血管内皮生长因子165、神经营养因子3、血管生成素1基因转染诱导骨髓间充质干细胞向神经元及血管内皮细胞分化

摘要

背景:骨髓间充质干细胞是一种多功能间充质干细胞,具有多向分化潜能,可通过腺病毒转染等方法对其进行基因修饰,使其能够产生多种生长因子,如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、神经营养因子3(neurotrophin 3,NT-3)、血管生成素1(angiopoietin 1,Ang-1)等,从而应用于组织工程研究中.目的:探讨VEGF165、NT-3、Ang-1基因转染大鼠骨髓间充质干细胞向神经元及血管内皮细胞诱导分化的可能性.方法:采用差速贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,进行流式细胞术和成骨、成脂诱导分化能力鉴定.以巨细胞病毒(CMV)作为启动子,构建2个腺病毒载体,其一为双顺反子载体,携带hVEGF165及Ang-1基因(Adv-Bic);其二为携带NT-3基因载体,即AdvNT-3.以不同感染复数值将Adv-Bic(绿色荧光)及AdvNT-3(红色荧光)同时转染大鼠骨髓间充质干细胞,转染2 d后根据荧光显微镜下绿色及红色荧光蛋白表达情况确定最佳感染复数值.将生长良好的第3代骨髓间充质干细胞分为2组,实验组以最适感染复数值转染Adv-Bic(无荧光标记)及AdvNT-3(无荧光标记);对照组以相同感染复数值转染空白对照病毒.两组分别于体外培养7 d后进行免疫荧光及qPCR检测.结果与结论:①间质干细胞表面分子CD29、CD44呈阳性表达,造血干细胞表面分子CD34、CD45呈阴性表达.骨髓间充质干细胞能够定向分化为成骨细胞及脂肪细胞;②病毒转染骨髓间充质干细胞48 h后荧光显微镜下观察有绿色及红色荧光蛋白表达,随着感染复数值增大荧光表达量逐渐增强,感染复数值为100时荧光表达最强烈;③免疫荧光及qPCR结果显示,实验组VEGF165、NT-3、Ang-1表达水平高于对照组,且血管内皮特异性标记物CD31、CD34表达水平高于对照组,神经元特异性标记物NSE、Nestin表达水平高于对照组;④结果提示,VEGF165、NT-3、Ang-1基因转染骨髓间充质干细胞,使其过表达VEGF165、NT-3、Ang-1生长因子,能够诱导骨髓间充质干细胞定向分化为神经元及血管内皮细胞.