Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
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.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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 ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены