人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗SD大鼠骨质疏松性股骨骨折

背景:人脐带间充质干细胞来源外泌体已广泛用于骨修复和重建研究,能显著促进成骨和血管生成。目的:探究人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗骨质疏松性骨折的机制。方法:采用组织块培养法提取人脐带间充质干细胞及超速离心法提取人脐带间充质干细胞来源外泌体并进行鉴定。30只12周龄雌性SD大鼠随机分为假手术组(6只)和去势组(24只)。去势组采用经典的去势法构建骨质疏松模型,术后12周随机选取去势组6只大鼠与假手术组6只大鼠行Micro-CT及苏木精-伊红染色进行模型验证。验证骨质疏松模型构建成功后,将去势组剩余18只大鼠随机分为3组,均构建骨质疏松性股骨骨折模型,骨折端分别注射PBS(PBS组)、1.5×10^(11)particles/mL(低浓度外泌体组)、3×10^(11)particles/mL(高浓度外泌体组)外泌体。骨折术后4周行影像学及组织学观察评估骨折愈合和骨组织血管生成情况。结果与结论:①大体标本观察:与PBS组相比,外泌体组骨折愈合速度明显增快,骨折端骨痂生成量显著增加;②X射线片评分:外泌体组显著高于PBS组,差异有显著性意义(P<0.05);③Micro-CT三维成像:与PBS组相比,外泌体组骨折愈合加快,骨痂生成量显著增加;外泌体组骨体积分数显著高于PBS组,差异有显著性意义(P<0.01);④苏木精-伊红染色和Masson染色:与PBS组相比,外泌体组有更多的骨小梁生成,有更多的新生骨组织生长;⑤免疫组织化学染色:与PBS组相比,外泌体组骨钙素与CD31的表达更加显著;高浓度外泌体组较低浓度外泌体组新生血管密度更大,骨痂生成量更多,骨折愈合增快,呈现浓度依赖性。结果表明,人脐带间充质干细胞来源外泌体可通过促进血管生成和成骨,最终促进骨质疏松性骨折修复,其机制可能与CD31和骨钙素表达增加有关。

白细胞介素10工程化修饰人脐带间充质干细胞优效治疗炎症性肠病

背景:间充质干细胞来源广泛、易体外增殖,并可分泌一系列免疫调节因子抑制炎症、促进组织修复再生,广泛应用于各种疾病治疗研究。但是对于多种疾病,间充质干细胞的治疗效果有限。针对疾病特定发病机制或者干预靶点进行工程化修饰间充质干细胞是未来细胞治疗的重要发展方向。目的:白细胞介素10是一种典型的抗炎细胞因子,有助于调节免疫反应并诱导巨噬细胞向抗炎表型极化,该研究探讨白细胞介素10基因工程化修饰人脐带间充质干细胞对炎症性肠病的治疗效果。方法:通过电转染建立稳定过表达人白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞,并基于细胞治疗产品标准筛选出临床级细胞。给予C57BL/6J小鼠自由饮用5%葡聚糖硫酸钠盐水溶液建立急性结肠炎模型,分别在造模前1 d(尾静脉途径)与造模后第4天(腹腔途径)注射空质粒转染的人脐带间充质干细胞或过表达人白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞(1×10~6个/只)。在造模后第6天取结肠组织进行苏木精-伊红染色评估组织学变化,免疫荧光染色检测增殖细胞核抗原与CD31的表达。结果与结论:构建的稳定过表达白细胞介素10的工程化人脐带间充质干细胞,满足临床级人脐带间充质干细胞质量标准;人脐带间充质干细胞对小鼠急性结肠炎具有修复效果,过表达白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞的治疗效果更加优效,更显著地抑制急性结肠炎小鼠的体质量下降(P<0.05)、结肠缩短(P<0.05)以及结肠组织损伤(P<0.05);过表达白细胞介素10基因人脐带间充质干细胞组结肠组织切片中增殖细胞核抗原阳性细胞与CD31阳性细胞显著多于人脐带间充质干细胞组,表明过表达白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞可能通过显著促进肠组织细胞增殖和血管再生进而促进结肠组织修复。

明胶三维微球装载人脐带间充质干细胞修复慢性肌腱病

背景:肌腱组织因缺少血管而修复困难,如何促进肌腱的恢复和提高肌腱损伤后干细胞治疗的效果,一直是临床及科研的研究热点和重点。目的:将人脐带间充质干细胞与明胶微载体支架结合构建组织工程化干细胞,通过体外实验与大鼠体内实验观察明胶微载体培养的人脐带间充质干细胞对肌腱病的治疗效果及作用机制。方法:(1)体外细胞实验:将人脐带间充质干细胞接种于三维明胶微载体后观察细胞活性以及存活情况,以常规培养的人脐带间充质干细胞作为对照;(2)动物体内实验:将成年SD大鼠随机分为正常组、肌腱病组、2D组(肌腱病+常规培养人脐带间充质干细胞)、3D组(肌腱病+明胶微载体三维培养的人脐带间充质干细胞),每组6只,治疗4周后进行动物行为学检测以及跟腱病理组织形态观察。结果与结论:(1)体外细胞实验:接种于明胶微载体的人脐带间充质干细胞存活率高,且随着时间延长细胞增殖速率增加;与对照组相比,三维明胶微载体培养的细胞活性更好;(2)动物体内实验:治疗4周后,与肌腱病组比较,3D组大鼠下肢功能恢复良好及组织病理学评分显著改善,而2D组也可一定程度改善肌腱病损伤,但效果不及3D组;(3)结果表明,三维明胶微载体培养的人脐带间充质干细胞可以促进肌腱损伤组织修复再生,且修复效果优于常规培养人脐带间充质干细胞。

人脐带间充质干细胞来源外泌体抗小鼠肾缺血再灌注损伤的机制

背景:人脐带间充质干细胞来源外泌体参与多种损伤修复过程,其对肾缺血再灌注损伤的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗肾缺血再灌注损伤的分子机制。方法:①培养人脐带间充质干细胞,使用外泌体提取试剂盒获取外泌体并鉴定;②采用活体荧光成像技术检测外泌体在肾缺血再灌注损伤小鼠肾脏中的分布;③C57/BL6雄性小鼠30只,按随机数字表法分为5组:假手术组、肾缺血再灌注组、假手术组+Compound C组、肾缺血再灌注+外泌体组、肾缺血再灌注+外泌体+Compound C组,每组6只。除假手术组外,其余组均夹闭双侧肾蒂45 min,再灌注24 h建立肾缺血再灌注小鼠模型;假手术组+Compound C组和外泌体+Compound C组于造模前30 min腹腔注射AMPK抑制剂Compound C;外泌体组和外泌体+Compound C组在肾蒂夹闭前15 min经尾静脉注射外泌体。再灌注24 h检测各组小鼠血清肌酐和尿素氮水平、肾组织白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平、肾组织凋亡相关因子的表达。结果与结论:①人脐带间充质干细胞外泌体具有典型的茶托形态,直径分布在40-160 nm范围内,表达外泌体表面特异性标志膜蛋白;②与假手术组相比,肾缺血再灌注损伤小鼠肾脏更易聚集人脐带间充质干细胞外泌体;③外泌体预处理可减轻肾缺血再灌注小鼠肾损伤,降低肾小管上皮细胞凋亡水平,并且这种保护作用可被AMPK抑制剂所逆转。结果表明,人脐带间充质干细胞来源外泌体发挥肾缺血再灌注损伤的保护作用可能与激活AMPK/YAP1通路抗细胞凋亡有关。

人脐带间充质干细胞抑制脓毒症小鼠肺组织细胞的焦亡

背景:急性肺损伤是脓毒症患者的常见严重并发症,其发病机制复杂,目前尚无有效的药物治疗方案。人脐带间充质干细胞通过抑制细胞过度焦亡从而改善脓毒症急性肺损伤的作用机制愈发受到重视。目的:探索人脐带间充质干细胞对脓毒症所致急性肺损伤小鼠肺组织细胞焦亡的影响及机制。方法:48只Balb/c雄性小鼠按随机数字法分为假手术组、模型组、治疗组(n=16)。模型组、治疗组行盲肠结扎穿孔建立脓毒症所致急性肺损伤模型,假手术组仅开腹后缝合。治疗组术后6 h尾静脉注射200μL人脐带间充质干细胞悬液(5×105个细胞),模型组及假手术组术后6 h尾静脉注射200μL生理盐水。术后28 h,各组随机取5只小鼠予以尾静脉注射伊文思蓝检测肺血管通透性;收集各组剩余小鼠肺泡灌洗液和肺组织,ELISA检测肺泡灌洗液中白细胞介素1β、白细胞介素18水平,计数肺泡灌洗液中细胞总数及巨噬细胞数;苏木精-伊红染色观察肺组织病理学形态,TUNEL染色观察肺组织细胞焦亡情况,RT-PCR、Western blot检测肺组织中Toll样受体4、GSDMD及Caspase-11的mRNA和蛋白表达。结果与结论:与模型组相比,治疗组术后28 h肺血管通透性显著下降(P<0.05),肺泡灌洗液中白细胞介素1β、白细胞介素18水平降低(P<0.05),细胞总数及巨噬细胞数降低(P<0.05),肺损伤程度减轻,肺组织细胞焦亡指数降低(P<0.05),肺组织Toll样受体4、GSDMD、GSDMD-N及Caspase-11 mRNA及蛋白表达水平均显著下降(P<0.05)。结果表明,人脐带间充质干细胞可能通过抑制Toll样受体4/Caspase-11/GSDMD信号通路活化,改善肺组织细胞焦亡,从而在一定程度上改善脓毒症小鼠肺损伤的严重程度。

人脐带间充质干细胞共培养联合人参皂苷Rg1对心力衰竭细胞模型的影响

背景:目前,如何促进细胞扩增、减少细胞损失、提高细胞归巢率、减少细胞凋亡是人脐带间充质干细胞临床前研究的主要问题。人参皂苷Rg1可在体外或体内促进间充质干细胞在不同微环境中的增殖、分化,其可能是提高人脐带间充质干细胞移植效率的候选药物。目的:探讨人脐带间充质干细胞共培养联合人参皂苷Rg1对戊巴比妥钠诱导的心衰细胞模型的影响。方法:将H9C2细胞分为5组:对照组、戊巴比妥钠组、人脐带间充质干细胞组、人参皂苷Rg1组、人脐带间充质干细胞+人参皂苷Rg1组。对照组H9C2细胞用正常DMEM培养基培养24 h,其他组H9C2细胞用含0.8%戊巴比妥钠的DMEM培养基培养7 min构建心衰细胞模型。建模后,分别用人脐带间充质干细胞、人参皂苷Rg1单独或共同处理。采用CCK-8法和EdU染色检测细胞增殖情况,TUNEL法检测细胞凋亡情况,按试剂盒说明检测Na^(+)-K^(+)-ATP酶和Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶活性,ELISA测定上清液中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6水平,RT-qPCR测定细胞中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素6、Bax和Bcl-2 mRNA表达,Western blot测定细胞中Bax、Bcl-2、Toll样受体4、p65和p-p65蛋白表达。结果与结论:①与戊巴比妥钠组比较,人脐带间充质干细胞组、人参皂苷Rg1组和人脐带间充质干细胞+人参皂苷Rg1组H9C2细胞活力和EdU阳性率升高,TUNEL阳性率以及Bax mRNA和蛋白表达降低,Bcl-2 mRNA和蛋白表达升高,Na^(+)-K^(+)-ATP酶活性降低,Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶活性升高,H9C2细胞上清液中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6水平降低,H9C2细胞中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6 mRNA表达降低,Toll样受体4和p-p65蛋白表达降低,差异均有显著性意义(P<0.05);②与人脐带间充质干细胞组和人参皂苷Rg1组比较,人脐带间充质干细胞+人参皂苷Rg1组上述指标进一步改善(P<0.05)。结果表明:人脐带间充质干细胞联合人参皂苷Rg1提高了戊巴比妥钠诱导的心衰细胞活力,并抑制了Toll样受体4/核因子κB通路介导的炎症。

高活性脐带间充质干细胞干预老年树鼩衰老脾脏的作用与机制

背景:脾脏具有储血、造血和免疫功能,随着年龄增长,脾脏结构退变、功能衰退引起免疫系统功能受损,进而加速机体衰老进程,而高活性脐带间充质干细胞治疗树鼩脾脏衰老尚未见报道。目的:探讨高活性脐带间充质干细胞对树鼩脾脏衰老的干预作用及机制。方法:从剖腹产的新生树鼩脐带组织中分离、培养和获得高活性脐带间充质干细胞,三系分化试剂盒检测成脂、成骨、成软骨分化能力,流式细胞术检测细胞周期和表面标志物。以感染复数值分别为100,120,140,160,180,200的吉凯基因绿色荧光蛋白转染第2代高活性脐带间充质干细胞,筛选最佳转染条件;转染后的第4代高活性脐带间充质干细胞尾静脉输注给老年治疗组树鼩,青年对照组和老年模型组不予特殊处理,治疗4个月时取脾脏组织,苏木精-伊红染色观察脾脏组织结构;β-半乳糖苷酶染色检测衰老相关半乳糖苷酶活性;免疫组织化学染色检测p21和p53蛋白表达水平;Ki67和PCNA免疫荧光染色检测细胞增殖活性;免疫荧光染色检测脾脏自噬蛋白分子Beclin1和APG5L/ATG5表达水平;活性氧荧光染色检测脾脏组织的活性氧含量;CD3免疫荧光染色检测总T淋巴细胞比例变化;酶联免疫吸附实验检测脾脏组织白细胞介素1β和转化生长因子β1分泌水平;DAPI复染细胞核观察绿色荧光蛋白标记的高活性脐带间充质干细胞在脾脏组织的分布情况。结果与结论:①高活性脐带间充质干细胞呈核小短梭形、鱼群样生长,G_(0)/G_(1)期占比大,具有向成脂、成骨和成软骨分化潜能。②感染复数为140且转染72 h为吉凯基因绿色荧光蛋白标记树鼩高活性脐带间充质干细胞的最佳条件。③与老年模型组相比,老年治疗组树鼩脾脏组织细胞排列紧密,白髓面积增加(P<0.01),红白髓界线清晰,生发中心占比无显著差异(P>0.05),脾脏组织衰老相关半乳糖苷酶活性水平降低(P<0.001),衰老蛋白分子p21和p53表达下调(P<0.001),增殖相关分子Ki67和PCNA表达上调(P<0.001,P<0.05),自噬相关分子Beclin1和APG5L/ATG5表达上调(P<0.001),活性氧含量降低(P<0.001),CD3^(+)T细胞比例增加(P<0.05),衰老相关分泌表型中白细胞介素1β分泌水平降低(P<0.001),转化生长因子β1分泌水平无显著差异(P>0.05)。与青年对照组相比,以上检测指标在老年治疗组中均有显著差异(P<0.05)。④冰冻组织切片观察可见老年治疗组树鼩脾脏组织中有绿色荧光蛋白标记的绿色荧光细胞。结果表明:静脉输注高活性脐带间充质干细胞可迁移至脾脏组织,抑制活性氧产生,下调衰老相关蛋白分子表达,诱导细胞自噬,促进细胞增殖,降低慢性炎症,进而改善脾脏组织结构和功能。

脐带间充质干细胞对2型糖尿病的免疫调节作用

背景:脐带间充质干细胞具有免疫调节功能和多向分化潜能,能够积极改善2型糖尿病的慢性低度炎症状态,对阻止2型糖尿病疾病进展具有重要意义。目的:综述脐带间充质干细胞通过免疫调节作用治疗2型糖尿病的研究进展。方法:以“脐带间充质干细胞,间充质干细胞,2型糖尿病,免疫,胰岛素抵抗,炎症”等为中文检索词,以“umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs,mesenchymal stem cells,MSCs,type 2 diabetes mellitus,T2DM,immunity,insulin resistance,inflammation”等为英文检索词,在中国知网、Web of Science和PubMed数据库筛选相关的综述、研究型论文和论著,根据纳入标准和排除标准整理出88篇论文进行归纳总结。结果与结论:脐带间充质干细胞可通过免疫调节作用降低机体炎症反应、诱导巨噬细胞向M2型极化,增加靶器官对胰岛素敏感性,改善胰岛素抵抗,缓解胰岛β细胞功能障碍等,进而有效延缓2型糖尿病发生发展。但在脐带间充质干细胞移植成为常规治疗手段之前,还需要进行大规模的基础与应用基础研究以确定其最佳治疗方案及疗效。

人脐带间充质干细胞条件培养基及外泌体对肝癌细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响

背景:间充质干细胞可通过分泌含细胞因子、生长因子和外泌体的细胞外囊泡调节肿瘤微环境,对肿瘤细胞生物学行为进行精准调控。目的:研究人脐带间充质干细胞条件培养基及外泌体对肝癌细胞生物学特性的影响。方法:收集人脐带间充质干细胞培养上清,通过高速离心并过滤获得人脐带间充质干细胞条件培养基;收集人脐带间充质干细胞培养上清,通过超高速梯度离心法提取人脐带间充质干细胞外泌体。使用PKH26标记人脐带间充质干细胞外泌体,与肝癌细胞MHCC97-H共培养,荧光显微镜观察MHCC97-H细胞摄取外泌体情况。通过CCK-8增殖实验、Transwell迁移和侵袭实验以及流式凋亡实验评估人脐带间充质干细胞条件培养基、人脐带间充质干细胞外泌体对肝癌细胞生物学功能的影响。结果与结论:(1)人脐带间充质干细胞外泌体可被MHCC97-H细胞摄取且主要分布于细胞质中;(2)人脐带间充质干细胞条件培养基处理后,MHCC97-H细胞的增殖、迁移和侵袭能力显著增强(P<0.001,P<0.05,P<0.01),凋亡能力显著下降(P<0.001);而人脐带间充质干细胞外泌体处理后,MHCC97-H细胞的增殖能力下降(P<0.001),迁移、侵袭及凋亡能力显著增强(P<0.001);(3)结果表明,人脐带间充质干细胞条件培养基具有促进MHCC97-H细胞增殖、迁移、侵袭和抑制凋亡的能力;而人脐带间充质干细胞外泌体则具有促进MHCC97-H细胞迁移、侵袭及凋亡和抑制增殖的能力。

人脐带间充质干细胞治疗多囊卵巢综合征模型小鼠卵巢组织中Rab27A的表达

背景:多囊卵巢综合征是导致育龄女性不孕的常见生殖内分泌疾病,目前尚无有效的治疗方法,人脐带间充质干细胞可能有助于修复卵巢功能,但其治疗多囊卵巢综合征方面的研究较少。目的:探讨人脐带间充质干细胞治疗多囊卵巢综合征的作用及机制。方法:3周龄雌性ICR小鼠随机分为3组(n=15):正常对照组不作处理,模型组连续21 d灌胃来曲唑诱导建立多囊卵巢综合征模型,治疗组连续21 d灌胃来曲唑+经尾静脉注射人脐带间充质干细胞悬液。治疗前和治疗后7,14 d称量小鼠体质量;治疗后连续10 d阴道涂片检测小鼠动情周期;治疗后14 d,ELISA检测小鼠外周血性激素水平,苏木精-伊红染色观察卵巢形态学改变,免疫荧光、免疫组化检测卵巢组织中Rab27A蛋白表达。结果与结论:①与正常对照组相比,模型组小鼠动情周期紊乱,体质量明显升高,卵泡刺激素水平降低,黄体生成素和睾酮水平均升高,卵巢可见较多囊状扩张的卵泡,Rab27A蛋白表达水平降低;②与模型组相比,治疗组小鼠体质量降低,卵泡刺激素水平升高,黄体生成素和睾酮水平均降低,多囊状扩张的卵泡减少,Rab27A蛋白表达水平升高;③结果表明,人脐带间充质干细胞可能通过上调Rab27A的表达改善多囊卵巢综合征小鼠血清性激素水平及卵巢功能。

人脐带间充质干细胞联合褪黑素治疗化疗致早发性卵巢功能不全的作用及机制

背景:目前研究证明,人脐带间充质干细胞和褪黑素均可改善卵巢功能,但人脐带间充质干细胞联合褪黑素对化疗所致早发性卵巢功能不全的保护作用及机制尚未有研究报道。目的:探讨人脐带间充质干细胞联合褪黑素对化疗所致早发性卵巢功能不全的保护作用及机制。方法:将动情周期正常的40只Wistar大鼠随机分为对照组、模型组、人脐带间充质干细胞组、褪黑素组和人脐带间充质干细胞+褪黑素组,每组8只。除对照组外,其他组腹腔注射顺铂溶液构建早发性卵巢功能不全大鼠模型,人脐带间充质干细胞组和人脐带间充质干细胞+褪黑素组于造模后第1,6,11天分别尾静脉注射1×10^(6)个人脐带间充质干细胞,褪黑素组和人脐带间充质干细胞+褪黑素组每日腹腔注射10 mg/kg褪黑素,治疗期间监测大鼠体质量和动情周期变化。治疗14 d后,ELISA法检测血清雌二醇、卵泡刺激素、促黄体生成素、抗缪勒管激素水平,计算卵巢指数,苏木精-伊红染色观察卵巢组织学形态,透射电镜观察卵巢颗粒细胞超微结构,Western blot检测PI3K/AKT/mTOR信号通路蛋白和LC3、P62等自噬蛋白在卵巢组织中的表达。结果与结论:(1)与对照组相比,模型组大鼠体质量逐渐减轻、动情周期紊乱,卵巢指数显著下降(P<0.01);雌二醇、抗缪勒管激素水平降低(P<0.01),卵泡刺激素、促黄体生成素水平升高(P<0.01);卵巢组织学形态和卵巢颗粒细胞超微结构严重破坏;p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、p-mTOR/mTOR和P62蛋白表达显著降低(P<0.01),LC3Ⅱ/Ⅰ蛋白表达显著升高(P<0.001)。(2)与模型组相比,各治疗组大鼠体质量逐渐恢复,部分大鼠动情周期恢复正常,卵巢指数显著升高(P<0.01);雌二醇、抗缪勒管激素水平升高(P<0.05),卵泡刺激素、促黄体生成素水平降低(P<0.05);卵巢组织学形态和卵巢颗粒细胞超微结构显著改善;p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、p-mTOR/mTOR和P62蛋白表达显著升高(P<0.001),LC3Ⅱ/Ⅰ蛋白表达显著降低(P<0.01)。其中人脐带间充质干细胞+褪黑素组上述指标改善更为显著。结果表明,人脐带间充质干细胞联合褪黑素可能通过上调PI3K/AKT/mTOR信号通路,抑制卵巢颗粒细胞自噬来治疗早发性卵巢功能不全。

人外周血血清培养人脐带间充质干细胞定向诱导为神经干细胞

背景:细胞培养基种类甚多,成分不尽相同,对细胞生长影响较大。国内外有多项研究采用无血清、含胎牛血清的培养基进行体外扩增培养,但应用含人外周血血清的培养基将人脐带间充质干细胞定向诱导为神经干细胞以及人外周血血清促进神经干细胞分化为其他神经细胞,目前相关研究较少。目的:观察人外周血血清培养的人脐带间充质干细胞定向诱导为神经干细胞的可行性。方法:①采用含体积分数10%人外周血血清的DMEM/F12培养基培养人脐带间充质干细胞,传代培养至第3代时应用流式细胞仪分析其表面标志物,并通过茜素红染色对其成骨分化能力进行检测;②取第3代人脐带间充质干细胞,加入培养体系为含0.5%N2、1.5%B27、20 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子和20 ng/mL表皮生长因子的DMEM/F12培养基定向诱导为神经干细胞,对其表面标志物进行鉴定;③取生长状态良好的人脐带间充质干细胞源性神经干细胞,制备成单细胞悬液,均匀接种于96孔板中,加入含体积分数10%人外周血血清的DMEM/F12培养液继续培养8 d后,进行苏木精-伊红染色、微管相关蛋白2和胶质纤维酸性蛋白免疫荧光染色,检测神经干细胞向其他神经细胞分化情况。结果与结论:①经人外周血血清培养的人脐带间充质干细胞呈漩涡状生长且多层分布,排列有方向性;人脐带间充质干细胞表面高度表达CD44、CD105、CD29、CD73,茜素红染色阳性;②人外周血血清培养的人脐带间充质干细胞可以定向诱导分化为神经干细胞,神经干细胞表面高度表达CD44、CD105、CD29、CD73、Nestin、NF-L、GALC;③神经干细胞诱导分化第8天时,经苏木精-伊红染色后发现其伸出的突起长度较长,分支也较多且邻近细胞之间的突起互相连接,呈典型的神经细胞形态,且微管相关蛋白2和胶质纤维酸性蛋白免疫荧光染色均呈阳性。结果表明,人外周血血清培养人脐带间充质干细胞可以定向诱导为神经干细胞,在人外周血血清的作用下神经干细胞随着培养时间的延长,可分化为其他神经细胞。

共培养人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)和兔关节软骨细胞诱导hUC-MSCs分化成软骨细胞

目的探讨兔膝关节软骨细胞和人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)的共培养对hUC-MSCs成软骨诱导分化的影响及共培养的最佳比例。方法分离培养hUC-MSCs和兔膝关节软骨细胞并鉴定其特异性。在Transwell体系中,按1∶4,1∶3,1∶2,1∶1,2∶1,3∶1及4∶1的比例(hUC-MSCs:兔膝关节软骨细胞)共培养。倒置相差显微镜观察细胞的形态与增殖;甲苯胺蓝染色及免疫荧光染色分别检测葡萄糖胺聚糖(GAG)和Ⅱ型胶原(COL2A1)(蛋白水平定性);并对各组细胞爬片进行GAG、COL2A1定量检测;同时用实时定量荧光PCR(pPCR)检测GAG、COL2A1 mRNA表达,观察共培养前后细胞的基质分泌情况。结果共培养21 d后,阳性对照组和实验组细胞甲苯胺蓝染色及免疫荧光反应均呈阳性;GAG、COL2A1含量及mRNA表达量1∶4实验组均要高于其他实验组和阳性对照组。结论 hUC-MSCs和兔关节软骨细胞的共培养可明显促进hUC-MSCs向软骨样细胞诱导分化,且最佳共培养比例为1∶4。

维生素D3减轻高糖暴露诱导氧化应激促进人脐带间充质干细胞的成骨分化

背景:糖尿病骨质疏松症逐渐受到公众的关注,然而鲜有研究报道高糖环境对人脐带间充质干细胞成骨分化的影响和相应的治疗策略。目的:探讨维生素D3恢复高糖环境中人脐带间充质干细胞成骨分化的潜力。方法:通过CCK-8法检测人脐带间充质干细胞活力来筛选适宜的维生素D3干预浓度。在高葡萄糖条件下,通过RT-qPCR、蛋白质印迹、免疫荧光、JC-1线粒体膜电位、茜素红染色和β-半乳糖苷酶染色等实验评估维生素D3干预后人脐带间充质干细胞的成骨分化潜能、细胞内活性氧积累、线粒体膜电位改变和细胞衰老情况,并探讨了潜在的机制。结果与结论:①维生素D3在0.1μmol/L至1 mmol/L范围内均能显著促进人脐带间充质干细胞的增殖;②高糖环境下调了人脐带间充质干细胞中成骨相关基因α1-Ⅰ型胶原蛋白、碱性磷酸酶、Runt相关转录因子2、骨钙蛋白的mRNA和蛋白表达水平,诱发了氧化应激和细胞衰老;③维生素D3在10μmol/L的干预浓度下显著恢复了高糖条件下人脐带间充质干细胞的成骨表型,并通过激活Nrf2/HO-1信号通路减轻了细胞内的氧化应激和细胞衰老;④结果表明,高糖环境中人脐带间充质干细胞的成骨分化能力降低,维生素D3可以部分提高其成骨分化能力并减轻细胞损伤。

MAFA-PDX1过表达慢病毒感染人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞的分化

背景:干细胞来源胰岛β细胞移植被认为是治疗1型糖尿病的有效手段。人脐带间充质干细胞是理想的细胞来源,但其向胰岛β细胞分化的效率不高。目的:研究MAFA、PDX1修饰促进人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化的潜能。方法:构建MAFA-PDX1过表达慢病毒载体,用细胞形态学、RT-qPCR法、双硫腙染色比较3种方案[方案A:单纯慢病毒组;方案B:先药物(尼克酰胺、β-巯基乙醇)诱导再加慢病毒组;方案C:慢病毒和药物诱导同时进行组]诱导人脐带间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的效率和潜能。结果与结论:(1)细胞形态学改变:经3种方案诱导后细胞形态均发生了改变,方案B在诱导第11天细胞聚集生长最为明显,出现聚集生长的胰岛样细胞团;(2)RT-qPCR检测胰岛相关基因的表达差异:同一诱导时间点3种方案横向比较,在诱导第5天,方案C的MAFA和PDX1基因表达量最高,方案B的GCG基因表达量最高;在诱导第11天,方案B的MAFA、PDX1基因表达量以及INS和GLUT2基因表达量最高;(3)双硫腙染色鉴定锌离子:3种方案诱导第11天部分细胞被双硫腙染成棕红色,其中方案B中部分小岛状细胞被染成棕红色,颜色较深(阳性表达);(4)结果表明,MAFA和PDX1共过表达可促进人脐带间充质干细胞向胰岛素分泌细胞分化;MAFA-PDX1基因修饰联合药物诱导方案优于单纯基因修饰方案。

IL-1β通过激活ERK1/2信号通路抑制人脐带间充质干细胞CD200表达抑制巨噬细胞M2极化

目的探究白细胞介素1β(IL-1β)调控人脐带间充质干细胞CD200表达及其对巨噬细胞极化的影响及作用机制。方法无血清培养基分离培养获得人脐带间充质干细胞(hUC-MSC),形态学观察及流式细胞术检测CD73、CD90、CD105、CD14、CD34、CD45、人类白细胞抗原DR(HLA-DR)的表达,确定间充质干细胞属性;20 ng/mL IL-1β处理hUC-MSC 24 h,流式细胞术检测CD200阳性细胞率,实时定量PCR和Western blot法检测CD200 mRNA和蛋白表达水平;佛波酯(PMA)诱导THP-1巨噬细胞活化,并与IL-1β处理感染CD200过表达慢病毒的hUC-MSC共培养,流式细胞术检测CD11c和CD206阳性细胞比例;IL-1β联合细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)特异性抑制剂PD98059处理hUC-MSC,Western blot法检测细胞丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)信号分子与CD200的表达。结果IL-1β显著下调hUC-MSC CD200蛋白表达与CD200阳性细胞率;过表达CD200显著上调hUC-MSC CD200表达,且CD200过表达hUC-MSC提高巨噬细胞CD206阳性细胞比率;IL-1β激活hUC-MSC的ERK1/2信号通路,PD98059上调IL-1β处理后hUC-MSC中CD200的蛋白表达。结论IL-1β通过激活ERK1/2信号通路抑制CD200的表达,进而抑制hUC-MSC对巨噬细胞向M2型极化的促进作用。

富血小板血浆联合人脐带间充质干细胞治疗3期及以上压力性损伤患者的护理经验总结

总结2例富血小板血浆(PRP)联合人脐带间充质干细胞(huMSCs)治疗3期及以上压力性损伤(PI)患者的护理经验,旨在明确PRP联合huMSCs在压力性损伤修复过程中的重要作用,为干细胞治疗压力性损伤的临床应用提供理论依据。护理要点如下:成立干细胞移植团队,明确职责;huMSCs培养、PRP凝胶制备过程;干细胞移植术治疗全程;移植术后安全性评估;PRP凝胶在伤口愈合过程中的作用机制;PRP联合huMSCs的促进作用;创面换药管理;进行营养筛查,制订营养支持计划;实施个性化体位变换;及时评估心理状态,进行个体化心理疏导。经过精心的治疗及护理,2例患者创面均痊愈。

人脐带间充质干细胞的异质性探讨及基于单细胞RNA测序结果的亚群分析

目的探讨人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的异质性,并基于单细胞RNA测序结果进行亚群分析。方法选择两株由郑州奥博细胞医学实验室有限公司提供的hUCMSCs(分别命名为hUCMSCs-1和hUCMSCs-2),通过实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)进行干性基因[性别决定区Y-box 2(Sox2)、Nanog]检测。对hUCMSCs进行成骨诱导,3 d后检测成骨基因碱性磷酸酶(Alp)的表达,7 d后进行碱性磷酸酶染色,14 d后进行茜素红染色。对两株hUCMSCs进行成软骨诱导,21 d后检测成软骨基因二型胶原(COL2A1)的表达。用10 ng/mL白细胞介素-1β(IL-1β)刺激大鼠软骨细胞24 h,与hUCMSCs-1和hUCMSCs-2共培养后,检测软骨细胞合成代谢基因蛋白聚糖(ACAN)和分解代谢基因基质金属蛋白酶3(MMP3)的表达。对hUCMSCs-1进行单细胞RNA测序,并根据功能进行亚群分组,通过生物信息学分析方法描绘各个亚群标志基因热图、富集的信号通路。结果两株hUCMSCs的Sox2、Nanog、Alp、COL2A1表达水平差异有统计学意义(P<0.05)。在成骨诱导7 d后,hUCMSCs-1的碱性磷酸酶染色程度深于hUCMSCs-2。在成骨诱导14 d后,茜素红染色结果显示,hUCMSCs-1钙结节数量多于hUCMSCs-2。经IL-1β干预后,软骨细胞与两株hUCMSCs共培养后的MMP3表达水平差异有统计学意义(P<0.05),但ACAN表达水平差异不显著(P>0.05)。基于单细胞RNA测序结果,hUCMSCs-1可分为C1、C2、C3三个功能亚群。C1亚群的信号通路在细胞外基质受体相互作用上富集,与软骨细胞合成代谢相关;C2亚群信号通路在细胞衰老和凋亡上富集,与细胞的自我更新相关;C3亚群信号通路在DNA复制和减数分裂上富集,与细胞周期相关。结论不同个体来源的hUCMSCs存在异质性,其在成骨、成软骨和抗分解代谢能力方面可能存在差异。通过单细胞RNA测序可较好地根据hUCMSCs的功能特性对其进行分群,有助于提高间充质干细胞治疗的临床疗效。

脐带间充质干细胞治疗大鼠剖宫产术后子宫切口瘢痕缺陷的应用研究

目的探究脐带间充质干细胞治疗大鼠剖宫产术后子宫切口瘢痕缺陷的应用效果。方法选取120只SPF级大鼠(重量300~350 g),子宫憩室动物模型造模成功后采用随机数字表法分为A、B、C组,各40例。A组给予子宫内憩室周围点位注射和尾静脉注射生理盐水0.5 mL,B组给予子宫内憩室周围点位注射和尾静脉注射脐带间充质干细胞0.2 mL,C组给予子宫内憩室周围点位注射和尾静脉注射脐带间充质干细胞0.5 mL,连续治疗3周(1次/周),观察治疗完成时大鼠的生理指标及血清雌二醇(E_(2))、白介素-6(IL-6)、白介素-8(IL-8)水平,分析大鼠治疗结束后1、4周时子宫肌层和子宫内膜指标差异。结果与A组比较,B组和C组的E_(2)水平升高,IL-6和IL-8水平降低,且C组改善较B组更显著(P<0.05)。治疗后子宫肌层厚度和肌动蛋白体积密度方面,B组和C组也表现出较好的改善,而且C组效果更为显著(P<0.05)。此外,B组和C组的子宫内膜缺陷率低于A组,且C组低于B组(P<0.05)。结论脐带间充质干细胞治疗对大鼠剖宫产术后子宫切口瘢痕缺陷具有积极的疗效,可改善其激素水平及炎症反应,改善子宫肌层和子宫内膜的情况,且高剂量(0.5 mL)脐带间充质干细胞的效果更佳。

影响肝硬化失代偿患者人脐带间充质干细胞治疗效果的影响因素探究

目的探讨多次进行人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUC-MSCs)肝内移植及不同时间间隔治疗失代偿期肝硬化患者的临床疗效。方法选取河南科技大学第一附属医院2021年02月-2023年12月失代偿期肝硬化自愿接受治疗患者51例,随机分为单次移植组、多次移植组和对照组,各17例。对比三组实验室指标、影像学检查以及不良反应发生率。结果治疗前,三组肝功能及凝血功能指标差异均无统计学意义(P>0.05);治疗后,多次移植组谷丙转氨酶、总胆红素低于单次移植组与对照组,白蛋白水平高于单次移植组与对照组,差异有统计学意义(P<0.05);单次移植组白蛋白水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。多次移植B组谷丙转氨酶、总胆红素低于A组,白蛋白高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。经影像学检查显示,多次移植组肝脏占位病变、门静脉血栓以及腹水发生率均低于单次移植组与对照组,差异有统计学意义(P<0.05);单次移植组肝脏占位病变、门静脉血栓以及腹水发生率低于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者治疗过程中均未出现严重不良反应,仅多次移植组术后发生2例发热,经对症处理后消失。三组不良反应对比差异无统计学意义(P>0.05)。结论HUC-MSCs多次移植治疗肝硬化失代偿期患者具有良好的临床疗效,能够有效改善患者的肝脏功能,预防相关并发症的发生。同时,HUC-MSCs多次移植治疗的频率、间隔时间对疗效也有一定的影响,其中间隔3个月的疗效优于间隔1个月。