关于Shh协同骨髓间充质干细胞促进造血干细胞增殖机制的研究

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目的:造血干细胞(HSCs)的体外扩增一直是目前研究的热点和难点,近年来关于骨髓间充质干细胞(MSCs)促进HSCs增殖的研究较多。我们前期研究体内实验发现MSC促进骨髓增殖,同时发现血管增生明显,前期体外实验发现,MSC促进HSC增殖,Snoic hedgehog(Shh)协同MSC促进HSC的增殖。本研究将进一步探讨MSC促进HSC增殖是否与促血管生成因子有关,Shh协同MSC促进HSC增殖的机制。本研究可以为骨髓HSC体外扩增方面的深入研究提供依据,这对造血干细胞移植(HSCT)的发展及血液系统恶性疾病的治疗可能有着良好的应用前景。  方法:①抽取健康志愿者的骨髓,根据MSCs贴壁生长的特点采用全骨髓培养法培养MSCs传至第三代(P3),采用流式细胞术(FCM),加用人抗鼠CD105-FITC、CD34-ECD、CD45-PCy7三种抗体鉴定MSC的纯度及表面标记。②抽取的骨髓采用密度梯度离心法获得单个核细胞(MNCs),然后使用miniMASC磁珠分选仪分离CD34+细胞并通过计数板计数,加用人抗鼠CD34-ECD、CD45-PEcy7和人抗鼠IgG1-ECD、CD45-PEcy7,FCM检测HSCs纯度。③使用Transwell小室(上室微网孔径0.4um)非接触培养P3代的MSC及CD34+细胞,分为:HSC+MSC组和HSC组两组,每组3个复孔,培养3、7、10天分别收集HSC样本计数,发现培养7天时细胞增殖速度最快,故我们将培养第7天作为本研究的时间点。④使用Transwell小室及24孔板,非接触共培养及单独培养P3代的MSCs与骨髓CD34+细胞,并用Shh干预,分组如下:共培养分为:HSC+MSC组和HSC+MSC+Shh组,单独培养分为:HSC组、MSC组、HSC+Shh组、MSC+Shh组。⑤非接触共培养,在Transwell上、下室分别接种HSC和MSC,含Shh组,在Transwell的下室加入Shh蛋白,不含Shh组,则不加;单独培养组,在普通24孔板中分别加入与非接触共培养组相同数量的HSC或MSC,含Shh组,在24孔板中加入含Shh的培养基,不含Shh组,则不加;培养至7天收集样本。⑥检测HSC、MSC细胞计数、RNA总量、荧光定量PCR(Q-PCR)结果:先使用计数板计数各组三个复孔HSC和MSC的细胞数目;然后采用TRIZOL法提取各组三个复孔HSC和MSC RNA的含量;再将各组提取的RNA逆转录成cDNA放-20℃保存;最后利用实时荧光定量PCR法分别检测以下Q-PCR结果: HSC: Ki67、Tie-2,MSC: VEGF、Ang-1的mRNA水平的表达,Q-PCR结果使用2-△△Ct分析法来进行相对定量(RQ)分析。⑦实验数据统计:我们采用SPSS17.0软件统计分析实验中所获得的数据,两两比较采用单因素方差分析,计量资料均以“均数±标准差(x±SD)”表示,当P<0.05时,则差异被认为具有统计学意义。  结果:①全骨髓培养法分离培养的MSC,显微镜下可见MSC呈梭形,成旋涡状排列,贴壁生长;FCM鉴定P3代细胞的MSC,结果显示:MSCs高表达CD105,低表达CD34和CD45,比例分别为52.4%、2.2%、0.3%,MSCs的纯度为52.4%。②利用Mini MACS分离装置分选出的HSC,镜下呈圆形,流式鉴定结果显示CD34+细胞的纯度为81.9%。③培养HSC+MSC和HSC3、7、10天统计HSC的数量,HSC组10天>7天>3天,HSC+MSC组10天>7天>3天,HSC的计数均增加,在培养7天后,HSC计数增加速度最快,说明共培养最佳作用时间为第7天。④我们统计培养第7天各组HSC和MSC的计数。培养第7天,各培养组HSC的计数:HSC+Shh组、HSC+MSC组都高于HSC单独培养组;且HSC+MSC+Shh组高于HSC+MSC组;P值均<0.05。各培养组MSC的计数:MSC+Shh组、MSC+HSC组都高于MSC单独培养组;且MSC+HSC+Shh组高于MSC+HSC组;P值均<0.05。⑤培养第7天,采用TRIZOL法提取HSC和MSC RNA的含量。各组HSC的RNA总量:HSC+Shh组、HSC+MSC组都高于HSC单独培养组;且HSC+MSC+Shh组高于HSC+MSC组;P值均<0.05。各培养组MSC的RNA总量:MSC+Shh组、MSC+HSC组都高于MSC单独培养组;且MSC+HSC+Shh组高于MSC+HSC组;P值均<0.05。⑥培养第7天,利用Q-PCR法分别检测HSC的Ki67、Tie-2和MSC的VEGF、Ang1mRNA的相对表达量,即RQ值。Ki67的RQ值:HSC+SHH组、HSC+MSC组都高于HSC单独培养组;且HSC+MSC+Shh组高于HSC+MSC组;P值均<0.05。Tie-2的RQ值:HSC+SHH组、HSC+MSC组都高于HSC单独培养组;且HSC+MSC+Shh组高于HSC+MSC组;P值均<0.05。⑦培养第7天,各培养组MSC的VEGF的RQ值:MSC+SHH组、MSC+HSC组都高于MSC单独培养组;且MSC+HSC+Shh组高于MSC+HSC组;P值均<0.05。Ang1的RQ值: MSC+SHH组、MSC+HSC组都高于MSC单独培养组;且MSC+HSC+Shh组高于MSC+HSC组;P值均<0.05。  结论:1.我们成功的分离培养出MSC、利用Mini MACS分离装置成功的分离培养出HSC;2.研究结果发现MSC能够促进HSC的增殖,Shh能够促进HSC的增殖,且Shh协同MSC促进HSC的增殖,本研究结果与前期研究一致;3.MSC促进HSC增殖的作用机制与血管生成因子有关;3.Shh促进HSC增殖的作用机制与血管生成因子有关;4.Shh促进MSC的增殖,其作用机制与血管生成因子有关;5.Shh协同MSC促进HSC增殖的作用机制与血管生成因子有关。
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