探討微環(huán)境ECM對(duì)干細(xì)胞行為的調(diào)控效應(yīng).pdf

1、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)是構(gòu)成體內(nèi)細(xì)胞微環(huán)境的重要組成部分，對(duì)干細(xì)胞行為的調(diào)控至關(guān)重要。美國(guó)德州大學(xué)陳曉東教授經(jīng)長(zhǎng)期研究，在體外成功地建立了由骨髓中固有基質(zhì)細(xì)胞所自然合成的ECM干細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。既往實(shí)驗(yàn)已證實(shí)用此ECM培養(yǎng)系統(tǒng)能促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞粘附、擴(kuò)增并同時(shí)保持干細(xì)胞的全能性。同時(shí)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也已證實(shí)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)此ECM培養(yǎng)系統(tǒng)擴(kuò)增后極大地提高了其組織再生和修復(fù)能力。本課題研究目標(biāo)：
　　 PartⅠ用年輕ECM改善衰老間充

2、質(zhì)干細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量
　　 本課題旨在研究衰老是否直接抑制干細(xì)胞的增殖和體內(nèi)的成骨能力，及年輕和年老干細(xì)胞的行為是否會(huì)受外界環(huán)境ECM的影響而改變。首先我們通過(guò)比較3月齡年輕小鼠和18月齡老年小鼠來(lái)測(cè)試衰老本身對(duì)MSCs數(shù)量和增殖能力的影響。結(jié)果顯示老年小鼠骨髓中原有的MSCs直接誘導(dǎo)分化形成CFU-OB的數(shù)量低于年輕小鼠5-10％；經(jīng)普通培養(yǎng)皿擴(kuò)增7天后，年輕小鼠CFU-OB形成數(shù)量增加了1倍，而老年小鼠CFU-OB數(shù)量無(wú)明顯

3、增加；平行實(shí)驗(yàn)中，在年輕小鼠制備的ECM上擴(kuò)增后，年輕小鼠CFU-OB數(shù)量是原來(lái)的16倍，更重要的是老年小鼠CFU-OB數(shù)量同時(shí)也增加了17倍；為了確定干細(xì)胞增殖能力是否與氧化應(yīng)激有關(guān)，我們同時(shí)測(cè)定在上述不同培養(yǎng)條件下細(xì)胞中ROS水平。經(jīng)普通培養(yǎng)皿擴(kuò)增后，老年小鼠細(xì)胞中ROS水平比年輕小鼠高20％；然而不論是年輕或年老細(xì)胞經(jīng)年輕ECM擴(kuò)增后，ROS水平均顯著降低(年輕細(xì)胞降低30％，老年細(xì)胞降低50％)。
　　 本研究結(jié)果揭示了

4、衰老的ECM是一個(gè)主要的決定因素促使干細(xì)胞老化；老年干細(xì)胞本身也能改變其ECM成份；氧化應(yīng)激與衰老的MSCs增殖缺陷有關(guān)，減少ROS產(chǎn)生在一定程度上可以糾正老年MSCs的增殖缺陷。
　　 PartⅡ用ECM體系有效分離和擴(kuò)增臍帶血來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞
　　 臍帶血中不僅存在造血干細(xì)胞而且還含有間充質(zhì)干細(xì)胞，其活性及組織再生能力要明顯高于成年人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，而較成年人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞相比獲取臍帶血方便且無(wú)創(chuàng)傷。但目前的研

5、究均認(rèn)為臍帶血中此類(lèi)干細(xì)胞數(shù)量極少(5-30/108單核細(xì)胞)，而且分離成功率低僅為30％(即10份臍帶血中僅3份能獲取間充質(zhì)干細(xì)胞)。數(shù)量少、頻率低限制了臍帶血MSCs的研究和臨床應(yīng)用，極大地浪費(fèi)了臍帶血資源，因此提高UCB-MSCs的分離培養(yǎng)成功率尤為重要。我們實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示ECM系統(tǒng)能有效促進(jìn)臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞的粘附，并能有效地將此細(xì)胞從臍帶血中分離出來(lái)并加以提純。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示臍帶血中實(shí)際含有的間充質(zhì)干細(xì)胞數(shù)量至少高于目前報(bào)道