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骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells, BMSCs)是存在于骨髓中除造血干细胞外的另一种干细胞,能够自我复制、自我更新并具有多向分化潜能。其具有取材方便、易于分离和体外培养扩增,免疫原性低,能分化为心肌细胞,内皮细胞和血管平滑肌细胞等诸多优势,成为治疗心脏疾患极有前景的种子细胞。但因其来源较少使其用于临床受限制,且BMSCs需要一定外源因素的作用才能分化为其他细胞。因此,本实验用丹参酮ⅡA磺酸钠(sodium tanshinonⅡA silate,DS-201)对BMSCs进行干预,观察其对BMSCs的增殖情况及诱导BMSCs向心肌样细胞分化的作用。 研究目的: 1、研究SD大鼠BMSCs的体外分离、纯化和扩增,建立成熟而稳定的BMSCs培养体系,为后续的实验研究提供充足的细胞来源。 2、研究丹参酮ⅡA磺酸钠对BMSCs增殖的作用。找到DS-201促进BMSCs增殖的最适宜浓度。并用此浓度连续干预,检测此浓度对BMSCs的生长增殖趋势的影响。 3、研究丹参酮ⅡA磺酸钠在BMSCs向心肌样细胞分化过程中的作用。并将其作用与5-aza诱导作用相比较。 研究方法: 1、BMSCs的体外分离、纯化、扩增和鉴定。采用全骨髓贴壁筛选法分离培养SD大鼠的BMSCs,用免疫荧光染色法检测BMSCs表面蛋白标志CD29、CD34、CD44抗原的表达情况,以鉴定BMSCs和判断BMSCs的纯化效果。选取P1、P2、P3、P4、P5五代细胞分别用MTT法进行24h、48h、72h、96h、120h五个不同时间点的吸光度值测定,以描述细胞的生长情况,并绘制生长曲线。 2、DS-201对BMSCs增殖的影响。选DS-2018个不同浓度组对P3代BMSCs进行干预,每组5个复孔,干预24h后用MTT法测各组细胞的吸光度,选取24h内对BMSCs增殖最适宜的浓度,继续对BMSCs干预3天,将此浓度组在24h、48h、72h、96h四个不同时间点测得吸光度值进行统计。 3、DS-201诱导 BMSCs向心肌样细胞分化的作用。用5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azacytidine,5-aza)诱导组、单纯DS-201组及两者联合干预组对BMSCs进行诱导,通过RT-PCR方法检测诱导后BMSCs的SDF-1、αMHC、βMHC基因的表达来比较几种诱导方法的效果。 结果: 1、BMSCs原代取材后48h首次换液,3天后细胞进入对数生长期,增殖迅速,形态为长梭形。原代9~10天细胞可铺满瓶底,呈放射状或漩涡状。传代后的细胞较快贴壁,迅速进入生长期,5天左右即可进行下一次传代。随着代数的增加,其他非BMSCs细胞逐渐减少,传代至第3代细胞时,细胞已比较纯化。取第3代细胞进行鉴定,用免疫荧光染色法检测表面蛋白标志 CD29(BMSCs细胞表面标志)、CD34(造血干细胞及内皮细胞表面标志)、CD44(BMSCs表面标志),结果为 CD29、CD44为阳性,CD34为阴性。从生长曲线上可以看出:P1代细胞前72h为细胞生长潜伏期,96h后细胞进入快速增长期。而P2~P5代细胞增殖趋势较稳定,从传代24h即进入增长期,只是传代次数增多,细胞增殖速度降低。 2、DS-201干预BMSCs生长24h时,与对照组比较,浓度1组(1.5×103umol/L)对 BMSCs增殖有明显的抑制作用,而其他浓度组则均有促进增殖作用,其中浓度6组(1.5×10-2umol/L)促增殖作用最大。因此选用 DS-201浓度6组作为最适浓度进行后续实验。但随干预时间的延长,细胞增殖率越来越低。 3、RT-PCR方法检测诱导后BMSCs的SDF-1、αMHC、βMHC基因的表达,发现5-aza与DS-201联合诱导BMSCs比单纯DS-201或单纯5-aza诱导效果有明显的优势。 结论: 1、本研究建立了成熟的SD大鼠BMSCs的体外培养方法,细胞增殖迅速,状态良好,生物学性质稳定,无过多的非BMSCs的干扰,综合细胞形态、细胞表面蛋白标志鉴定及生长曲线的结果可以确定培养细胞为BMSCs。 2、DS-201对BMSCs的增殖作用与DS-201的浓度有关,高浓度对细胞生长有抑制作用,而浓度适宜则促进增殖。DS-201对 BMSCs促增殖最适宜浓度为1.5×10-2umol/L。 3、本研究证明了DS-201可诱导BMSCs向心肌样细胞方向分化,5-aza与DS-201联合诱导BMSCs的效果比单纯DS-201和单纯5-aza诱导效果均有明显的优势。此结果可能与DS-201可降低5-aza本身的毒性有关,两者联合应用BMSCs的分化效果更好。