1 材料和方法
1.1 材料
wistar大鼠(武汉大学实验动物中心提供),雌雄不拘,体质量150 g左右。实验试剂:胰蛋白酶(Gibco),谷氨酰胺(武汉天源生物技术有限公司),胎牛血清(Gibco),DMEM干粉培养基(Hyclone)。
1.2 鼠尾胶原的制作实验所用胶原溶液为酸溶性鼠尾腱胶原。将wistar大鼠的尾部剪下,浸入75%的乙醇中消毒30 min,在无菌条件下将鼠尾腱抽出剪碎,置于5 g/L乙酸中,4 ℃条件下持续搅拌,48 h后低温离心去渣(10 000 r/min,30 min),收集上清液。
1.3 BMSC培养按文献[1]取材。4~5周龄肝素化wistar大鼠断颈处死,无菌条件下分离双侧股骨和胫骨,在含2%胎牛血清完全培养基的玻璃平皿中,去除股骨周围组织,剪去包括骺板在内的两侧骺端,抽取5 mL含2%胎牛血清的完全培养基冲洗骨髓腔,离心获得骨髓细胞团,再用15%胎牛血清完全培养基将细胞团重悬为单细胞悬液,接种于玻璃培养瓶中(37 ℃,5%CO2,饱和湿度)培养,于24 h后半量换液。此后每隔2~3 d换液一次,以弃去未贴壁细胞。细胞长至70%~80%融合时传代。
1.4 BMSC胶原网架制作取第二代对数生长期细胞胰酶消化后,用胎牛血清制成单细胞悬液,细胞含量为2×108/L。细胞悬液∶10×DMEM∶胶原溶液按1∶12∶120的容积比例,置冰上充分混匀,用1 mol/L的氢氧化钠中和至PH值为中性。取100 μL加入一个24孔板中(板底铺多聚赖氨酸包被过的玻片),37 ℃,5%CO2培养箱中放置10 min,待培养板中形成半固体凝胶后,加入1 mL完全培养基,于培养箱中继续孵育培养,2~3 d换液一次。培养15 d共聚焦显微镜下观察细胞生长形态特点。
1.5 MTT法绘制细胞生长曲线按上述方法制备BMSC胶原混悬液,将混悬液滴于24孔板中,每孔0.2 mL,置于培养箱中10 min以形成半固体凝胶。加入1 mL完全培养基于培养箱中培养,2~3 d换液1次。从培养第2天起,每次取3孔,用5 g/L胶原酶消化,制备单细胞悬液。将单细胞悬液加入180 μL新鲜DMEM完全培养基和20 μL MTT溶液(5 mg/mL),继续培养4 h,离心后弃去培养液。每孔加入150 μL二甲基亚砜(DMSO)80 r/min振摇10 min,充分溶解,酶标仪上读取570 nm处的A值,取3孔的平均值作为增殖变化指标。连续13 d检测细胞增殖,绘制生长曲线。
1.6 ALP钙钴染色、苏丹Ⅲ染色培养第15天,取出细胞爬片,10%甲醛固定,0.1%Triton破膜,分别行ALP钙钴染色(入2%硝酸钴水溶液及1%硫化铵水溶液染色)、苏丹Ⅲ染色(入苏丹Ⅲ染液中孵育),显微镜下随即选择15个不重叠视野,统计阳性染色细胞率(阳性细胞数/计数细胞总数×100%)。
2 结果
2.1 BMSC形态特征连续15 d观察发现,24 h后细胞已开始伸展呈长梭形,但在前1周内,BMSC呈现集落生长趋势,绝大部分细胞以长梭形为主,随着时间延长,近似圆形、扁形、三角形细胞逐渐增多,且细胞之间伸出突触互相连接,交织成网状结构(见图1)医.学.全.在.线www.lindalemus.com。
2.2 BMSC生长特征在15 d内,BMSC细胞数目逐渐增多,细胞体积逐渐增大,整个过程呈现出逐渐生长趋势,且第4~10天为细胞生长高峰期,到达11 d左右细胞生长基本静止(见图2)。
图2 三维培养中BMSC生长曲线(略)
2.3 BMSC向成骨细胞及脂肪细胞分化能力培养至7 d后,可见细胞形态逐渐多样化,其中以圆形或梭形多突起细胞(近似骨细胞形态)为主,该类细胞钙钴染色为阳性;细胞形态相对较大的圆形或椭圆形空泡状细胞,苏丹Ⅲ染色为阳性。钙钴染色阳性率高于苏丹Ⅲ染色细胞阳性率(见图3~4)。