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本研究采用以表皮生长因子为主要诱导物质的诱导剂,而表皮生长因子主要通过MAPK途径对细胞分化进行调控。因此采用以表皮生长因子为主的诱导剂在体外诱导MSCs分化成表皮细胞,然后利用在诱导剂中分别加入p38途径和ERK途径的特异性抑制剂SB203580和PD98059,从而初步探讨p38途径和ERK途径对体外诱导MSCs分化成表皮细胞的影响。研究工作分为两部分:
第一部分:大鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养、鉴定及诱导分化为表皮细胞观察。
研究目的:研究大鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养、鉴定及体外诱导分化为表皮细胞的观察。
研究方法:将大鼠处死,无菌条件下用密度梯度离心法分离大鼠MSCs,在37℃、5%CO2及饱和湿度条件下培养。倒置相差显微镜下观察MSCs的生长情况及形态特征,培养至第3代的间充质干细胞用免疫细胞化学检测表面标记CD34、CD44的表达,同时用流式细胞仪测定CD34、CD44的阳性率,从而对分离的MSCs进行鉴定。细胞随机分为对照组、诱导组,诱导7d时用免疫细胞化学染色法和流式细胞仪技术检测MSCs表面CK5/8和CK19的表达。免疫细胞化学染色采用两步法,具体操作按试剂盒说明书进行。同时设不加一抗的阴性对照。在光学显微镜下进行组织学观察,以胞浆呈棕黄色着色为阳性结果,而流式细胞仪通过细胞计数直接给出二者的阳性率。
研究结果:①采用密度梯度离心法从大鼠骨髓中分离出的MSCs在倒置相差显微镜下呈克隆样生长,12d左右达到细胞融合,细胞形态呈比较均一的梭形,传代后细胞形态无变化。②免疫细胞化学检测第三代的MSCs显示CD44均呈阳性,CD34均呈阴性,流式细胞仪检测显示细胞表面抗原CD44阳性率96.62%,CD34阳性率2.58%。③体外特定条件下可诱导MSCs分化为表皮细胞,MSCs诱导3天时,免疫细胞化学显示MSCs中出现少量角蛋白5/8(CK5/8)、角蛋白19(CK19)阳性表达细胞,7天时阳性表达细胞明显增多,对照组二者均阴性表达,流式细胞仪检测显示CK5/8、CK19阳性率分别为3.01%、6.47%。
第二部分:大鼠骨髓间充质干细胞诱导分化为表皮细胞信号机制研究。
研究目的:通过在诱导剂中添加SB203580、PD98059,初步探讨MAPK信号途径对MSCs诱导分化为表皮细胞的调控机制。
研究方法:随机将细胞分为诱导组、p38阻断组、ERK阻断组,在诱导至第7天时将细胞取出进行免疫细胞化学染色和流式细胞仪检测CK5/8、CK19染色阳性率,探讨MAPK信号途径对MSCs诱导分化为表皮细胞的影响。所有数据均以-x±s表示,采用X2检验,SPSS软件对所有数据进行统计学处理。
研究结果:①镜下连续观察各组细胞生长情况良好,形态无明显变化。②诱导7d时,免疫细胞化学检测诱导组CK5/8、CK19阳性率分别为(5.84±3.92)%、(8.34±3.42)%;p38阻断组二者阳性率分别为(1.70±2.16)%、(6.48±4.14)%,低于诱导组(P<0.05,P<0.05);ERK阻断组二者阳性率分别为(9.42±3.73)%、(12.98±5.13)%,高于诱导组(P<0.05,P<0.05),也明显高于p38阻断组(P<0.01,P<0.01)。③MSCs诱导7天时流式细胞仪显示诱导组CK5/8、CK19阳性率分别为3.01%、6.47%;p38阻断组CK5/8、CK19阳性表达率分别为1.43%、5.41%,低于诱导组(P<0.01,P<0.01);ERK阻断组CK5/8、CK19阳性表达率分别为5.54%、7.56%,高于诱导组(P<0.01,P<0.05),也高于p38阻断组(P<0.01,P<0.01)。④油红O脂肪染色发现p38阻断组有少量阳性表达细胞,其它组均为阴性。
研究结论:
1.从大鼠骨髓中分离出的MSCs形态呈均一的梭形,纯度高,免疫细胞化学及流式细胞仪检测显示CD44阳性,CD34阴性。
2.EGF可诱导MSCs分化为表皮细胞,免疫细胞化学及流式细胞仪检测显示CK5/8、CK19阳性。
3.p38途径在促进MSCs分化为表皮细胞过程中起积极作用,而ERK途径则相反。
4.SB203580可能通过抑制p38途径的激活而促使MSCs分化为脂肪细胞;而抑制ERK途径后则无此作用。