低氧培养环境对脐带间充质干细胞增殖及生物学特性的影响

作者：张莉; 杨俊晔; 房敬超; 张华; 徐志国; 韩俊领; 张宇^*; 杜为^*

来源：药物评价研究, 2022, 45(05): 886-894.

• 脐带间充质干细胞
• 低氧
• 增殖
• 生长因子

目的 研究低氧环境对人脐带间充质干细胞(h UCMSCs)增殖及生物学特性的影响。方法 分别在5%O2和21%O2环境下培养h UCMSCs，使用群体倍增时间(PDT)评价h UCMSCs的增殖情况；流式细胞术检测细胞表面标志CD73、CD90、CD105、CD34、CD45、HLA-DR的表达；培养基诱导分化后，茜素红-S对含钙骨细胞染色检测成骨诱导分化，油红O对脂滴染色检测成脂诱导分化，阿尔新蓝8GX对蛋白多糖检测软骨诱导分化；羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯(CFSE)染色法检测h UCMSCs对植物血凝素P(PHA-P)刺激的外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)的增殖抑制作用，并应用流式细胞术检测对CD8+T细胞的抑制作用；实时荧光定量PCR(q RT-PCR)法检测低氧诱导因子1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)、肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子2(IGF-2)、转化生长因子β(TGF-β)、碱性成纤维细胞生长因子(b FGF)、基质细胞衍生生长因子1(SDF-1)、神经生长因子(NGF)m RNA表达；试剂盒法检测细胞培养上清中IGF-2浓度。结果 21%O2和5%O2环境培养的h UCMSCs表面标志CD73、CD90、CD105的表达均为阳性(>95%),CD34、CD45、HLA-DR的表达均为阴性(<2%)，均具有成骨、成脂、成软骨三系分化的能力；5%O2组的PDT均显著小于21%O2组(P<0.05);PBMC经PHA-P刺激后观察到细胞增殖聚集，与h UCMSCs共培养后几乎没有聚集出现，与PBMC+PHA-P组比较，PBMC+PHA-P+h UCMSCs(21%或5%O2)组子代细胞明显减少，PBMC+PHA-P+h UCMSCs(5%O2)组PBMC抑制率为(61.44±0.92)%，与PBMC+PHA-P+h UCMSCs(21%O2)抑制率(60.48±4.00)%相当，无统计学差异，且两组h UCMSCs对CD8+T细胞的抑制作用无统计学差异。与21%O2组比较，5%O2组h UCMSCs HIF-1α、IGF-2、SDF-1、HGF、VEGF、b FGF、NGF m RNA表达水平显著升高(P<0.05、0.001),TGF-β无明显变化；5%O2组h UCMSCs培养上清IGF-2水平显著高于21%O2组(P<0.001)。结论 5%O2环境可使h UCMSCs的增殖能力和相关生长因子的表达增强，尤其是IGF-2，但依然保持着与21%O2环境培养的h UCMSCs相似的表型、分化能力以及淋巴细胞增殖抑制能力。

• 单位
  协和干细胞基因工程有限公司; 南开大学; 协和华东干细胞基因工程有限公司