Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Мезенхимальные стволовые клетки из костного мозга челюсти играют важную роль в разнообразной дифференцировке, самообновлении и иммуномодуляции. Они стали важнейшим резервуаром клеток-предшественников в генной терапии, тканевой инженерии и регенеративной медицине. В этой статье мы представляем уникальный метод выделения мезенхимальных стволовых клеток костного мозга челюсти у крыс.
Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга (BMMSC) представляют собой тип стволовых клеток с потенциалом многонаправленной дифференцировки. По сравнению с BMMSC, полученными из аппендикулярных костей, BMMSC, полученные из челюсти, обладают большей пролиферативной и остеогенной дифференцировочной способностью, постепенно становясь важными семенными клетками для восстановления дефектов челюсти. Тем не менее, нижняя челюсть имеет сложную костную структуру и менее губчатое содержимое, чем аппендикулярные кости. С помощью традиционных методов трудно получить большое количество высококачественных мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, полученных из челюстного мозга. В этом исследовании представлен «нишевый подход к стволовости» для выделения и культивирования мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (JBMMSC) челюсти крысы. Первичные JBMMSC крыс были выделены и культивированы с использованием метода адгезивного анализа всего костного мозга в сочетании с методом переваривания костного среза. Выделенные клетки были идентифицированы как JBMMSC с помощью наблюдения за морфологией клеток, обнаружения маркеров клеточной поверхности и индукции многонаправленной дифференцировки. Клетки, извлеченные этим методом, демонстрируют «фибробластоподобную» веретенообразную форму. Клетки длинные, веретенообразные и похожие на фибробласты. Анализ проточной цитометрии показывает, что эти клетки положительны на CD29, CD44 и CD90, но отрицательны на CD11b/c, CD34 и CD45, что соответствует характеристикам BMMSC. Клетки проявляют сильную пролиферативную способность и могут подвергаться остеогенной, адипогенной и хондрогенной дифференцировке. Это исследование обеспечивает эффективный и стабильный метод получения достаточного количества высококачественных JBMMSC с сильной дифференцировочной способностью за короткое время, что может способствовать дальнейшим исследованиям изучения биологических функций, регенеративной медицины и связанных с ними клинических приложений.
Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) были впервые обнаружены в костном мозге, которые показали способность образовывать адгезивные колонии в культуре и сильный остеогенный потенциал1. Питтингер и др.2 также обнаружили их потенциал многонаправленной дифференцировки в сторону костей, жира и хрящей. Несмотря на то, что все мезенхимальные стволовые клетки из разных источников обладают потенциалом для многонаправленной дифференцировки, мезенхимальные стволовые клетки костного мозга обладают самым сильным потенциалом хондрогенной дифференцировки по сравнению с мезенхимальными стволовыми клетками, полученными из других тканей, что делает их лучшими кандидатами для инженерии костной ткани3. Тем не менее, многие исследования доказали, что BMMSC различного происхождения обладают сайт-специфичными характеристиками и свойствами, такими как остеогенная дифференцировочная способность и клеточная пролиферативная активность 4,5. Это может быть связано с различными зародышевыми слоями между челюстью и аппендикулярными костями или гребнем подвздошной кости6.
Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга челюсти (JBMMSC) происходят из клеток нервного гребня нейроэктодермы, в то время как BMMSC, полученные из бедренной кости, происходят из мезодермы7. По сравнению с BMMSC, полученными из длинных костей и подвздошного гребня, JBMMSC имеют более высокую скорость пролиферации, активность ЩФ и остеогенный потенциал8. Кроме того, эффект применения BMMSC в тканях и органах может варьироваться в зависимости от различных типов клеток и окружающей среды9. Восстановление дефектов челюсти в основном зависит от набора мезенхимальных стволовых клеток, полученных из челюсти. Таким образом, изучение JBMMSC может обеспечить экспериментальную основу для его клинического применения в инженерии костной ткани челюсти10. Тем не менее, фундаментальные исследования и клиническое применение в основном сосредоточены на BMMSC, полученных из аппендикулярных и аксиальных костей11. Исследования JBMMSC ограничены, и это может быть связано с низким содержанием губчатой кости в нижней челюсти и тем фактом, что челюсти крыс имеют еще меньшее содержание губчатой кости12. Таким образом, трудно отделить мезенхимальные стволовые клетки, полученные из кости челюсти, с помощью обычного метода промывки костного мозга, который обычно используется для выделения BMMSC из аппендикулярных костей или гребня подвздошной кости13. Основываясь на методах Hong et al.14 и Cheng et al.15, мы предположили, что комбинация плотного костного пищеварения и метода промывки костного мозга может эффективно изолировать JBMMSC крыс.
Это исследование направлено на создание эффективного метода выделения JBMMSC крыс и обеспечение достаточных источников затравочных клеток для инженерии костной ткани челюсти.
Протокол был одобрен Институциональным комитетом по этике животных Главного госпиталя НОАК Китая. Для эксперимента были использованы тринадцатинедельные самцы крыс Вистар. Подробная информация о животных, реагентах и оборудовании приведена в Таблице материалов.
1. Подготовка к эксперименту
2. Выделение и выращивание крыс JBMMSC
3. Проточная цитометрия для идентификации маркеров клеточной поверхности
4. Определение пролиферации клеток
5. Способность к образованию колоний
6. Многолинейная дифференциация JBMMSC
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте JBMMSC поколения P3 для многолинейной дифференциации. Контрольную группу культивировали в полной среде α-MEM.
7. ПЦР в реальном времени
Через 72 ч после инокуляции клеток большинство клеток были подвешены и круглой формы, и очень немногие из них прилипли к стенке (рис. 1B). К пятому дню появились колонии адгезивных клеток, демонстрирующие веретенообразные или фибробластоподобные формы (рисунок ...
Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга (BMMSC) представляют собой подмножество негемопоэтических стволовых клеток, обитающих в костном мозге, характеризующихся способностью к самообновлению, потенциалом многонаправленной дифференцировки и поддерживающими функциями для кров?...
Авторам нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано проектами в области здравоохранения Департамента материально-технического обеспечения Военной комиссии (19BJZ22), Пекинским фондом естественных наук (7232154) и Четвертым клиническим исследовательским проектом Военного университета Военного университета (2021XB025).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alizarin Red S Solution 0.2% | Solarbio | G1450 | |
BCIP/NBT Alkaline Phosphatase Color Development Kit | Beyotime | C3206 | |
Bio-Rad CFX96 Real-Time System | Bio-Rad | ||
CCK8 Kit | Dujindo | CK04 | |
Cell culture dish 10 cm | Corning | 353003 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
Centrifuge Tube 15 mL | Corning | 430790 | |
Centrifuge Tube 50 mL | Corning | 430828 | |
CO2 incubator | Thermo Fisher | 3111 | |
Constant-temperature oscillator | Shanghai Zhicheng Analysis Instrument Manufacturing Co., Ltd. | ZWY-100H | |
Fetal bovine serum | BI | 04-001-1ACS | |
Flow cytometer | BD | FACS C6 | |
Inverted phase-contrast microscope | Olympus | CKX41 | |
Mesenchymal Stem Cell (Rat) Surface marker Detection Kit | Oricell | RAXMX-09011 | |
Multifunctional microplate reader | BioTek | Synergy LX Multi-Mode | |
Oil Red O Stain Kit | Solarbio | G1262 | |
Paraformaldehyde 4% | Solarbio | P1110 | |
PBS | MACGENE | CC008 | |
penicillin-streptomycin 0.25% | MACGENE | CC004 | |
PowerUp SYBR Green Master Mix | Thermo Fisher | A25742 | |
PrimeScript RT Master Mix | Takara | RR036A | |
Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Adipogenic Differentiation kit | Oricell | RAXMX-90031 | |
Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Chondrogenic Differentiation kit | Oricell | RAXMX-90041 | |
Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Osteogenic Differentiation kit | Oricell | RAXMD-90021 | |
RNA extraction kit | TIANGEN | DP419 | |
Super-clean bench | Beijing Yataikelong Instrument Technology Co. Ltd. | KLCZ-1220A | |
Trypsin-EDTA 0.25% | MACGENE | CC012 | |
Type II collagenase | Solarbio | C8150 | |
Wistar rat | Beijing Yataikelong Instrument Technology Co. Ltd. | ||
α-MEM culture medium | Gibco | C12571500BT |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены