软骨终板干细胞及骨髓间充质干细胞对软骨终板细胞增殖分化的影响

摘要

背景组织工程作为一项年轻的技术获得了越来越多脊柱医学研究者的关注。但组织工程种子细胞的选择仍无明确标准。目的获取并鉴定软骨终板干细胞(cartilage endplate stem cell,CESC)和骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC),通过对比探明CESC是否有作为组织工程种子细胞的潜在可能。方法原代培养SD大鼠软骨终板细胞(cartilage endplate cell,CEP),甲苯胺蓝染色鉴定软骨细胞表型,通过单克隆法筛选培养CESC和BMSC;三系诱导分化验证CESC和MSC干细胞特性;取P3代CEP、CESC和BMSC进行非接触式共培养,在1 d、3 d、5 d、7 d,CCK-8检测三组Transwell小室下层CEP增殖,并绘制增殖曲线;流式细胞仪检测共培养7 d后三组下层小室CEP凋亡变化,RT-qPCR检测CEP表型基因ACAN、COLⅡ、Sox9表达变化。结果甲苯胺蓝染色显示原代培养的CEP能够分泌软骨相关的多糖物质,如糖胺聚糖等,且具有特征性多角形形态,呈铺路石样分布;通过单克隆法分离出的CESC和BMSC经三系诱导分化后,茜素红染色能够观察到被染成红色的钙结节,油红O染色观察到细胞周围出现大量类圆形红色脂滴形成,番红染色观察到软骨细胞特异性分泌的聚集蛋白聚糖出现。CCK-8检测表明CESC组和BMSC组增殖能力均强于CEP组,且CESC组增殖能力强于BMSC组,三组CEP凋亡水平无统计学差异;RT-qPCR结果表明三组CEP共培养第1-7天ACAN、COL2A1和Sox9表达均呈波峰状改变,第3天表达水平最高。第1天、第7天三组软骨表型基因表达ACAN、COL2A1和Sox9差异无统计学意义;第3天、第5天CESC组表达高于BMSC组和CEP组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 CESC和BMSC通过非接触式共培养均能够增强CEP增殖和软骨表型的表达,且前者作用明显更强。