刚舌
我国先天性心脏病的发病率为7‰,每年估计新发病例近20万。目前我国
先天性心脏病的外科治疗病例中约45%需要应用修复材料。目前I临床常用的血管
修复材料主要有两类,即天然血管和人工血管。天然血管包括自体血管和同种异
体血管,其缺点是来源极其有限,对机体造成了新的创伤。人工血管如聚四氟乙
烯,其缺点是因缺乏内膜,易形成血栓;顺应性差,缝合处易撕裂;缺乏生长能
力,需再次手术;再狭窄率20-30%,5年通畅率<20%。故目前临床上仍然缺乏
理想的血管替代物。
组织工程学是一门以细胞生物学和材料学相结合,进行体外或体内构建组织
或器官的新兴学科。1987年由美国研究者首先开始该领域的研究。组织工程构
建的三要素是种子细胞、生物材料和组织构建,其中种子细胞是关键和前提。
组织工程心血管修复材料早期研究的种子细胞主要从机体自身动脉或静脉
获得内皮细胞,细胞来源有限,而且对供体具有创伤性,在小儿尤其新生儿心血
管病例更为困难。更重要的是,来源于成熟血管的内皮细胞多为终末分化细胞,
易老化,扩增数量有限,不能满足血管构建对大量种子细胞的要求。因此寻找初
期分化细胞来源的内皮种子细胞已成为血管组织构建的关键。
干细胞技术的成熟加速了心血管组织工程的发展。内皮祖细胞(endothelial
progenitorcells,EPCs)是血管内皮细胞的前体细胞,有分化为血管内皮细胞的能
力,又称血管母细胞(angioblast)或血管内皮干细胞(endothelialstemcells),1997
年由Asahara!lJ等首次从成人外周血分离,在生后机体的血管新生中起重要作用。
近来大量研究表明骨髓、脐血、外周血、胚胎组织、脂肪组织等中富含内皮祖细
胞,骨髓和脐血中此种细胞的含量和增殖能力远高于外周血12】,在VEGF或缺血
刺激下可以增生、分化为内皮细胞,它在体内具有明显的内皮修复以及促血管新
生作用口1,这提示EPCs有可能作为组织工程血管的种子细胞来源。
胚胎组织的获取和实验存在很多伦理方面的争论,循环血液中EPCs数量稀
少,采集足够数量的EPCs技术上比较困难,脂肪组织中EPCs获取需要手术采集大量脂肪组织,损伤较大。骨髓的获取具有侵入性。因此我们选取了脐血作为
人脐血来源内皮祖细胞的分离,培养及鉴定
EPCs的来源。探索由脐血来源内皮祖细胞分化的内皮细胞作为组织工程血管的
种子细胞来源的可行性和必要性在于:随着先天性心脏病产前诊断的开展和脐血
库的逐步建立,对于婴幼儿先天性心脏病病例,可应用自体脐血来源内皮祖细胞
分化的内皮细胞,经体外培养扩增后,作为组织工程血管的种子细胞,构建组织
工程心血管修复材料,此方法对患儿无创伤,而且也不存在免疫排斥问题,所以
是潜在的非常理想的种子细胞来源。
本实验研究的目的在于从脐血中分离出单个核细胞,建立体外培养、诱导分
化以及鉴定EPCs的方法,以探讨由脐血来源内皮祖细胞分化的内皮细胞用作组
织工程血管的种子细胞来源的可行性及其理论基础。6
人脐血来源内皮祖细胞的分离、培养及鉴定
人脐血来源内皮祖细胞的分离、培养及鉴定
材料和方法
一.材料
l材料、试剂和仪器
新鲜脐血:上海国际和平妇幼保健院提供。
细胞分离液Ficoll.Paque(1.0779/m1)..Sigma公司,美国。
羟乙基淀粉(HES):Sigma公司,美国。
人血清纤维连接蛋白(Fibronectin):Chemicon公司,美国。
DMEM培养基(干粉):Sigma公司,美国。
胎牛血清(FBS):Gibco公司,美国。
血管内皮生长因子VEGF:Biosoutr.e公司,美国。
胰岛素样生长因子IGF.1:Biosource公司,美国。
碱性成纤维细胞生长因子bF(3F:Biolegend公司,美国。
表皮生长因子EGF:Cytolab公司,美国。
胰蛋白酶:Sigma公司,美国。
EDTA:Signm公司,美国。
PBS溶液:上海医药化学试剂厂。
CDl33抗体:MACS公司,德国。
Flk-l抗体:santacruz公司,美国。
vWF抗体:santacruz公司,美国。
FITC标记山羊抗兔IgG:vector公司,美国。
NO检测试剂盒:南京建成生物工程研究所。
超净台:上海汇龙仪表电子有限公司环境工程装配分公司。
水平离心机:EPPENDOR_F公司,美国。
恒温磁力搅拌器:IkalabortechniL德国。
37℃、5%Cth高湿度恒温孵育箱:ThermoCo,美国。
电热恒温水浴箱:上海医疗器械七厂。
倒置相差显微镜:Nikon,日本。
数码照相机:Nikon,日本。7
荧光倒置显微镜:Nikon,日本。
6孔,24孔,96孔细胞培养板:JunCompany,Denmark。
微量可调移液器:EPPENDORF公司,美国。
透射电镜(TEM):日立,日本。
流式细胞仪:BD,美国。
2主要培养液及试剂的配制
1.消化液(O.25%胰蛋白酶.0.01%EDTA混合液):称取29胰酶,加入PBS200ml
溶解,过滤除菌,即配成1%的胰酶,再称取EDTA200mg。加入PBS200ml溶解,
过滤除菌,即配成O.I%EDTA,使用时取1%的胰酶2.5ml和0.I%EDTAIml。用PBS
稀释成10ml,即配制成O.25%胰蛋白酶一0.01%EDTA混合液。
2.6%HES:称取69羟乙基淀粉,用100mi0.9%NaCI溶液溶解,用磁力搅拌器搅
拌至颗粒消失,再高压灭菌。
3.10%FBS的DMEM细胞基本培养液:在1000ml去离子水中加入DMEM干
粉lOg,NaHC033.39,青霉素O.0629,链霉素O.19,谷氨酰胺0.39,Hepes3.759,搅拌