小鼠颈椎脱臼处死后,放入750mL/L的酒精内浸泡5min。无菌条件下取出双侧股骨,去除附带组织,两端剪断暴露骨髓腔。用含100mL/L胎牛血清的DMEM培养液及1号针头反复冲洗,将骨髓腔内的骨髓冲出,并用1号针头反复抽吸,制成单细胞悬液,充分混匀,转入离心管,1500r/min离心5min弃上清及脂肪层,沉淀用DMEM培养液充分混匀,用吸管轻轻叠加到密度为1.077g/mL的Ficoll-Paque分离液上,2500r/min离心10min,取界面层的单核细胞,再用DMEM培养液多次洗涤,离心后备用。细胞沉淀以5×105个/cm2密度接种于培养瓶,加入DMEM完全培养液置于37℃,50mL/L CO2,80%相对湿度的培养箱中,2d后全量换液,去除未贴壁的细胞,以后每隔3d换液1次,倒置相差显微镜逐日观察细胞的形态,贴壁情况及生长情况。待细胞融合达80%,胰酶37℃消化,进行传代、扩增培养。取培养第2代的细胞用PBS洗涤3次,胰酶消化成单细胞悬液,将细胞悬液移入离心管,1500r/min离心5min,弃上清,细胞沉淀PBS洗涤3次,分别加入荧光标记的抗体,4℃孵育30min,PBS洗去未标记抗体,10g/L多聚甲醛固定,应用FACScan流式细胞仪检测细胞表面抗原表达。
1.3 建立体外非接触共培养实验模型
参照本实验室的方法建立小鼠肺损伤模型[4],并参照POPOV等[3]方法建立体外非接触共培养实验模型,实验模型图见图1。无菌条件下分离提取无肺损伤肺组织(共25只小鼠)、肺损伤模型肺组织(共25只小鼠)。制备肺组织单细胞悬液。将约5×104个/mL的小鼠肺细胞接种于0.4μm孔径(Millpore)大小的膜上(悬挂式体外共培养小室),并放入24孔板中,在24孔板的底部同时放上适当大小的载玻片,并接种约5×104个/mL小鼠骨髓来源间充质干细胞(MSCs)。共设计三组,每组6孔:对照组:MSCs单独静置培养;实验组A: 正常健康肺组织单细胞悬液(上室)+MSCs(下室);实验组B:损伤组肺组织单细胞悬液(上室)+MSCs(下室)细胞。共同培养8d,每日倒置相差显微镜下观察细胞形态,贴壁情况及生长情况。
1.4 激光共聚焦显微镜检测表面蛋白C(surfatcant protein C, SP-)和水通道蛋白5(aquaporin protein 5, AQP-5)的荧光表达医学全.在线www.lindalemus.com
在共培养的第8天,根据以下步骤处理细胞标本:①将共培养中接种有MSCs的载玻片取出,40g/L的多聚甲醛固定10min,0.01mol/L PBS漂洗3~5次;②在同一培养皿中分别加入PBS稀释抗-SP-C(1∶100)一抗和抗-AQP5(1∶100),湿盒内4℃孵育24h,0.01mol/L PBS漂洗3次;③加入FITC标记和TRITC标记的抗兔IgG(1∶100),37℃孵育2h,0.01mol/L PBS漂洗3次;④0.01mol/L PBS充分洗涤后加入终浓度为10mg/L Hoechst 33342约1mL,室温孵育20min;以抗体稀释液代替单克隆抗体作为阴性对照试验。⑤0.01mol/L PBS充分洗涤后用VECTASHIELD Mounting Medium封片,采用激光共聚焦显微镜观察SP-C、AQP5的荧光表达情况。
1.5 RT-PCR 检测非接触共培养体系模型下室中的SP-C和AQP5 mRNA
1.5.1 总RNA的提取
RNA抽提试剂盒为Qiagen公司产品,具体操作按照试剂盒说明书。
1.5.2 cDNA第一链合成反应
20μL反应体积中含2μL 10×PCR buffer、2μL 2mmol/L dNTP、4μL 25mmol/L MgCl2、0.5μL RNase抑制剂、2μL RNA模板、1μL oligo dT引物、7.5μL无RNase水,反应条件为:50℃ 30min,99℃ 5min,5℃ 5min。
1.5.3 PCR扩增反应
通过对AQP-5和SPC基因组DNA序列分析,用计算机辅助生物软件Primer 5.0(Applied Biosystem, Inc.Co.)设计了两对引物,AQP-5:Forward(5′-3′):TGTCGTCGTGGTGATTGTA;Reverse(5′-3′):ACTGTGCCCTTCTTCCTG。预计扩增片段长为355bp;SPC:Forward(5′-3′):GAGCCAGTTTCGCATTCC;Reverse(5′-3′):CAGGTCTCGCCCAGAAGA。预计扩增片段长为463bp。引物由上海生工合成。PCR反应体系包括:每种dNTP 250μmol/L,MgCl2 2.5μmol/L,10×PCR缓冲液5μL,Taq酶5u,反转录产物3μL,引物0.1μmol/L/条,终反应体系50μL。PCR反应在PX-2型PCR仪上进行,AQP-5循环条件为:95℃ 10min;94℃ 60s,48℃ 90s,72℃ 60s,35个循环;72℃ 10min。SPC循环条件为:95℃ 10min;94℃ 60s,50℃ 90s,72℃ 60s,35个循环,72℃ 10min。取5μL产物经12g/L琼脂糖电泳,鉴定产物的特异性。最后将所获得的PCR产物利用GeneTools(SynGene公司,版本:3.07)进行产物量的测定(丰度图结果未显示)。
1.6 统计学处理
所有数据以均数±标准差(±s)表示,采用SPSS13.0统计软件包对数据进行统计分析,实验结果均数之间比较采用General Lineral Model(GLM)模型进行析因多因素方差分析,P<0.05为具有统计学意义。
2 结 果
2.1 小鼠骨髓间充质干细胞的体外分离、纯化、扩增和鉴定
骨髓单核细胞悬液接种于塑料培养瓶后,细胞在培养瓶底散在分布,呈圆形,48h后完全换液,去除未贴壁的血细胞。此时贴壁的细胞为单个或几个细胞的克隆,细胞形态均一,为长梭形。培养至10~12d,细胞接近融合,每个克隆约数百至数千个细胞,集落之间细胞出现重叠,细胞形态均一,随着培养时间的延长,旋涡中心的细胞可形成多细胞层,细胞界限不清,黏附于贴壁细胞之上的杂细胞在换液的过程中逐渐被清除。传代后的MSCs增殖生长仍然迅速,生长潜伏期较短,7~10d即达到完全融合(图2)。流式细胞仪结果显示二代细胞均一性在95%以上,CD34、CD45表达为阴性,证明这一类细胞为非造血类细胞。CD105、CD106表达阳性(图3)。
2.2 激光共聚焦显微镜检测SP-C和AQP5的荧光表达
于共培养的第8天处理标本,然后用激光共聚焦观察各处理组共培养下室中的免疫荧光表达情况。对照组只检测到MSCs的蓝色荧光和AQP5的红色荧光(图4A)。实验组A也只检测到MSCs的蓝色荧光和AQP5的红色荧光(图4B)。实验组B可同时检测到MSCs的蓝色荧光,AQP5的红色荧光,以及绿色的SP-C的荧光(图4C、图4D)。
2.3 共培养体系下室中的SP-C和AQP5 mRNA的表达情况