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目的:通过体外分离和浓聚成人骨髓间充质干细胞,定向诱导分化为脂肪细胞,并研究祛脂素对此诱导分化过程的影响,进一步研究观察祛脂素在再生障碍性贫血的去脂化作用,为治疗再生障碍性贫血开辟一条新途径。
方法:1.取未累及骨髓的住院患者30例,中位年龄为53.6岁,再生障碍性贫血(AA)患者12例,中位年龄为56.4岁。常规抽取肝素抗凝骨髓液,收集单个核细胞层,按1×106cells/cm2密度接种于培养瓶孵育,5天后更换培养液,弃去未贴壁细胞,3~4天换液1次。实验组:分别将传至第1、3、5代的贴壁细胞按2×105/ml接种于6孔板,37℃,5﹪CO2,饱和湿度下孵育,24h后更换培养体系为含有终浓度为1μmol/L地塞米松、0.5mmol/L的IBMX、10μg/ml牛胰岛素、100mmol/L消炎痛、含10﹪FBS的高糖DMEM成脂诱导体系继续培养,诱导3天,每隔3~4天换液1次。对照组:24h后更换含10μg/ml的牛胰岛素、10﹪FBS的高糖DMEM培养基,每隔3~4天换液1次。诱导后细胞用PBS洗涤3次,油红O染色5~10min,光镜下观察。随机数取10个非重叠视野(×100),计算脂肪细胞占总细胞数的比例,结果用(X)±S表示;用免疫组化和RT-PCR方法测定两组细胞PPARγ表达水平。
2.随机分为两组,一组为按上述方法继续诱导培养的成脂诱导组;另一组为在成脂诱导体系内加入等体积的终浓度为1mg/ml的祛脂素的实验组。两组细胞的终浓度均为2×105/ml。观察祛脂素对此诱导分化的影响,光镜下观察细胞脂肪化程度,计算脂肪细胞阳性率;RT-PCR测定各组细胞PPARγ表达水平。
3.取12例AA患者肝素抗凝骨髓液各约10ml,收集单个核细胞层,洗涤后,调整细胞浓度为4×106/ml,每个AA患者的骨髓均分为等量的两份,再随机分为成脂对照组和祛脂实验组:对照组为将终密度为2×106/ml的贴壁细胞加入上述成脂诱导体系内;实验组为将细胞终浓度为2×106/ml的贴壁细胞加入上述成脂诱导培养体系和终浓度为1mg/ml的祛脂素的混合培养基。接种于培养瓶中,370C,5﹪的CO2,饱和湿度下孵育。每3天半量换液一次。14天后收集培养细胞,在光镜下观察细胞脂肪滴情况和用RT-PCR方法检测两组细胞内PPARγ表达情况。
结果:1.光镜下观察MSC诱导为脂肪细胞的形态变化:成脂诱导培养体系加入后48h,成纤维样长梭形细胞样的MSC中有小脂滴出现,主要集中于细胞核周围,随着诱导时间的延长,小脂滴逐渐聚集成大的脂泡,细胞逐渐增大,由原来的梭形变为圆形或多角形。不同代的细胞诱导脂肪的发生率没有明显的区别。对照组诱导3周后无变化,细胞内没有脂滴形成。用油红O染色显示诱导组细胞有棕红色脂肪滴形成;而对照组则没有棕红色脂滴形成。诱导剂组脂肪细胞阳性率为86.4﹪±3.2﹪;正常对照组的脂肪细胞阳性率为0﹪,两组之间有显著性差异(P<0.05)。诱导组细胞PPARγ表达水平比正常组PPARγ表达水平明显增高,有统计学差异(P<0.01)。
2.PPARγ免疫组织化学染色结果:诱导组见棕黄色颗粒主要分布在细胞胞核内,胞浆偶可见,与对照组相比,诱导组细胞PPARγ阳性表达细胞明显增多(P<0.01)。
3.Westernblot及RT-PCR测定PPARγ蛋白和PPARγmRNA的表达:诱导组细胞PPARγ的表达水平明显高于对照组(P<0.01);诱导组PPARγmRNA的表达水平高于对照组(P<0.05)。
4.在24孔板上,成脂诱导组和祛脂素实验组光镜下每高倍镜下各计数100个细胞。诱导组脂肪细胞出现脂肪滴细胞的平均阳性率为83.21﹪±0.2﹪,而祛脂素实验组的平均阳性率则为12.8﹪±0.4﹪。实验组与诱导组比较脂肪细胞阳性率明显较少(P<0.01)。实验组细胞的PPARγ蛋白水平和PPARγmRNA表达水平与诱导组比较,均有明显差异(P<0.01)。
5.祛脂素对AA骨髓的去脂化作用:AA对照组细胞中脂肪滴阳性率为87.3﹪±0.6﹪,祛脂素实验组细胞中脂肪滴阳性率为12.6﹪±0.3﹪。两组配对t检验比较有显著性差异(P<0.01)。实验组PPARγ蛋白表达水平和PPARγmRNA表达水平均比对照组明显降低,和对照组比较均有明显差异(P<0.01)。
结论:1.进一步验证骨髓间充质干细胞可以向脂肪细胞方向分化,说明骨髓间充质干细胞具有向本胚层纵向分化的潜能。
2.祛脂素对骨髓MSC诱导分化为脂肪细胞的过程具有抑制作用,能降低使脂肪细胞中的PPARγ蛋白和PPARγmRNA表达水平。
3.祛脂素能抑制AA患者骨髓MSC向脂肪细胞分化,降低细胞内PPARγ蛋白表达水平。推测祛脂素可能具有减少骨髓脂肪髓的作用,这将为祛脂素辅助治疗再生障碍性贫血增加了一条新的途径。