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脂肪组织不仅是机体内重要的能量贮存库和赋形组织,还是保持内环境稳定及具有分泌激素和细胞因子的重要部位。脂肪细胞增殖与分化失常是导致肥胖及□型糖尿病的重要因素。2001年Zuk发现脂肪组织中存在与骨髓间充质干细胞(bonemesenchymalstemcells,BMSCs)相似的脂肪间充质干细胞(adiposemesenchymalstemcells,AMSCs)以来,在人、小鼠、大鼠、兔等多个物种上的研究证明其具有体内外分化为多种细胞表型的能力,而且脂肪组织与骨髓相比,具有易分离,干细胞含量高等优点,因此其有望成为未来细胞/基因治疗和组织工程的主要种子细胞之一。猪沉积脂肪能力强,是研究脂肪沉积与发育较为理想的动物模型。近年来的研究也证明,猪在遗传上比通常使用的其他实验动物如小鼠等更接近人类。但是,迄今国内外尚未见关于猪AMSCs分离、培养、分化等方面的系统研究报道。
本文以生长发育正常、健康状况良好的1-3日龄仔猪为实验动物,采集颈部及肩胛部皮下脂肪组织,胶原酶消化法获得脂肪基质微管成份(Stromalvascularfraction,SVF),传代培养,利用免疫组化、流式细胞仪进行鉴定并采用MTT比色和细胞记数等方法研究了猪AMSCs的生长增殖特性;运用油红O染色和RT-PCR法研究了AMSCs的成脂分化能力;在此基础上,研究了ATRA对猪AMSCs增殖及成脂分化的影响。主要结果如下:
1.应用胶原酶消化法分离获得猪SVF成份进行传代培养,其中的AMSCs可形成集落。经传代纯化,到21代仍然保持其干细胞的特性。
2.在体外合适的诱导条件下,可以将猪AMSCs诱导分化为成熟脂肪细胞。诱导48h,胞内开始出现小脂滴,随着诱导时间的延长,分散的单个小脂滴逐渐融合成大脂滴,油红O染色呈阳性。RT-PCR可检测到脂肪特异性基因PPARγ和LPL的表达随诱导时间的延长呈上升趋势。
3.利用MTT比色法分析了全反式维甲酸(All-transretinoicacid,ATRA)对猪AMSCs增殖的影响。结果表明,生理浓度及药理浓度的ATRA对猪AMSCs增殖均没有影响。
4.利用油红O染色提取法和RT-PCR检测ATRA对猪AMSCs成脂分化的影响。结果表明,生理浓度及药理浓度的ATRA均抑制猪AMSCs向脂肪细胞分化,脂肪细胞分化标志基因LPL和aP2mRNA表达水平与对照组相比明显下降(P<0.05)。
综上所述,根据细胞形态、表面标记和体外分化能力,证明我们从脂肪组织中获得的能形成集落并经多次传代纯化的细胞为AMSCs。在AMSCs体外成脂分化过程中,生理浓度与药理浓度ATRA均起到抑制作用,这在国内外尚无相关研究报道。本实验为研究脂肪细胞分化提供了思路,也为进一步研究ATRA抑制成脂分化机理奠定了基础。