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目的:在小肠粘膜下层(small intestinal submucosa,SIS)三维培养体系中,比较人骨髓和胎盘基蜕膜来源间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)在低氧无血清的培养条件下细胞的生物学特性,为筛选更优越的组织工程种子细胞提供实验依据。方法:无菌条件下分离提取人骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,)以及人胎盘基蜕膜间充质干细胞(pacental decidua basalis-mesenchymal stem cells,PDB-MSCs)并进行体外扩增培养,并检测人BM-MSCs和PDB-MSCs表面标记物(CD34、CD11b、CD19、CD90、CD44和CD105)的表达情况。同时在成脂、成骨和成软骨诱导培养环境下进行诱导分化来鉴定BM-MSCs和PDB-MSCs的多向分化潜能。以鉴定BM-MSCs和PDB-MSCs的多向分化潜能。然后取PDB-MSCs和BM-MSCs接种于SIS上,共培养7天后在扫瞄电镜下(scanning electron microscope,SEM)下观察MSCs在SIS上的形态特征,然后将其随机分为4组:分别是BM-MSCs常氧有血清组(normoxia and complete medium,N/CM)、BM-MSCs低氧无血清组(hypoxia and serum deprivation,H/SD)、PDB-MSCs常氧有血清组(normoxia and complete medium,N/CM)和PDB-MSCs低氧无血清组(hypoxia and serum deprivation,H/SD)。其中常氧条件下,体外三气培养箱氧含量为21%,低氧条件下,氧含量为1%;有血清条件下含FBS 10%,无血清条件下,含FBS 0%。采用CCK8的检测方法分别检测PDB-MSCs和BM-MSCs复合物分别在低氧无血清、常氧有血清条件下培养0h,6h,12h,24h后的增殖情况;并采用凋亡流式细胞盒(Annexin V/propidium iodide,AV/PI)检测观察BM-MSCs和PDB-MSCs复合物分别在低氧无血清、常氧有血清条件下培养6h,48h,72h后的凋亡情况;并采用Q-PCR检测BM-MSCs和PDB-MSCs复合物在低氧无血清、常氧有血清中处理72h后的血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)m RNA的表达情况;Western Blot检测两种细胞在低氧无血清条件下72h抗凋亡相关蛋白AKT、ERK1/2、Bcl2蛋白表达情况。结果:本实验中PDB-MSCs和BM-MSCs均成功于骨髓和胎盘组织中提取并进行了体外扩增,光学显微镜下P3代以后,两种MSCs形态均为长梭形的成纤维样细胞,并呈“鱼群样”紧密排列。通过流式鉴定提示两种细胞均表达了抗原CD73、CD90以及CD105,均不表达表面抗原CD34、CD11b和CD19。此外,两种细胞均可向成骨、成脂和成软骨分化,具有多向分化性能。SEM扫描电镜下观察在SIS小肠黏膜下层上BM-MSCs和PDB-MSCs与SIS具有良好的生物相容性,在SIS均表现为长梭形,并分泌大量基质附于支架三维结构上。CCK8检测提示24h内在低氧无血清条件可促进BM-MSCs以及PDB-MSCs增值(P<0.05)且PDM-MSCs耐受低氧能力更强(P<0.05)。AV/PI检测提示在低氧无血清处理的48小时内,PDB-MSCs以及BM-MSCs均能够耐受凋亡(P>0.05),差异无统计学意义。在低氧无血清处理72h,PDB-MScs凋亡率较BM-MSCs在低氧无血清条件下更低(P<0.05),提示PDB-MSCs与BM-MSCs相比,表现出更好的耐受凋亡。Q-PCR检测两种细胞中在低氧无血清条件下VEGF表达量,提示PDB-MSCs表达量高于BM-MSCs。Western Blot检测显示低氧无血清条件下PDB-MSCs表达抗凋亡蛋白ERK1/2、AKT、BCL2含量明显高于BM-MSCs(P<0.05)。结论:BM-MSCs和PDB-MSCs在SIS生长状态良好,在低氧无血清条件下,与BM-MSCs相比,PDB-MSCs表现出更好的耐受低氧无血清的特性,故人PDB-MSCs是一种优良的组织工程种子细胞。