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文档简介
一文概述间充质干细胞(MSC)的三系分化及其培养Protocol间充质干细胞(MesenchymalStemCells,MSCs)具有独特的生物学特性和治疗潜能,正在成为疾病研究领域的“新星”,研究热度持续不减。MSC涉及相关研究较多,如多发性硬化症、关节炎、神经病理性疼痛、肠道疾病等,是移植和自身免疫系统疾病领域的研究热点。2014-2024年MSCsPubmed发表文献数量统计间充质干细胞是源自中胚层的具有高度自我更新、多谱系分化潜力的多能干细胞,广泛存在于全身多种组织,具有易分离、易获取的优点,可在体外进行分化扩增培养。MSC是肿瘤治疗及基因传递研究、功能基因组学、药物筛选、高通量筛选和毒理学的优秀工具。国际细胞治疗协会(ISCT)将人源MSC定义为:Ø
在标准培养条件下,为贴壁生长;Ø
需表达CD105、CD73和CD90,不表达CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79α或CD19及HLA-DR表面标记;Ø
在体外可以分化为成骨细胞、成软骨细胞和脂肪细胞。间充质干细胞来自多种细胞或组织,如骨髓、脂肪组织、外周血、胎盘组织、牙髓等。同样MSC也可以分化成多种细胞类型,如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、神经细胞、基质细胞等。MSC来源及分化(源自参考文献)值得注意的是,间充质干细胞的分化潜力可能会因干细胞来源、扩增条件及其培养微环境而异。其中三系分化是MSC培养扩增的重点。三系分化通常指成骨、成脂和成软骨分化。为了更好地理解MSC的三系分化,本文初步总结了MSC三系分化的大概过程以及一些标志物对应的鉴定方法。成骨分化MSC在多种细胞因子的刺激及其他特点理化环境中,可以定向分化为骨原细胞。然后骨原细胞进一步分化成骨细胞前体细胞,进入快速增殖期。成骨细胞在此阶段合成和分泌有机基质,形成类骨质(主要为I型胶原蛋白),特征物是碱性磷酸酶,是成骨细胞分化成熟的早期标志;碱性磷酸酶经固蓝染色后在显微镜下呈现蓝色,未分化的细胞则无明显颜色。成熟的成骨细胞表达ECM钙化相关蛋白。长时间的成骨诱导使钙离子以钙盐方式沉淀下来,形成“骨结节”。骨结节可通过茜素红染色(茜素红和钙发生显色反应,产生一种深红色化合物),把外面沉积的钙结节染成深红色,通过着色物面积和深浅来表示成骨分化的强弱。MSC来源及分化(源自参考文献)成软骨分化首先MSC聚集成团,成团的中间细胞经分裂分化转变成一种大而圆的细胞,即成软骨细胞。成软骨细胞产生基质和纤维(主要为II型胶原蛋白),通过免疫组化观察II型胶原蛋白的表达情况。一般用阿利新蓝鉴定成软骨细胞分化结果。阿利新蓝属于碱性染料,可以与细胞内的核酸结合,使细胞核呈深蓝色。同时,阿利新蓝与软骨基质中的多糖结合,使软骨细胞和基质呈浅蓝色。不同来源的MSC成软骨分化鉴定成脂分化MSC成脂分化有两个阶段,先是分化为脂肪前体细胞,接着在特定刺激影响下(如C/EBPs和PPAR-γ)分化为脂肪细胞。细胞在胞浆中不断积累脂肪滴,并不断变大。利用油红O染色后,在显微镜下为红色。未分化的细胞则无明显颜色。不同来源的MSC成脂分化鉴定各种因素都会影响分化潜力。如培养环境、生长因子以及其他细胞的存在,都会影响分化过程。特定的信号分子,如骨形态发生蛋白(BMP)或Wingless相关整合位点(Wnts),可以分别促进干细胞分化为骨细胞或神经细胞。间充质干细胞研究这么火热,我们义翘神州整理了一份详细的MSC操作指南。Protocol干货满满,除了以上三系分化鉴定示例,还包括间充质干细胞如何分离、如何传代扩增,以及如何判定扩增后的细胞就是间充质干细胞。欢迎大家下载学习。免责声明:义翘神州内容团队仅是分享和解读公开的研究论文及其发现,专注于介绍全球生物医药研究新进展。本文仅作信息交流用,文中观点不代表义翘神州立场。随着对疾病机制研究的深入,新的实验结果或结论可能会修改或推翻文中的描述,还请大家理解。本文不属于治疗方案推荐,如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。【参考文献】1.DragomirkaJovic.ABriefOverviewofGlobalTrendsinMSC-BasedCellTherapy.StemCellReviewsandReports,2022./10.1007/s12015-022-10369-12.Xing
LiangFan,etal.Mechanismsunderlyingtheprotectiveeffectsofmesenchymalstemcell-basedtherapy.CellularandMolecularLifeSciences,2020./10.1007/s00018-020-03454-63.YuHan,etal.MesenchymalStemCellsforRegenerativeMedicine.Cells,2019.doi:10.3390/cells80808864.TilottaV,etal.
Mesenchymalstemcell-derived
secretomeenhancesnucleuspulposus
cellmetabolismandmodul
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