探討微環(huán)境ECM對干細胞行為的調控效應.pdf

1、細胞外基質(ECM)是構成體內細胞微環(huán)境的重要組成部分，對干細胞行為的調控至關重要。美國德州大學陳曉東教授經長期研究，在體外成功地建立了由骨髓中固有基質細胞所自然合成的ECM干細胞培養(yǎng)系統(tǒng)。既往實驗已證實用此ECM培養(yǎng)系統(tǒng)能促進骨髓間充質干細胞粘附、擴增并同時保持干細胞的全能性。同時體內實驗也已證實骨髓間充質干細胞經此ECM培養(yǎng)系統(tǒng)擴增后極大地提高了其組織再生和修復能力。本課題研究目標：
　　 PartⅠ用年輕ECM改善衰老間充

2、質干細胞的數量和質量
　　 本課題旨在研究衰老是否直接抑制干細胞的增殖和體內的成骨能力，及年輕和年老干細胞的行為是否會受外界環(huán)境ECM的影響而改變。首先我們通過比較3月齡年輕小鼠和18月齡老年小鼠來測試衰老本身對MSCs數量和增殖能力的影響。結果顯示老年小鼠骨髓中原有的MSCs直接誘導分化形成CFU-OB的數量低于年輕小鼠5-10％；經普通培養(yǎng)皿擴增7天后，年輕小鼠CFU-OB形成數量增加了1倍，而老年小鼠CFU-OB數量無明顯

3、增加；平行實驗中，在年輕小鼠制備的ECM上擴增后，年輕小鼠CFU-OB數量是原來的16倍，更重要的是老年小鼠CFU-OB數量同時也增加了17倍；為了確定干細胞增殖能力是否與氧化應激有關，我們同時測定在上述不同培養(yǎng)條件下細胞中ROS水平。經普通培養(yǎng)皿擴增后，老年小鼠細胞中ROS水平比年輕小鼠高20％；然而不論是年輕或年老細胞經年輕ECM擴增后，ROS水平均顯著降低(年輕細胞降低30％，老年細胞降低50％)。
　　 本研究結果揭示了

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

5、究均認為臍帶血中此類干細胞數量極少(5-30/108單核細胞)，而且分離成功率低僅為30％(即10份臍帶血中僅3份能獲取間充質干細胞)。數量少、頻率低限制了臍帶血MSCs的研究和臨床應用，極大地浪費了臍帶血資源，因此提高UCB-MSCs的分離培養(yǎng)成功率尤為重要。我們實驗結果顯示ECM系統(tǒng)能有效促進臍帶血間充質干細胞的粘附，并能有效地將此細胞從臍帶血中分離出來并加以提純。我們的實驗結果提示臍帶血中實際含有的間充質干細胞數量至少高于目前報道