人羊膜间充质干细胞膜片的构建及其成软骨诱导的实验研究

目的:探讨应用一种简单的方法构建人羊膜间充质干细胞(human amniotic mesenchymal stem cells,HAMSCs)膜片,并研究其向成软骨细胞分化的潜能,探索利用HAMSCs膜片构建组织工程软骨的可行性.方法:取产妇胎盘通过酶消化法获得HAMSCs,通过流式细胞术鉴定其表型特征;通过免疫荧光检测细胞波形蛋白和CK-19的表达.取第3代HAMSCs通过CCK-8检测细胞增殖活性;取第3代HAMSCs加入成膜片培养基培养以构建HAMSCs膜片;取第3代HAMSCs加入成膜片培养基培养7天,再换用成软骨诱导培养基培养以构建成软骨诱导的HAMSCs膜片.通过流式细胞术检测成膜片诱导后HAMSCs表型分子的表达;扫描电镜(SEM)观察细胞形态和细胞外基质的分泌.RT-PCR定量分析成软骨分化相关基因(SOX9、ACAN、COLⅡ)的表达;HE染色观察细胞形态、分布;甲苯胺蓝和番红染色检测蛋白聚糖的分泌,Ⅱ型胶原免疫组化检测Ⅱ型胶原的表达.结果:流式细胞术结果表明HAMSCs表达间充质干细胞(MSCs)表型.免疫荧光检测结果示:波形蛋白阳性表达,CK-19阴性表达.CCK-8检测结果示:细胞生长曲线呈S型,第3天进入对数生长期,第7天达到顶峰.HAMSCs成膜片诱导后流式结果表明干细胞特性分子CD44、CD73、CD90、CD105仍高表达.SEM结果示:HAMSCs膜片呈复层结构,梭形的细胞分泌大量细胞外基质,细胞被细胞外基质所包埋并逐渐融合.RT-PCR结果显示:与HAMSCs膜片组相比,成软骨诱导的膜片组Ⅱ型胶原、蛋白聚糖、SOX9 mRNA的表达量显著增高,差异有统计学意义(P<0.05).HE染色结果示:成软骨诱导的HAMSCs膜片可见分布均匀的类圆形细胞并被大量细胞外基质包围;甲苯胺蓝染色结果显示:椭圆形细胞分泌大量细胞胞外基质,成铺路石样排列;番红染色结果示:成软骨诱导的膜片有大量蛋白聚糖分泌;Ⅱ型胶原免疫组化结果示:成软骨诱导的膜片高表达Ⅱ型胶原.结论:本实验应用一种简单的方法在普通培养皿上成功构建了HAMSCs膜片,体外研究证实HAMSCs膜片具有良好的成软骨分化潜能.因此,HAMSCs膜片可以作为软骨组织工程的种子细胞之一,HAMSCs膜片的应用将为软骨缺损修复提供一种新思路.