脐带间充质干细胞转化医学
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第三节 传代脐带间充质干细胞核型稳定性检测分析

脐带间充质干细胞通常按原代培养密度1∶3的比例进行传代培养。传代培养至第3代,即可获得相当数量的UCMSC。通过消化和传代培养细胞,可以淘汰非间充质干细胞,因此,传代培养的过程就是纯化间充质干细胞的过程。然而,长期在体外传代培养的UCMSC是否会衰老、突变等一直是人们关注的问题,也是影响细胞质量的深层次问题。国外对骨髓间充质干细胞体外长期培养研究发现:如果在体外连续传代培养60次以后就会观察到间充质干细胞衰老和自动向脂肪细胞分化。笔者长期培养实验证明:在体外传代培养8次以内的脐带间充质干细胞安全性和活性是有保证的。连续传代8次以后,个别细胞会发生染色体变异。因此,体外传代培养第3~5代获得的UCMSC不仅纯度高、活性好,更重要的是安全性高,细胞核型稳定性好。目前研究显示,体外培养的人骨髓间充质干细胞可发生自发转化,脂肪间充质干细胞传代培养后染色体发生改变,小鼠间充质干细胞经体外培养后,出现染色体畸变。这些研究表明,不同来源的间充质干细胞经体外培养后,遗传学特性可能会发生改变。同时也有研究显示,小鼠骨髓间充质干细胞体外培养至50代仍未发生染色体改变。因此,在脐带间充质培养的过程中,必须监测其核型的稳定性,尤其是如果按照临床应用级别制备的UCMSC注射液,则必须检验鉴定UCMSC的染色体,预防遗传突变威胁到临床使用的安全性。
1.技术原理
脐带间充质干细胞在有丝分裂期,染色质变粗变短,形成染色体。特别就是有丝分裂的中期,染色体的长短、大小、着丝点等的特征最为典型,容易观察。因此,用秋水仙素破坏细胞纺锤丝阻抑细胞中期分裂,以获得大量的中期分裂象,经后期处理后,Giemsa染色,在油镜的观察下可看到清晰分散的染色体。通过对染色体数量形态的观察,来判定hUCMSC的核型是否正常。
2.试剂和仪器
(1) 秋水仙素溶液:同生理盐水配制100μg/ml的秋水仙素溶液,过滤除菌,-20℃保存备用。
(2) 0.075mmol/L KCL 溶液。
(3) 固定液:3份甲醇加一份冰醋酸,临用前配制。
(4) 1∶10 Giemsa染液。
(5) 其他:离心管、吸管、清洁处理的载玻片、离心机、恒温水浴锅、显微镜。
3.步骤
(1) 取传代后第3~4天处于增殖指数期的细胞(P3代),更换新鲜培养液。将秋水仙素加入培养液中(终浓度为0.04~0.08μg/ml),继续培养4~6小时。
(2) 吸去含秋水仙素的培养液,加入胰酶消化细胞,1000r/min离心10分钟。弃上清液。
(3) 低渗处理:逐滴加入0.5ml预温37℃的0.075mol/L KCl混匀,随即补加至5~10ml,用吸管轻轻吹打均匀,37℃孵育20~30分钟。
(4) 预固定:向管中加入1ml新鲜固定液,1000r/min离心10分钟,弃上清。
(5) 固定:沿管壁缓缓加入新鲜固定液8~10ml,用吸管轻轻吹打均匀,固定15~20分钟。然后离心,吸净上清液。
(6) 再固定:缓缓加入新鲜固定液,固定30分钟。
(7) 离心,吸除上清液,视细胞量再加0.5~1.0ml新鲜固定液,吹打均匀。
(8) 制片:取0℃冰冻的载玻片,距载玻片15cm高度,向玻片滴1~2滴细胞悬液,于空气中干燥。
(9) 染色:用Giemsa染液染10~20分钟,流水冲洗,晾干。
(10) 封片:二甲苯透明3次,中性树胶封片。
(11) 镜检:在镜下选择染色体分散良好、不重叠、无散失的标本,于油镜下观察记录,分析核型,并进行拍照。
4.结果分析
通过染色体核型分析,表明hUCMSC为正常二倍体细胞核型,为46 XY或46 XX(图6-10,图6-11)。如遇到有染色体数目异常或有插入和缺失突变的个体,应立即排除。培养时间过长的hUCMSC更需严密监测其核型。
图6-10 脐带间充质干细胞染色体核型分析(XY)
图6-11 脐带间充质干细胞染色体核型分析(XX)