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[目的]建立牛骨髓间充质干细胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)分离培养体系,研究牛MSCs的生物学特性,并根据其生物学特性及体外诱导分化潜能对其进行鉴定;探讨牛MSCs体外定向诱导分化为心肌细胞,对诱导分化的心肌细胞进行特异性标志基因的分子生物学检测,为转基因良种肉牛培育提供种子细胞,提高转基因的效率。
[方法]
1、通过贴壁筛选法分离培养牛MSCs,观察其生长特性。
2、利用染色、核型分析以及绘制生长曲线和计算贴壁率的方法对纯化后,可以稳定传代的牛MSCs生物学特性进行了鉴定;在体外成功的定向诱导牛MSCs分化为脂肪样细胞和成骨样细胞,并对诱导出现的脂肪样细胞和成骨样细胞分别用油红O染色鉴定和VonKossa染色鉴定。
3、利用获取纯化稳定的P4、P8、P12代牛MSCs经5umol/L、10umol/L、15umol/L三种浓度的5-氮杂胞苷(5-Aza)进行体外诱导分化,经3周诱导后,随机取10个非重叠视野(×200),统计并计算心肌细胞的转化率,结果用均数±标准差表示。并对诱导出现的心肌样细胞进行形态学观察和分子生物学鉴定。
[结果]获得了高纯度且增殖能力较强的牛MSCs,并在体外成功诱导其分化为脂肪样细胞和成骨样细胞,并且染色体核型分析正常,利用5-Aza诱导后的细胞大多呈现长梭形,排列方向一致,有肌管样结构形成。相同代数的牛MSCs在10umol/L的5-Aza作用下诱导效果最佳;在相同浓度的5-Aza作用下,牛MSCs向心肌细胞的转化率随着传代次数的增加逐渐降低。P4代牛MSCs在10umol/L的5-Aza经3周的作用下,诱导分化率最高,达到48.6%.。RT-PCR结果显示诱导分化后的细胞明显表达心肌细胞的四种特异性标志基因,分别是α-心脏肌动蛋白(378bp),结蛋白(601bp),心脏肌钙蛋白T(331bp),β-肌球蛋白重链(β-MHC)(273bp)。
[结论]
1、本试验从牛骨髓中分离培养的这种成纤维贴壁细胞在特定的诱导条件下能够在体外分化为脂肪样和成骨样细胞,表明其具有多项分化潜能,根据细胞可以稳定传代保持未分化状态及染色后的形态学特征和染色体核型分析,证明这种细胞具有骨髓间充质干细胞基本生物学特征。
2、牛MSCs体外经5-氮杂胞苷3周定向诱导能分化为心肌细胞,对诱导分化后的细胞进行分子生物学鉴定,表达出了心肌细胞四种特异性标志基因,分别是α-心脏肌动蛋白(378bp),结蛋白(601bp),心脏肌钙蛋白T(331bp),β-肌球蛋白重链(β-MHC)(273bp)。
3、利用P4代牛MSCs在10umol/L的5-Aza的作用下,体外诱导分化为心肌细胞的效果最好。