再生障礙性貧血(AA)的發(fā)病機(jī)理十分復(fù)雜, 目前認(rèn)為其發(fā)病主要與造血干細(xì)胞(HSC)量與 質(zhì)的改變、骨髓造血微環(huán)境缺陷和免疫功能紊亂 有關(guān)。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell, MSC)是一種位于骨髓中具有自我更新、分化增殖 和多向分化潛能的干細(xì)胞。MSC 是骨髓造血微環(huán)境的重要組成部分,在造血調(diào)控中具有重要作用。
材料和方法
病例資料 本院 2016 年 7 月 - 2017 年 2 月確診再生障礙性 貧血患者 10 例;其中 4 例男性和 6 例女性,年齡 25±10 歲;同時(shí)招募 5 名健康供者,其中 4 名男 性和 1 名女性,年齡 31±15 歲作為對(duì)照,本研究 得到本院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),所有受試者均簽署 知情同意書。 試劑與儀器 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源于本醫(yī)院知情同意的再 生障礙性貧血患者及健康供者;High DMEM 基 礎(chǔ)培養(yǎng)液購自中國 Hyclone 公司;FBS 購自美國 Gibco 公司;DAPT 購自日本 Sigma 公司;CCK8 試劑盒為中國碧云天公司產(chǎn)品;AnnexinV-FITC/ PI 試劑盒為中國南京凱基生物公司產(chǎn)品;細(xì)胞 周期檢測(cè)試劑盒為中國北京嘉美生物公司產(chǎn)品; PMSF 為美國 Amresco 公司產(chǎn)品;VEGF antibody 為美國 Affinity 公司產(chǎn)品;β-actin antibody 為英 國 Abcam 公司產(chǎn)品;油紅 O 為中國生工生物公 司產(chǎn)品;TRIZOL、RNA 溶解液均為中國全式金 公司產(chǎn)品;氯仿、異丙醇均為中國國藥集團(tuán)化學(xué) 試劑有限公司產(chǎn)品;DEPC 為美國 Amresco 公司 產(chǎn)品;FITC 購自中國 Keygen 公司產(chǎn)品。低速離 心機(jī)購自中國上海貝恩生物科技有限公司;CO2 培養(yǎng)箱購自中國上海博訊公司;倒置顯微鏡為 日本 Olympus 公司產(chǎn)品;酶標(biāo)儀為美國 Thermo Scientific 公司產(chǎn)品;流式細(xì)胞儀為美國 Becton Dickinson 公司產(chǎn)品;超凝膠成像儀為美國 BioRad 公司產(chǎn)品。 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的分離及鑒定 從 AA 患者收集骨髓(BM)標(biāo)本(5 ml),并從 健康供者收集正常 BM 標(biāo)本。從 AA 患者的 BM 分 離 MSC。將 5 ml 骨髓與 DMEM(1︰1) 混 合 的 BM 樣品添加到淋巴細(xì)胞分離培養(yǎng)液(1.077 g/ml) 上,并通過離心機(jī)分離。將骨髓單核細(xì)胞重懸于DMEM 培養(yǎng)液中,并以 1×105 /ml 的密度接種于培 養(yǎng)瓶中。在 37 ℃、5% CO2、飽和溫度的培養(yǎng)箱中 培養(yǎng) 48 h 后更換培養(yǎng)液。培養(yǎng) 3-4 d 后,細(xì)胞生 長至 80%-90% 融合,消化,傳代,依次記為第 2、 第 3…代細(xì)胞。取第 3 代細(xì)胞進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)。 待融合達(dá) 80%-90% 時(shí),用 2.5 g/L 胰蛋白酶消化 2-4 min,待 90% 左右細(xì)胞懸浮后用血清終止消化, 應(yīng)用吸管仔細(xì)吹打使之形成細(xì)胞懸液。細(xì)胞懸液 經(jīng) 100 目的濾篩過濾。離心后棄上清,用 PBS 制 成 2×105/ml 的細(xì)胞懸液,將細(xì)胞懸液分裝至 4 支 樣品管中。在 4 支樣品管中分別加入:FITC antihuman CD34、FITC anti-human CD44、FITC antihuman CD45、FITC anti-human CD90;混勻,4 ℃ 下避光反應(yīng)過夜。棄上清,每管再加入 PBS 0.5ml 重新混懸細(xì)胞,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞表面抗原 CD34、CD90、CD44、CD45 的表達(dá)。 實(shí)驗(yàn)分組 實(shí)驗(yàn)分為 5 組:①正常 MSC 組:正常人的 MSC 于 DMEM 完全培養(yǎng)液中培養(yǎng);② AA 組:AA 患者的 MSC 于 DMEM 完全培養(yǎng)液中培養(yǎng);③ DAPT 組: AA 患者的 MSC 于含有 10 μmol/ LDAPT 的 DMEM 完全培養(yǎng)液中培養(yǎng);④ VEGF 組:AA 患者的 MSC 于含有 100 ng/ml VEGF 的 DMEM 完全培養(yǎng)液中培 養(yǎng);⑤ DAPT+VEGF 組:AA 患者的 MSC 于含 10 μmol/LDAPT 和 100 ng/ml VEGF 的 DMEM 完全培 養(yǎng)液中培養(yǎng)。 CCK8 檢測(cè)細(xì)胞增殖活性 通過細(xì)胞計(jì)數(shù)試劑盒 8 檢測(cè)不同組中 MSC 的增 殖能力。將 MSC 接種在 96 孔板(每孔 100μl) 中并在 37 ℃下用 5% CO2 培養(yǎng)直至完全粘附。用 DAPT 或 / 和 VEGF 處理 48 h 后,向每個(gè)孔中加入 10μl CCK8 溶液并孵育 2 h。通過酶標(biāo)儀檢測(cè) 450 nm 處的光密度(OD)。 細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期檢測(cè) 采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)不同組 MSC 的凋亡和細(xì)胞周 期。用 DAPT 或 / 和 VEGF 處理 48 h 后,用 0.25% 胰蛋白酶消化 MSC。通過以 250 ×g 離心收集細(xì) 胞,并用冷磷酸鹽緩沖溶液(PBS)洗滌 2 次。然 后將這些細(xì)胞重懸于 300 μl 結(jié)合緩沖液中,并與 5 μl 膜聯(lián)蛋白 V- 熒光素異硫氰酸酯(FITC)在 室溫下黑暗中孵育 15 min。隨后在室溫下與 10 μl 碘化丙啶(PI)在黑暗中孵育 10 min,在流式細(xì)胞 儀上分析細(xì)胞凋亡。在檢測(cè)細(xì)胞周期中,將消化的 MSC 用 5 ml 70%冷乙醇在 4 ℃下固定過夜。用 冷 PBS 洗滌 2 次后,將這些細(xì)胞與 0.5 ml PI 在黑 暗中孵育 20 min,最后在流式細(xì)胞儀上分析細(xì)胞 在細(xì)胞周期中的分布。
結(jié) 果
AA患者和健康供者 MSC的分離培養(yǎng) 圖1為 AA 患者骨髓 MSC 分離后 d 1 及分離培養(yǎng) 后 d 7 的圖像。圖 2 為骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞免疫表型細(xì)胞比例流式圖。由圖可見,正常組和 AA 組 MSC 細(xì)胞 CD34 和 CD45 均低表達(dá)。CD44 和 CD90 均高 表達(dá),AA 組 CD44 和 CD90 表達(dá)略高于正常組,但 無顯著性差異(P > 0.05)。2 者細(xì)胞群體基本一致。 細(xì)胞增殖活性 CCK8 檢測(cè)結(jié)果顯示,與正常 MSC 組相比,AA 組 細(xì)胞OD值降低,說明細(xì)胞增殖降低。與AA組相比, 經(jīng)過DAPT處理后,細(xì)胞OD值降低,細(xì)胞增殖降低; 經(jīng)過 VEGF 處理后,細(xì)胞 OD 值增加,細(xì)胞增殖增 加;經(jīng)過 DAPT 和 VEGF 聯(lián)合處理后,細(xì)胞增殖 高于 DAPT 單獨(dú)處理組,但低于 VEGF 處理組(圖 3)。結(jié)果提示,AA 患者細(xì)胞增殖弱于正常對(duì)照者細(xì)胞,VEGF 能改善 AA 引起的細(xì)胞增殖降低現(xiàn) 象。Notch 信號(hào)通路的抑制會(huì)加劇 AA 患者 MSC 的 增殖抑制。
討 論
再生障礙性貧血(AA)是一種臨床常見的血液系 統(tǒng)疾病,其臨床表現(xiàn)為全血細(xì)胞減少,繼發(fā)貧血、 出血、感染而危及患者生命 。造血干細(xì)胞(HSC) 移植和抗胸腺細(xì)胞球蛋白聯(lián)合環(huán)孢菌素 A 和雄激 素是 AA 的主要治療策略 [2,3] 。目前研究表明,骨 髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)作為骨髓基質(zhì)細(xì)胞的前體 細(xì)胞 , 是一類具有自我更新能力和具有免疫調(diào)節(jié)作 用的干細(xì)胞 , 是骨髓造血微環(huán)境的重要組成部分 , 其通過介導(dǎo)造血干細(xì)胞黏附 , 分泌多種細(xì)胞因子和 生長因子而發(fā)揮造血支持作用。據(jù)報(bào)道,MSC 在再生障礙性貧血細(xì)胞增殖,分化和造血方面具 有重要作用 , 并發(fā)現(xiàn) CD106 在 MSC 通 過 NF-κB 在 AA 中發(fā)揮重要作用。MSC 可以通過調(diào)節(jié)幾乎 所有免疫細(xì)胞的功能來支持造血功能并維持免疫 穩(wěn)態(tài) 。同時(shí),AA 患者 MSC 表現(xiàn)出異常的基因表 達(dá)譜和異常的免疫學(xué)特性,表明 AA 患者的 MSC 功能異常 。然而,仍需要研究 MSC 對(duì) AA 的分 子機(jī)制。
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