體外培養(yǎng)骨髓間充質干細胞對小腸上皮細胞IEC-6增殖的影響.pdf

1、小腸是人體重要的消化吸收器官，多種因素致小腸組織結構損傷和功能障礙等，小腸黏膜損傷修復的機制不明，因而在治療上未能取得滿意的效果。研究發(fā)現(xiàn)，小腸隱窩處存在著小腸上皮干細胞，它可以分化為吸收細胞、杯狀細胞、腸內分泌細胞、潘氏細胞等小腸上皮細胞，在上皮細胞正常的衰老死亡和病理損傷后，干細胞增殖、分化，在上皮修復過程中發(fā)揮主導作用。小腸上皮干細胞的增殖、分化行為受細胞基因及干細胞所處的微環(huán)境雙重因素影響，生長因子、細胞因子和細胞基質分子形成的

2、微環(huán)境提供了干細胞增殖與分化的必要的物質基礎。TGF-a、EGF、FGF-2、HGF、IGF、KGF等細胞因子在體內外研究中均能促進腸上皮細胞的增殖。
　　 新近的研究發(fā)現(xiàn)，小腸黏膜損傷后，除了小腸本身具有強大的自我更新及損傷修復能力外，一些腸外來源的細胞如骨髓的細胞等也參與了其中的調節(jié)。將骨髓間充質干細胞(mesenchymal stem cells，MSCs)移植入器官損傷的動物體內，可見損傷的器官內有外源的細胞定植，MSC

3、s可向多種組織器官遷移定位并分化為相應的組織細胞，參與損傷組織器官的修復。MSCs起源于中胚層，具有多向分化的潛能，MSCs可以分泌大量的促進細胞增殖分化的因子，如肝細胞生長因子、神經細胞生長因子、血管內皮細胞生長因子等。目前，體內研究表明骨髓MSCs能向受損的小腸粘膜遷移、定植、分化，分泌細胞因子，促進隱窩再生，并與小腸上皮干細胞相互作用，加速受損粘膜修復。
　　 本實驗主要從體外研究MSCs對損傷小腸上皮細胞的修復作用。分為

4、三部分。第一部分：采用全骨髓培養(yǎng)法體外培養(yǎng)擴增雄性SD大鼠的MSCs，為體外共培養(yǎng)研究做準備；第二部分：大鼠小腸隱窩上皮細胞株IEC-6的鑒定及體外放射損傷模型的建立：第三部分：利用Transwell間接接觸共培養(yǎng)裝置進行研究，觀察MSCs對正常及放射損傷IEC-6的影響。
　　 研究目的：
　　 1、探討通過全骨髓培養(yǎng)體外擴增培養(yǎng)大鼠MSCs的方法。
　　 2、鑒定大鼠小腸隱窩上皮細胞IEC-6，建立放射損傷I

5、EC-6細胞模型。
　　 3、觀察體外培養(yǎng)骨髓間充質干細胞對正常及放射損傷小腸隱窩上皮細胞IEC-6凋亡與增殖的影響，探討MSCs參與小腸隱窩上皮細胞損傷修復的作用機制，為MSCs治療損傷小腸提供實驗依據。
　　 研究內容及方法：
　　 1、全骨髓培養(yǎng)法分離大鼠骨髓間充質干細胞(MSCs)。
　　 取3～4周齡雄性SD大鼠，沖出股骨及脛骨骨髓腔內細胞，吹打成單細胞懸液，離心收集細胞，用含10％胎牛血清的完

6、全培養(yǎng)基培養(yǎng)并傳代擴增。流式細胞儀檢測熒光標記的表面標志CD29、CD44、CD34、CD45。
　　 2、大鼠小腸隱窩上皮細胞株IEC-6的鑒定及放射損傷模型的建立。
　　 應用免疫細胞化學雙染色，鑒定IEC-6中腸干細胞蛋白水平的表達；行RT-PCR鑒定IEC-6中腸上皮細胞各基因RNA水平表達；分別給予IEC-6一次性8Gy、10Gy、12Gyβ射線，光鏡下觀察形態(tài)學變化，流式細胞儀檢測凋亡率，選擇合適劑量，建立放

7、射損傷細胞模型，及觀察時間，為MSCs修復提供實驗基礎。
　　 3、共培養(yǎng)研究。
　　 IEC-6種植于6孔transwell板下室，用10％FCS完全培養(yǎng)基培養(yǎng)融合至50％時，用1％FCS完全培養(yǎng)基同步誘導24小時，融合約70％，給予10Gyβ射線一次性照射，與種植在transwell上室中融合60％MSC及ASC共培養(yǎng)，共分5組，正常IEC-6組(IEC-6)，正常IEC-6與MSCs共培養(yǎng)組(IEC-6+MSCs)

8、，放射損傷IEC-6組(IEC-6/R)，放射損傷IEC-6與MSCs共培養(yǎng)組(IEC-6/R+MSCs)，放射損傷IEC-6與對照ASC共培養(yǎng)(IEC-6/R+ASC)。1d、3d、5d、7d分別用流式細胞術(FCM)和Tunel法檢測IEC-6凋亡率。FCM檢測周期中S期細胞所占百分比，PCNA染色，細胞生長曲線行增殖檢測，ELISA檢測各培養(yǎng)組上清液中HGF、EGF、FGF-2的變化。
　　 實驗結果：
　　 1、

9、接種后2d后首次換液，貼壁細胞呈現(xiàn)多角形、梭形、紡錘形等，第10d逐步形成細胞克隆。12d～16d后細胞融合成單層，達80％～90％，傳代后的細胞較原代貼壁、生長快速。隨代數(shù)增加，細胞形態(tài)趨向均一，呈梭形為主，細胞克隆呈“漩渦狀”。FCM檢測結果顯示細胞均一性好，陽性率：CD29 99.17±1.36％，CD44 98.24±1.01％，CD34 2.79±0.24％，CD45 1.69±0.19％。
　　 2、IEC-6表達腸

10、上皮干細胞基因Msi1、Hes1、Lgr5；短暫擴增細胞基因Cdx2；吸收細胞基因Si；潘式細胞基因Lyz1；杯狀細胞基因TFF3；神經內分泌細胞基因ChgA。能較好的模擬體內小腸隱窩上皮細胞。
　　 3、IEC-6放射損傷模型。
　　 融合80％IEC-6，予10Gy放射損傷后第3d達凋亡高峰，凋亡率為37.9±3.26％，光鏡下形態(tài)寬扁，細胞間隙變大，核皺縮、變圓、細胞膜棘突狀，貼壁細胞脫落，漂浮細胞增多，之后進入修

11、復期，7d基本恢復正常形態(tài)。
　　 4、IEC-6與MSCs共培養(yǎng)。
　　 (1)MSCs與正常IEC-6共培養(yǎng)7d，與正常IEC-6單獨培養(yǎng)組相比，F(xiàn)CM檢測各組IEC-6中細胞周期S期百分比、PCNA染色、細胞生長曲線均無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。
　　 (2)與放射損傷IEC-6共培養(yǎng)，10 Gy放射后第3d IEC-6/R+MSCs中IEC-6 FCM和Tunel染色法凋亡率低于其余兩個對照組(P＜0.

12、05)，MSCs能減少IEC-6早期凋亡；5d、7d IEC-6/R+MSCs中IEC-6 PCNA染色百分比高于對照組(P＜0.05)，5dIEC-6/R+MSCs中IEC-6 S期百分比高于對照組(P＜0.05)，細胞生長曲線示IEC-6/R+MSCs組IEC-6細胞生長增殖高于對照組(P＜0.05)，MSCs能促進其增殖修復；ELISA示IEC-6/R+MSCs組上清液中EGF表達在3d、5d、7d高于對照組(P＜0.05)，IE

13、C-6/R+MSCs上清液中HGF 1d、3d、5d、7d表達均高于對照組(P＜0.05)，F(xiàn)GF-2各組間表達量差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　 結論：
　　 1、采用全骨髓培養(yǎng)法可以在體外獲得較純的大鼠MSCs。
　　 2、IEC-6表達大鼠小腸隱窩上皮細胞相關基因Msi1、Hes1、Lgr5、Cdx2、Lyz1、Si、TFF3、ChgA。
　　 3、經10Gyβ射線一次性體外照射后，IEC-