眼里。这些移植后的干细胞将会修补原来受损的角膜组织。

由于这些干细胞来自患者自身,所以不会引起排斥。数十位眼睛在化学事故中严重损伤的患者通过自体干细胞移植而成功恢复了视力。法国研究人员将人类胚胎干细胞置于帮助细胞形成皮肤层的人工网上,然后植入到老鼠身上,12周后,干细胞就会长成结构发育完全的人类皮肤。这种培育新皮肤的方法,将会使依赖植皮才能治愈的重度烧伤极大获益。近日有媒体报道,计划在未来一段时间内,尝试使用干细胞人工皮肤再造工程先进技术,为伊春空难重度烧伤患者重塑“肌肤”。

什么是间充质干细胞?

近年来, 间充质干细胞 越来越广泛地应用于疾病治疗当中,成为医疗界中的 一颗新星 ,给大量被疾病困扰的人们减轻了痛苦。2021年,间充质干细胞的临床研究取得了许多新的突破,相继发表的 临床研究成果 给生命带来了新的曙光!

2021间充质干细胞临床成果回顾

(1)间充质干细胞治疗更好地 改善 骨坏死

(2)间充质干细胞治疗 骨关节炎

(3)间充质干细胞帮助10名 脊髓损伤 患者改善病症

(4)围产组织间充质干细胞能改善 脑瘫儿童 的症状

(5)间充质干细胞治疗 缺血性脑卒中 安全有效

(6)间充质干细胞治疗 重症肝病 多中心临床研究已启动

(7)脐带间充质干细胞治疗 二型糖尿病 取得重要进展

(8)日本批准间充质干细胞疗法用于治疗 克罗恩病 患者的复杂肛瘘

(9)FDA批准围产组织间充质干细胞治疗 新冠肺炎III期临床

(10)我国间充质干细胞治疗脑瘫,得到满意结果

(11)日本即将启动间充质干细胞治疗脑卒中的临床试验

(12)20名 自闭症患儿 接受间充质干细胞治疗,病情得到改善

(13)间充质干细胞帮助患者重新回到工作岗位

(14)间充质干细胞对 慢性膝关节疼痛 有显著疗效

(15)脐带间充质干细胞帮助 艾滋病 患者重建免疫力

(16)逆转 肝硬化 !间充质干细胞联合造血干细胞治疗取得显著成效

(17)基因修饰间充质干细胞联合3D微载体,治疗2型糖尿病

(18)间充质干细胞使新冠肺炎患者存活率提高4.5倍

(19)间充质干细胞治疗肝硬化长期有效,改善肝功能和提高生存率

(20)我国首个《间充质干细胞治疗新型冠状病毒肺炎专家共识》

潜力巨大,优势明显

间充质干细胞是干细胞家族的一个重要成员,源于发育早期的中胚层和外胚层。间充质干细胞是一种具有 自我复制能力和多向分化潜能 的成体干细胞,属于非终末分化细胞,它既有间质细胞特性,又有内皮细胞及上皮细胞的特征。

间充质干细胞在体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、软骨、骨、肌肉、肌腱、神经、肝、心肌、胰岛β细胞和内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能。不论是自体还是同种异体的间充质干细胞,一般都不会引起宿主的免疫反应。具有 巨大的临床应用潜力 ,可用于多种急性和退行性疾病的治疗。

(1)强大的增殖能力和多向分化潜能: 在适宜的体内或体外环境下能快速自我更新和复制,并能被诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞、基质细胞等多种细胞。

(2)免疫调节功能: 通过细胞间的相互作用及产生细胞因子干扰树突状细胞功能并抑制T细胞的增殖及其免疫反应,从而发挥免疫重建的功能。

(3)来源多样、取材方便,易于分离、培养、扩增和纯化, 多次传代扩增后仍具有干细胞特性。

治疗产品全球概况

目前,间充质干细胞临床试验已经 超过1300项 ,用于治疗各种疾病。最常见的是,间充质干细胞作为一种细胞治疗制剂,正在进行如火如荼的临床试验。通常,间充质干细胞移植后会很快消失,可能是通过旁分泌发挥功能。

目前来看,间充质干细胞已成为全球开展临床研究项目数最多的细胞, 全球也有近十款间充质干细胞药物上市 ,诸如用于治疗急性移植物抗宿主病的Temcell 产品,用于治疗克罗恩病的 Alofisel 产品等。

加拿大和新西兰的监管机构已批准Prochymal异基因骨髓来源的间充质干细胞,用于治疗儿童急性GVHD。

韩国已经批准了两种MSCs产品:一种是一种以脐带血来源的间充质干细胞为基础的治疗退行性关节炎的产品,另一种是自体脂肪组织衍生的间充质干细胞产品,用于治疗克罗恩病患者的肛瘘。

AloFisel(TiGenix和Takeda,欧盟批准)、Temcell(JCR药品,日本批准)和Cellgram-AMI(FCB-pharmicell,韩国批准)是其他几个获批的间充质干细胞产品。

印度批准了用于商业用途的同种异体细胞治疗产品Stempeucel®,也是全球第一个被批准用于治疗严重肢体缺血的间充质干细胞产品。 

间充质干细胞 来源广泛,获得容易,伦理风险较低,可以实现体外规模化扩增 ,未来可应用到广泛的商业化临床治疗。在药物递送技术或基因编辑技术的加持下,间充质干细胞应用范围得到进一步拓宽。

科学家们通过基因工程技术进行了改造,大大拓宽了间充质干细胞的临床用途。

在组织修复中 ,经过改造的干细胞可通过表达神经营养因子、抗炎性细胞因子或血管生成因子,从而促进组织的愈合和恢复。

在遗传性病治疗中 ,通常是将改造过的干细胞用于作为长期的酶替代物,以纠正或消除致病突变的影响。

科学家们通过细胞工程技术进行了改造,还大大扩宽了干细胞的另一种治疗用途——药物递送,便是间充质干细胞技术未来发展的一个重要方向。

最有前景的方法,当属通过干细胞装载前药转化酶、凋亡诱导剂或溶瘤病毒来治疗肿瘤。间充质干细胞已被应用于递送抗肿瘤药物。 第一,免疫原性低,第二,具有肿瘤趋向性 ,这些间充质干细胞会根据肿瘤分泌的化学引诱剂、血管生成因子或炎症信号向肿瘤迁移。

临床应用举例

目前,间充质干细胞已经被广泛应用到临床研究的多种场景当中,比如组织器官的修复、基因治疗的载体等,例如:

对于骨软骨修复 ,目前正在研究间充质干细胞用于治疗多种骨骼疾病。间充质干细胞的成骨分化能力已被用于治疗有缺陷的骨折愈合,无论是单独使用还是与支架结合来修复大的骨缺损,都具有一定的效果。此外,间充质干细胞也被用于软骨修复。在一项研究中,自体间充质干细胞经体外扩增后嵌入胶原凝胶中,然后重新植入骨关节炎患者的关节软骨缺损区域。结果显示,与对照组相比,实验组的透明软骨样组织的形成得到了改善。

对于胰腺的修复 ,目前已证明间充质干细胞具有分化为 β-胰岛细胞的潜力,在体外大鼠骨髓间充质干细胞可分化为功能性胰岛样细胞[4]。这一发现代表了间充质干细胞治疗一系列胰腺相关疾病的潜在用途,包括:糖尿病;胰腺癌;囊性纤维化引起的胰腺损伤;以及先天性胰腺畸形等。

给医学带来更多选择

近年来,间充质干细胞越来越多地被视为一种新的治疗方法和再生医学中是强力候选者。间充质干细胞已被证明具有 诱导血运重建 、 保护组织免受应激诱导 的细胞凋亡,并有 对炎症反应产生积极影响 的能力。此外,间充质干细胞衍生的外泌体也是一种很有前景的无细胞方法,可以发挥与间充质干细胞相当的治疗效果。

如何设计sd大鼠的骨髓间充质干细胞pcr引物前体

如何设计sd大鼠的骨髓间充质干细胞pcr引物前体

所谓骨髓移植,是从捐髓者的骨骼(通常是盘骨)抽取健康的骨髓细胞,过程约需半小时,然后以输血形式注入病人体内;病人亦可与医生商量,选择于手部抽取血液,透过分离机收集当中的血干细胞,但过程较从盘骨抽取骨髓细胞长,至少需时三小时。

抽取骨髓造血干细胞有两种方法:一是医生在供者的髂骨部位穿刺采集骨髓中的造血干细胞,术后一两天内有些疼痛,一周内就可完全恢复。二是用科学的方法有效地动员骨髓和其他部位的造血干细胞大量释放到外周血液中去,从供者的手臂静脉中采集,并通过机器将造血干细胞分离出来,剩余的血液回输到供者体内。

糖尿病引起的肾脏疾病急性,干细胞如何治疗?

急慢性肾病发病率呈逐年上升趋势,许多难治愈的肾脏疾病发展为终末期肾衰时,传统的治疗方法不能有效缓解肾功能。随着对干细胞研究的逐渐深入,利用干细胞具有自我更新、多向分化潜能和易于转染外源基因等优点,将干细胞应用于治疗肾脏疾病中,分化为肾小管和肾脏实质细胞,参与肾损伤修复,干细胞疗法可能成为肾脏疾病治疗的新措施。

近年来,肾功能不全晚期患者数量呈快速增长趋势,成为世界性医治难题。肾脏移植和透析是传统的基本治疗方法,透析存在着各种并发症,且只是滤过功能的替代,不能完成肾脏的分泌、代谢、维持内环境稳态等一系列重要功能。因此,透析病人的生存质量不高。肾移植是完全的肾脏功能替代,其年死亡率比透析患者低[1],然而由于肾脏供体短缺、免疫抑制剂的副作用大、手术并发症等因素,使肾移植的开展受到限制[2]。干细胞可形成人体各种组织器官的原始细胞,在肾脏疾病损伤修复方面,干细胞可分化为肾脏细胞并参与肾损伤后的修复和肾脏再生[3]。

1 干细胞的研究背景

干细胞具有自我更新能力和多系分化潜能,根据来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞。最早的干细胞研究可追溯到 20 世纪 60 年代,1957 年 Niemann 尝试将正常人的骨髓移植到患者体内,用以治疗造血功能障碍。近年来,诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells)的重大进展进一步将干细胞研究推向了生物医药领域的前沿,使其在医药卫生、科技产业、国防等领域占据重要地位[6]。在临床应用中,造血干细胞、间充质干细胞为医疗新技术,在血液病、自身免疫性疾病、下肢缺血性疾病、糖尿病和神经系统疾病、恶性肿瘤等疾病的治疗上取得了良好效果。

2 干细胞治疗肾脏疾病的机理肾脏的生理功能是由各种肾脏细胞完成的。肾小球的内皮细胞、脏层上皮细胞及肾小球基膜共同构成了肾脏的滤过膜,执行肾脏滤过血浆的功能。肾小管重吸收和分泌功能主要是由肾小管上皮细胞来完成,同时,肾脏中具有内分泌功能的细胞,分泌多种活性物质来调节肾脏的血流和水盐的代谢。肾脏疾病是细胞病变的综合反应,肾脏的各种疾病都与各种肾脏细胞发生结构和功能的改变密切相关,治疗各种肾病最根本的就是恢复肾脏功能细胞的数量和质量[7]。干细胞治疗肾脏疾病可以从细胞水平上通过修复和新生各种肾脏实质细胞,来恢复肾脏的各种生理功能。干细胞治疗肾脏疾病的可能机制为:分化成为肾小球系膜细胞、内皮细胞、足细胞、肾小管上皮细胞等,修复各种肾损伤,促进肾脏分泌,减轻损伤肾脏的炎症反应,为后期肾脏的修复发挥重要作用[8]。

3 干细胞在肾脏疾病治疗中的应用

3.1 干细胞治疗糖尿病应用

干细胞技术制备胰岛细胞,进行细胞移植,成为未来治疗糖尿病的有效方法之一。造血干细胞(HSC)和间充质干细胞(MSC)移植治疗糖尿病具有良好的临床应用前景。Huang 等[9]在自体骨髓造血干细胞移植(AHST)治疗 Ⅰ型糖尿病方面进行了有益探索,并对国外研究方案进行了改进,延长了病程筛选的界定值,改良了造血干细胞的回输途径,对于病程≥ 2 个月的患者,采用脾动脉或胰动脉插管回输法,增加患者体内局部胰腺组织的干细胞浓度,提高向胰岛细胞的分化率,从而提高了临床效果。

研究人员采用人骨髓间充质干细胞修复糖尿病小鼠受损的胰岛和肾小球损伤,发现人骨髓间充质干细胞能够定位于受损小鼠胰腺和肾脏,改善胰腺 β 细胞功能,促进胰岛素分泌,有效缓解高血糖,在肾脏中部分人骨髓间充质干细胞分化为肾小球上皮细胞,可修复受损肾脏并改善肾功能。

3.2 干细胞治疗肾小球疾病

在肾小球疾病中,肾小球细胞的损害是不可逆的,并可导致慢性肾衰,研究表明干细胞可分化成肾小球系膜细胞,用 MSCs 进行肾小球修复是可行的。细胞疗法改善肾病的关键是 MSCs 归巢到肾小球组织损伤部位,减缓肾小球肾炎的发展,有助于肾小球基底膜更快地修复,包括内皮、间质、上皮和血管系膜,促进肾小球细胞增殖[12]。肾小球外的系膜祖细胞也对肾小球的修复起促进作用。Imasawa 等 [13]证实骨髓来源干细胞可分化为系膜细胞,参与肾小球内皮和系膜细胞更新,并对微血管有修复作用,为肾病的发病机制提供了一个新的视野,表明干细胞疗法有巨大的潜力。

3.3 干细胞治疗遗传性肾病

遗传性进行性肾炎是一种自童年时就显现的遗传性肾脏疾病,其临床特点为血尿、听觉神经性耳聋及进行性肾功能减退,是肾衰竭的第二大遗传病因。传统治疗多采用药物干预、肾脏代替治疗、基因治疗等方式,但相对来讲具有一定的弊端,如药物治疗的长期依赖性及缺少循证医学证据,而肾脏替代治疗通常使移植后发生肾功能不全的几率较高。干细胞具有自我增值能力强、生物学特性稳定等优势,干细胞疗法为现代医学提供了一个新的治疗途径。

3.4 干细胞治疗肾病综合症

肾病变综合症是由多种病因引起的,以肾小球基膜通透性增加伴肾小球滤过率降低等肾小球病变为主的一组综合症。临床具有四大特点:①大量蛋白尿超过 3.5 g/d,可有脂质尿;②低白蛋白血症血清白蛋白小于 30 g/L;③ 高脂血症;④水肿根据不同病因和病理分为 3 类,即原发性肾病综合症、先天性肾病综合症、继发性肾病综合症[16]。干细胞移植治疗肾病综合症可有效防止肾功能恶化,消除蛋白尿、血尿和水肿等临床症状,恢复正常肾功能。 Imai 等[18]采用移植治疗大鼠肾病综合症,外周静脉输注大鼠骨髓间充质干细胞,可有效减少尿蛋白,提高血浆蛋白水平,改善脂质代谢,保护模型鼠肾功能,促进肾脏病理损伤的修复,证实干细胞移植对大鼠肾病综合症具有明显的治疗效果。

利用干细胞来重建受损器官或组织,为再生医学和组织工程的发展打开一扇窗。随着干细胞研究技术和应用水平的不断深入,干细胞向肾脏细胞分化的研究将取得新进展,干细胞移植对肾脏疾病的治疗将会有更广阔的应用前景。

3.5 干细胞治疗肾衰

慢性肾衰(CRF)是由各种原因引起肾脏损害并进行性恶化、造成肾单位严重破坏、肾实质不可逆转的损害,致使机体在排泄代谢废物和调节水、电解质及酸碱平衡等方面发生紊乱的临床综合症,主要的病理表现为肾小球硬化、纤维化、肾小管萎缩、间质纤维组织增生及炎症细胞浸润。急性肾衰(ARF)最主要的病理表现是急性肾小管坏死[19]。Kale 等[20]对缺血再灌注损伤肾模型小鼠进行骨髓干细胞移植,发现移植的骨髓干细胞有肾趋向性,植入损伤的肾脏后可分化为肾小管上皮细胞,改善肾结构和功能,大量坏死的肾小管上皮细胞能够很快被补充,小鼠血浆尿素氮水平降低。肾祖细胞在 ARF 恢复期启动了修复过程,损坏/死亡细胞被清除,干细胞迁移到坏死区,可分化成内皮细胞,为缺血 ARF 小鼠提供早期保护。

利用干细胞来重建受损器官或组织,为再生医学和组织工程的发展打开一扇窗。随着干细胞研究技术和应用水平的不断深入,干细胞向肾脏细胞分化的研究将取得新进展,干细胞移植对肾脏疾病的治疗将会有更广阔的应用前景。

大鼠骨髓间充质干细胞的分离及培养

骨髓间充质干细胞(Bone Mesenchymal Stem Cells, BMSCs)是骨髓内除造血干细胞之外的另一类非常 重要的成体间充质干细胞,是骨髓造血微环境的重要组成部分,具有支持和调控造血的作用,能被诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、心肌细胞等多种细胞类型。

大鼠骨髓间充质干细胞的分离及培养技术

  一、实验前准备 

实验开始前,将眼科剪刀、眼科镊子、培养皿,15ml 离心管、移液管、移液枪、枪头等放入无菌超净工作台,以紫外线照射 30min。

1. 选取 SPF 级,体重 100~150g 左右的SD 大鼠,断颈处死。将大鼠置于体积分数为 75%的乙醇中浸泡 5 min。

2. 工作台紫外消毒后,采用通风机通风 3min。以 75%酒精擦拭操作台和双手。

3. 无菌条件下,准备好大剪刀、止血钳、眼科剪刀、眼科镊子、干净培养皿。将大鼠仰卧在超净台内的干净培养皿上。

 二、全骨髓提取  

1. 眼科镊沿腹股沟处提拉大鼠皮肤,眼科剪刀剪开腹股沟皮肤,暴露腿部肌肉,从关节处将大鼠大腿剪下。除去骨表面附着的软组织,置于另一无菌培养皿中。

2. 假如在平时操作中,剪刀不易将骨表面肌肉组织剔除干净,可采用无菌纱布擦拭,可方便的将肌肉组织剔除干净,提高所分离细胞的纯度。

3. 用无菌PBS 浸泡清洗。眼科剪剪断两端骨骺,显露骨髓腔,放置于 10ml 含体积分数为10%胎牛血清的新鲜DMEM 完全培养液的无菌培养皿中,取出 1mL 注射器,用镊子钳起骨头的一端,并用注射器吸取完全培养液冲洗骨髓腔至另一培养皿中,由一段骨髓腔冲出骨髓, 重复 3 次,再反方向冲出骨髓,重复 3 次。直至骨髓腔冲洗液变清亮后停止。

  三、细胞制备

吹打细胞悬液,以便分散细胞,收集骨髓悬液于 15 mL 离心管中,1000 r/min 室温离心5 min。

 四、接种培养  

1. 离心后去上清,用 6mL 完全培养液重悬,轻轻吹打,制成单细胞悬液,转移至 25 cm

2. 培养瓶中,轻轻摇匀;置于 37 ℃、体积分数为 5%的 CO2饱和湿度培养箱中培养。

3. 24 小时后,镜下观察,可见细胞浓度极大,全为球形的大鼠骨髓中的血红细胞,如堆积的沙粒状,悬浮于培养液中并有少量血红细胞相互聚集发生。换液,去除漂浮的血细胞, 以后每两三天换液 1 次,直到增殖达到融合。4. 约 7 天后,倒置显微镜下观察细胞形态与生长情况,可见贴壁细胞数量明显增加,融合达 80%~90%,可进行细胞传代。

  五、细胞传代

待细胞融合至 80%~90%开始传代,吸去培养液,以预热的 PBS 轻轻冲洗后,吸去 PBS。采用消化液消化 1-2 分钟,骨髓干细胞贴壁特性强,比较难于消化,消化液可采用提高EDTA 浓度的方法,镜下可见细胞皱缩变圆,终止消化。本实验的消化液配方可以很好地消化,并不会损伤细胞。除消化液特殊外,其他方法同本光盘内的细胞传代方法。

本实验以 1:2 进行传代。

  六、细胞观察  

细胞传代到第 3 代时,生长融合后,细胞形态均一,呈长梭形集落样分布,并可重叠生长,细胞纯度可达 95%以上。此时细胞可用于后续实验,或采用表表面标志物进一步验证其纯度:验证标准为CD34 阴性,CD44 阳性。

从本实验结果中可见:全骨髓培养法可分离培养出纯度高、活力旺盛的骨髓间充质干细胞。

  七、注意事项   

1. 缓慢冲洗骨髓腔:

冲洗骨髓腔时为了避免冲起许多气泡损伤细胞,应缓慢冲洗。

2. 严格无菌:

取骨髓间充质干细胞的整个过程都需要谨慎,保证无菌操作

3. 培养基中血清浓度:

过多的血清中细胞因子可以促进细胞增殖,但细胞老化也快。而且一般来说,选择质量好 10%的胎牛血清有利于 MSCs 的培养

4. 原代细胞静置培养:

原代细胞置于培养箱 24~48h 内,应处于静置状态,不宜取出培养瓶观察生长状况,这将使原代分离细胞难以贴壁。

关于大鼠骨髓间充质干细胞增殖和大鼠骨髓间充质干细胞增殖方法的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

标签: 大鼠骨髓间充质干细胞增殖

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