CN108753700A - 一种脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于干细胞领域,公开了一种脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基及脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法。本发明所述脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基,包含细胞因子bFGF。本发明所述方法以明胶微粒作为支架材料,采用三维培养的方式,以所述脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基诱导培养脐带间充质干细胞成软骨细胞,诱导效果更好,成功率较高、得到的细胞量较多。
Description
技术领域
本发明属于干细胞领域,具体涉及一种脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法。
背景技术
在骨科工作中,各种原因所致的关节软骨损伤很常见。由外伤、手术切除(如肿瘤)、感染、痛风和退变引起关节部位骨软骨缺损,常表现为顽固性疼痛、关节活动障碍,严重者可丧失关节功能,成为导致残废和劳动能力丧失的主要原因之一。软骨由于其自身的特点,如无血管、神经和淋巴引流,仅靠关节腔内滑液获取营养为主的生理学特点,决定了它极其有限的再生能力,其不能自行修复。
目前治疗软骨损伤的方法均有明显缺陷,组织工程软骨修复关节软骨损伤为微创治疗软骨缺损提供了新方法。然而种子细胞来源一直是限制软骨组织工程发展的主要瓶颈。软骨细胞增殖能力有限,体外大量扩增后容易发生老化和去分化,丧失软骨的形成能力。且软骨细胞的增殖能力随年龄的增长而逐步下降进一步限制了其在组织工程中的应用。因此,寻求一种合适的种子细胞的来源显得尤为重要。
脐带间充质干细胞是指存在于新生儿脐带组织中的一种多功能干细胞,在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复,具有广阔的临床应用前景。
现有技术中脐带间充质干细胞诱导成软骨主要采用传统的二维诱导方法,即脐带间充质干细胞达到80%融合时换成成软骨诱导培养基(具体成分见表1)。但是传统的二维诱导方法,成功率较低,且得到的细胞量较少,不够临床使用。
表1传统的成软骨诱导培养基
成分 | 用量(每100ml) |
DMEM/F12高糖基础培养基 | 90ml |
胎牛血清 | 5ml |
地塞米松 | 0.1μM |
维生素C | 50μg/ml |
胰岛素 | 6.25μg/ml |
转铁蛋白 | 6.25μg/ml |
TGF-β1 | 10ng/ml |
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于针对现有技术的成功率较低、得到的细胞量较少的问题,提供一种新的脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法,成功率较高、得到的细胞量较多。
为实现本发明的目的,本发明公开了如下技术方案。
一种脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基,包含细胞因子bFGF。
其中,所述bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)是一种促细胞分裂的肝素结合蛋白,可诱导多种细胞的增殖与分化,对神经系统有重要作用。优选的,所述bFGF为人的软骨细胞所分泌的bFGF细胞因子。
进一步的,作为优选,所述细胞因子bFGF的含量为20ng/ml。
在一些实施方案中,本发明所述成软骨诱导培养基中还包括DMEM/F12高糖基础培养基、胎牛血清、地塞米松、维生素C、胰岛素、转铁蛋白和TGF-β1。
在一些具体实施例中,所述成软骨诱导培养基,其配方为每100ml中含
本发明还提供了一种脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法,脐带间充质干细胞传代、消化后接种到预先接种了明胶微球的培养容器中,第二天换成本发明所述脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基,诱导21天,期间每3天更换一次成软骨诱导培养基。
本发明所述方法以明胶微粒作为支架材料,采用三维培养的方式,以所述脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基诱导培养脐带间充质干细胞成软骨细胞。且明胶微球在体内可降解。脐带间充质干细胞在明胶微球上生长可扩增得到更多的细胞,诱导分化后可得到更多的软骨样细胞。
在一些实施方案中,所述消化为0.25%的胰蛋白酶消化2分钟后离心。
作为优选,所述明胶微粒可按照申请号为201710318416.1、发明名称为“一种明胶微球及其制备方法”中国专利的制备方法制备得到。
在一些实施例中,本发明采用甲苯胺蓝染液鉴定诱导21天后的软骨细胞。具体鉴定方法为:弃去旧的培养基,用PBS溶液清洗5次;加入4%的多聚甲醛溶液固定10-15分钟;用PBS溶液清洗5次;加入已配制好的甲苯胺蓝染液避光常温染色30-60分钟;用PBS溶液清洗5次后进行观察。结果显示诱导后的细胞呈深紫色,说明已成功诱导成软骨样细胞。由上述技术方案可知,本发明提供了一种脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基及脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法。本发明所述脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基,包含细胞因子bFGF。本发明所述方法以明胶微粒作为支架材料,采用三维培养的方式,以所述脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基诱导培养脐带间充质干细胞成软骨细胞,诱导效果更好,成功率较高、得到的细胞量较多。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1示P3代脐带间充质干细胞的形态,放大倍数为40倍;
图2示成软骨细胞染色鉴定结果图,其中图A为对比例1诱导培养的软骨细胞染色图;图B为实施例2诱导培养的软骨细胞染色图;图C为对比例2诱导培养的软骨细胞染色图;图D为对比例3诱导培养的软骨细胞染色图;图E为对比例4诱导培养的软骨细胞染色图;图F为对比例5诱导培养的软骨细胞染色图。
具体实施方式
本发明公开了一种脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及产品已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
在一些实施方案中,本发明脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法具体包括以下步骤:
(1)获取第2代的脐带间充质干细胞;
(2)在无菌条件下,将脐带间充质干细胞进行传代:弃去旧的培养基,用胰蛋白酶消化2分钟,离心后接种在细胞培养瓶中,即为第3代的间充质干细胞;其中,胰蛋白酶浓度为0.25%;细胞培养瓶为购至CORNING公司的T25培养瓶。
(3)取出六孔板,将明胶微球接种在孔底,然后再接种重悬后的脐带间充质干细胞。
(4)第二天换成成软骨诱导培养基,该成软骨诱导培养基已添加了软骨细胞所分泌的细胞因子bFGF(见下表2);所述成软骨诱导培养基其配方为每100ml中含
此后,每3天更换一次成软骨诱导培养基,共诱导21天。
(5)诱导21天后采用甲苯胺蓝染液鉴定软骨细胞:弃去旧的培养基,用PBS溶液清洗5次;加入4%的多聚甲醛溶液固定10-15分钟;用PBS溶液清洗5次;加入已配制好的甲苯胺蓝染液避光常温染色30-60分钟;用PBS溶液清洗5次后进行观察。
其中所述明胶微粒的制备方法为首先,将明胶溶于水中。所述明胶用量为15%w/v。溶于水后在80℃条件下进行加热解。加入溶有乳化剂A的油相进行搅拌。乳化剂A的成分为液体石蜡、和橄榄油的混合物。明胶体积与乳化剂A的体积比优选为3:1,以500r/min的速度进行搅拌,搅拌后再加入乳化剂B进行搅拌。乳化剂B的成分为液体石蜡和大豆油的混合物。乳化剂B的添加量为明胶微球与乳化剂B的体积比是1:3。随后将乳浊液冰水浴迅速冷却至5℃以下,以250r/min速度继续搅拌一段时间,得到乳浊液。
然后,在乳浊液中加入-20℃冰浴的脱水剂A进行脱水。脱水剂的加入量为乳浊液体积的3倍。脱水结束后,再加入异丙醇和无水乙醇清洗明胶微球。最后用无水乙醇再次进行洗涤,放置70℃下烘干,得到明胶微球颗粒。烘干后将所述明胶微球进行过筛。过筛用的筛网尺寸分别为75μm,160μm,200μm,300μm。过筛后得到不同粒径的明胶微球粗品。
最后,选取100μm~200μm粒径的明胶微球粗品,加入含有0.5%京尼平交联固化剂的乙醇溶液。含有京尼平交联固化剂的乙醇溶液的添加量为明胶微球粗品体积的3倍。在4℃下放置24h,随后在37℃放置36h,吸弃上清液。再加入明胶微球粗品5倍体积的无水乙醇清洗2-3次,烘干,得到明胶微球。
为了进一步理解本发明,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如无特殊说明,本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品,均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1、成软骨诱导培养基其配方
每100ml中含:
实施例2、
获取第2代的脐带间充质干细胞,传代到第3代。当第3代细胞达到80%~90%融合时(图1),0.25%胰蛋白酶消化2分钟,离心后弃去培养基,重悬后接种已接种了明胶微球的六孔板中培养,第二天换成实施例1所述成软骨诱导培养基,此后,每3天更换一次成软骨诱导培养基,共诱导21天。
对比例1
获取第2代的脐带间充质干细胞,传代到第3代。当第3代细胞达到80%~90%融合时,0.25%胰蛋白酶消化2分钟,离心后弃去培养基,重悬后接种到已接种了明胶微球的六孔板中培养,共诱导21天。
对比例2
获取第2代的脐带间充质干细胞,传代到第3代。当第3代细胞达到80%~90%融合时,0.25%胰蛋白酶消化2分钟,离心后弃去培养基,重悬后接种到已接种了明胶微球的六孔板中培养,第二天换成传统的成软骨诱导培养基。此后,每3天更换一次培养基,共诱导21天。
对比例3
获取第2代的脐带间充质干细胞,传代到第3代。当第3代细胞达到80%~90%融合时,0.25%胰蛋白酶消化2分钟,离心后弃去培养基,重悬后接种到六孔板进行成软骨诱导,共诱导21天。
对比例4
获取第2代的脐带间充质干细胞,传代到第3代。当第3代细胞达到80%~90%融合时,0.25%胰蛋白酶消化2分钟,离心后弃去培养基,重悬后接种到六孔板进行成软骨诱导。第二天换成实施例1所述成软骨诱导培养基,此后,每3天更换一次成软骨诱导培养基,共诱导21天。
对比例5
获取第2代的脐带间充质干细胞,传代到第3代。当第3代细胞达到80%~90%融合时,0.25%胰蛋白酶消化2分钟,离心后弃去培养基,重悬后接种到六孔板进行成软骨诱导。第二天换成传统的成软骨诱导培养基,此后,每3天更换一次成软骨诱导培养基,共诱导21天。
试验例1、成软骨细胞染色鉴定。
将实施例2和各对比例诱导后的软骨细胞用甲苯胺蓝染液染色,并观察。结果见图2。
结果显示,实施例2诱导后的细胞呈深紫色,说明已成功诱导成软骨样细胞;而各对比例诱导后的细胞未见着色。
Claims (6)
1.一种脐带间充质干细胞的成软骨诱导培养基,其特征在于,包含细胞因子bFGF。
2.根据权利要求1所述的成软骨诱导培养基,其特征在于,所述细胞因子bFGF的含量为20ng/ml。
3.根据权利要求1或2所述的成软骨诱导培养基,其特征在于,还包括DMEM/F12高糖基础培养基、胎牛血清、地塞米松、维生素C、胰岛素、转铁蛋白和TGF-β1。
4.根据权利要求1或2所述的成软骨诱导培养基,其特征在于,其配方为每100ml中含
。
5.一种脐带间充质干细胞诱导成软骨细胞的方法,其特征在于,脐带间充质干细胞传代、消化后接种到预先接种了明胶微球的培养容器中,第二天换成权利要求1-3任意一项所述成软骨诱导培养基,诱导21天,期间每3天更换一次成软骨诱导培养基。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述消化为0.25%的胰蛋白酶消化2分钟后离心。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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