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拉奎尔Cuevas-Diaz杜兰,Maria Teresa Gonzalez-Garza Alejandro Cardenas-Lopez, Luis Chavez-Castilla迪莉娅埃尔娃Cruz-Vega,豪尔赫·e·Moreno-Cuevas, ”与年龄相关的脂肪中提取干细胞轴承产量低亲和力神经生长因子受体”,干细胞国际, 卷。2013年, 文章的ID372164年, 9 页面, 2013年。 https://doi.org/10.1155/2013/372164
与年龄相关的脂肪中提取干细胞轴承产量低亲和力神经生长因子受体
文摘
脂肪干细胞(ADSCs)是一种异质性的细胞群,可以丰富积极的选择与抗体低亲和力神经生长因子受体(LNGFR或CD271),收益率较高的选择性细胞宇宙增殖和分化潜能。本文地址需要确定ADSCs CD271受体阳性的数量及其与供体的年龄相关性。单核细胞从较低的35岁女性捐赠者和使用磁珠纯化。Multipotency能力测试通过具备干细胞基因的表达和分化成preosteoblasts和脂肪细胞。显著统计学差异在CD271被发现+浓度之间定义的年龄间隔。产量最高的女性30-40-year-old年龄范围内被发现。CD271+所有年龄组ADSCs显示分化能力以及典型的多功能干细胞基因的表达。我们的数据表明,CD271的数量+随着年龄的增长细胞负相关。然而,能够获得这些细胞保持在所有年龄段收益率高于所报告的骨髓。我们的研究结果建议CD271+ADSCs作为主要选择组织再生和自体干细胞治疗在老年主题。
1。介绍
它已经表明,脂肪组织代表了丰富的间充质干细胞来源以及那些从骨髓中获得。此外,脂肪干细胞(ADSCs)有相似的分化能力,形态和表型从脐带间充质干细胞收集血液或骨髓(1- - - - - -5]。
ADSCs骨髓衍生干细胞一样,坚持塑料生产呈殖民地,有很高的增殖能力,表达共同的表面抗原,可以区分在体外和在活的有机体内向中胚层的细胞谱系(6]。ADSCs也被诱导到细胞的能力来源于三个胚芽层(6- - - - - -10和能够抑制免疫反应性11),使它们适合干细胞疗法。
一个典型ADSCs提取协议收益率通过文化异质细胞群可能是均质。然而,时间和文化条件可能会导致表型的变化由于连续抗原表达的差异12]。均匀,完全ADSCs人口特征是可取的使用在临床应用中,一个事件,可以达到使用抗体(13]。
不同的细胞表面受体,如低亲和力神经生长因子受体(CD271),已被用作ADSCs目标基于抗体的孤立。这个细胞表面标记定义了间充质干细胞(MSC)分组人口和被用于浓缩细胞从骨髓吸入物(13,14]和lipoaspirates [15]。琼斯和McGonagle [16]证明了CD271抗原是一种最丰富的选择性标记从人类骨髓MSC。骨髓MSC CD271抗原阳性有10 - 1000倍高增殖能力相比,MSC孤立的塑料依从性(13)和免疫抑制和lymphohematopoietic engraftment-promoting属性(17]。同样,CD271+细胞immunomagnetically ADSCs选择显示更高的克隆细胞和分化潜力相比,塑料附着ADSCs [15]。此外,山本et al。18]孤立CD271+细胞从老鼠皮下脂肪组织,证明其分化能力进入脂肪细胞,成骨细胞,神经细胞相比,塑料附着ADSCs更高。
这些发现表明,CD271+ADSCs是一个很好的均匀的子集干细胞临床应用。本研究的目的是确定是否有一个供体的年龄和CD271之间的关系+细胞产量新鲜ADSCs孤立。此外,在CD271干细胞基因表达+ADSCs multipotency将为了验证。
2。材料和方法
2.1。病人和组织抽样
35岁之间的女性健康的病人接受整容抽脂30和65年NeoMedics(蒙特雷,新莱昂州,墨西哥)参加了我们的研究。五个样本用于验证先前的报道领域的高细胞密度测定,剩下的用于年龄相关性评估。脂肪组织从这个组从大腿内侧,获得转子的地区,背部和腹部,为了证实样本收集的最佳区域。排除标准包括糖尿病、过敏,以前的抽脂,药物,或维生素摄入量,手术前两周内血液疾病,脂肪代谢障碍,病态肥胖,长期使用脂醇。年龄相关性研究,120毫升的脂肪组织是收获来自30个捐助者在接下来的年龄时间:30 - 40 (),每周(),51 - 65 ()。捐赠者的身体质量指数是在同一个范围(平均值= 23,标准偏差= 1.58)。Lipoaspirates得到书面知情同意下,所有程序都是由相同的整形外科医生使用肿起的技术。这种技术由渗透与大量的脂肪间高度稀释的局部麻醉和肾上腺素诱导的血管收缩的解决方案。在全身麻醉下,患者局部渗透与克莱因的解决方案,包括0.1%利多卡因,10毫克的碳酸氢钠,和肾上腺素稀释1:1000000年1000毫升无菌生理正常的生理盐水。抽脂术进行使用真空系统连接到blunt-ended套管(美国加州导师)的直径2.1毫米和15厘米的长度。脂肪被渗透后10分钟。
细胞密度测定和表征进行了研究样本来自腹部,腰部,大腿内侧,转子的地区。
2.2。细胞隔离和文化
ADSC隔离了如前所述,祖克et al。19]。短暂,吸气组织被至少三次磷酸盐(PBS Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国),1%的青霉素和链霉素(Sigma-Aldrich)。获得的颗粒从第一个洗收集和加工所描述的弗朗西斯et al。20.]。洗lipoaspirate与0.1%胶原酶消化类型is (Sigma-Aldrich)溶解在汉克的缓冲区(美国纽约Gibco,大岛)。消化发生在一个振动器在37°C和250 rpm 60分钟。酶的灭活是添加一个相同体积的杜尔贝科修改鹰的介质(DMEM-F12 Gibco)补充10%胎牛血清(的边后卫,Gibco)。成熟脂肪细胞和结缔组织分离单核细胞的颗粒在800 g离心10分钟。碎片和分离组织存在于颗粒通过过滤使用100被淘汰μm细胞过滤器与PBS和洗涤。球都是混合和镀Ficoll-Paque(美国通用电气医疗集团生物科技,皮斯卡塔韦,新泽西)梯度减少红细胞污染。收集到的单核分数进一步通过40 PBS清洗和过滤μm细胞过滤器去除碎片和细胞团。
CD271+细胞被孤立使用磁性标签珠轴承anti-CD271抗体(MicroBead装备,Miltenyi研究,格拉德巴赫,德国)。在列(CD271细胞保留+)和未标记细胞(CD271−)计算使用血球计和样品3×105细胞培养在25厘米2烧瓶与DMEM-F12补充10%的边后卫,50 U /毫升青霉素,50μ克/毫升链霉素。
细胞被维持在37°C和5.0%的公司2在湿润的孵化器。水瓶是用PBS和媒体彻底改变了每3 - 4天,直到达到70%融合。维护中包括DMEM-F12补充5%的边后卫,50 U /毫升青霉素,50μ克/毫升链霉素。细胞分离有0.25% Trypsin-EDTA (Gibco)和离心10分钟的375克。使用DMEM-F12补充20%的边后卫Trypsin-EDTA被灭活。细胞颗粒与维护resuspended介质;细胞被量化和12日镀,24-well微型板块为RNA提取和差异化分析,分别或直接用于流式细胞术。
2.3。流式细胞术
分析特定的表面蛋白的表达,3的一个示例105CD271+ADSCs(通道1)从每个年龄段是孵化与20 30分钟μL阻止试剂和10μL以下荧光染料结合单克隆抗体在适当的组合:CD34-PE, CD45-FITC, CD90-FITC, CD105-PE, CD271-APC (BD生物科学、圣地亚哥、钙、美国)。染色后,细胞被洗MACS-BSA原液(Miltenyi研究,Teterow,德国),离心机,resuspended MACS-BSA。样本评价FACSCanto II仪器和数据分析使用FACSDiva软件(BD生物科学)。
2.4。逆转录聚合酶链反应
样本三个捐助者每个年龄段的用于基因分析。细胞总RNA是孤立的从1.2105使用GenElute哺乳动物细胞总RNA MiniPrep工具包(σ)。益生元(dT)影射逆转录使用整除0.5执行μ克的RNA为模板。的基因进行了扩增Sox2、Notch1 Rex1, Oct4、Nanog,巢蛋白。管家基因GAPDH是用作分析基底放大控制。使用的引物和退火温度在表列出1。产品被在1.5%琼脂糖凝胶电泳和图像可视化是通过紫外线透照器(DigiDoc-IT,剑桥,英国)。
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| Sox2: SRY(性别决定区域Y)框2;Notch1:切口同族体1;Oct4: octamer-binding转录因子4;GAPDH:甘油醛3 -磷酸脱氢酶。 |
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2.5。诱导分化
验证分化潜力,CD271+ADSCs镀在通道1到24-well微型板块在poly-L-lysine (Sigma-Aldrich)涂盖玻片的密度3104细胞/。细胞诱导成preosteoblasts和脂肪细胞的21天。感应媒体改变了每3天。
2.6。成骨分化
成骨的介质包括2毫米β甘油磷酸酯(Sigma-Aldrich), 1 nM地塞米松(Sigma-Aldrich), 50μM ascorbate-2-phosphate (Sigma-Aldrich)αmem基础培养基(Gibco)。修复,细胞被洗PBS和孵化冰冷70%乙醇室温1小时。细胞被用水冲洗,沾染了茜素红溶液(40毫米,pH值4.1,Sigma-Aldrich) 30分钟,用再蒸馏的水和洗。在显微镜下观察细胞外钙矿化(AxioImager Z1荧光显微镜)。
2.7。脂肪形成的分化
脂肪形成的分化诱导了1μ地塞米松,200μM消炎痛(Sigma-Aldrich), 1毫米isobutylmethylxanthine (Sigma-Aldrich)和10μ胰岛素(Sigma-Aldrich)αmem基础培养基。修复,细胞被洗冷PBS和孵化与10%的福尔马林在室温下30分钟。细胞脱水染色之前,用PBS洗净、孵化为60分钟0.5%油红O (Hycel,墨西哥哈利斯科州)。为了避免非特异性染色,样品与PBS冲洗几次。
2.8。统计分析
细胞通过均值和标准差浓度分布进行了分析。模型适合测试残留物的分析和分布的常态是决定使用Shapiro-Wilk测试和Kolmogorov-Smirnov拟合优度检验。单因素方差分析是用来分析意味着团体之间的平等。组意味着使用Tukey-Kramer方法比较。分析和图表都是使用R编程语言开发(21]。
3所示。结果
3.1。脂肪干细胞的收益率
意味着单核细胞浓度每毫升的脂肪组织为每个收获网站如表所示2。细胞计数显著差异(值< 0.0008)被发现在背部和大腿内侧捐助网站。背部和腹部是单核细胞计数和较高的网站之间没有显著差异他们的平均值(值= 0.857)。之间的区别意味着从背部单核细胞计数和转子是统计学意义(值< 0.05)。
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确定ADSCs CD271受体阳性的比例及其与年龄的关系,lipoaspirate样本10女患者的背部从每个年龄段都处理。CD271+ADSCs被孤立和统计。的比例CD271+对CD271−ADSCs每个年龄计算和结果列在表3。通过单因素方差分析分析,意味着CD271+细胞计数不同年龄组之间值< 0.001。
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盒子和须情节描述CD271的分布+ADSC浓度为每一个年龄范围是描绘在图1 (b)。每箱线图显示了平均CD271+ADSC数计算为每个年龄段以及低级和高级质量。30-40-year-old范围CD271最高+ADSC浓度和明显不同,从41-50-year-old范围获得的金额值= 0.01和年龄51 - 65值< 0.001计算Tukey-Kramer测试。CD271之间的差异+细胞计数之间的年龄范围每周和51 - 65也是重要的值= 0.00845。方差分析模型,数据正常,调整到一条直线的拟合优度(图1(一))。正常被Kolmogorov-Smirnov验证测试()和Shapiro-Wilk测试()。
(一)
(b)
3.2。通过流式细胞仪分析表面蛋白表达
超过90%的培养CD271+ADSCs所有年龄段的干细胞标记CD90和CD105阳性。没有表达造血CD45标记。大约有70%的CD271+通道1 ADSC CD271阳性,表明这个标记中减少文化。CD34的表达是变量的平均值为85.2%。意味着制造商发病率的比例如表所示4。流仪分析直方图细胞表面标记表达式如图2。
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(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.3。Multidifferentiation潜在
CD271的分化潜能+ADSCs测试使用感应媒体21天。形态变化对控制没有感应图所示3。细胞诱导成脂肪细胞显示细胞内脂质空泡和展出扩大体积(图3 (b))。细胞内脂质空泡的数量和大小随时间增加。21天后孵化的脂肪形成的媒介,油红染色用于公布脂滴红色的颜色。细胞与成骨的孵化感应媒体出现多边形形状(图3 (c))。细胞外钙沉积在21天展示了茜素红染色(图3 (d))。控制细胞没有感应缺少红色的斑点。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.4。转录因子表达
对基因型,CD271+ADSCs Sox2干细胞基因mRNA表达,Notch1, Rex1, Oct4, Nanog,巢蛋白。
虽然选择干细胞基因表达样本三组,组间的波动,同一组的主题之一。变化不明显的患者从30到50岁;然而,话题从旧的团体,有一个在所有分析基因的表达减少。rt - pcr产物的凝胶图像代表来自三组如图4。
4所示。讨论
成体干细胞可以从各种孤立的组织来源,骨髓中使用最广泛的临床应用。隔离成体干细胞的常见问题是低产量和有限的组织收割。最近,研究人员发现,干细胞脂肪组织内的频率高于骨髓(大约8倍22]。我们的研究结果表明,背部和腹部是网站与单核细胞浓度最高,同意报告结果Padoin et al。23]。
间质血管细胞克隆部分包括异构的人口包括preadipocytes,脂肪细胞,内皮细胞,周围的周,ADSCs,成纤维细胞,单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞10),对刺激的不同回应。上述,重要的是减少细胞异质性之前使用脂肪中提取干细胞再生疗法。暴露人口异构的干细胞诱导介质可能导致亚种群经历分化成不同的血统,这可能会降低其有效性。因此,提出了单克隆抗体的使用干细胞隔离和选择,为了减少这种异质性。
最近,CD271 (LNGFR)被描述为最优选择性标记的净化和隔离ADSCs [15)和骨髓中干细胞(13,14]。轴承这种受体细胞有更高multipotency和增殖能力相比,整个人口未ADSCs。在我们实验室的研究已经证明CD271减少与文化的表达,可能引起塑料依从性和文化条件。这样的结果与发现协议为骨髓衍生干细胞主要Quirici et al。13)的假设CD271可能休息的标志原始MSC。
培养CD271+ADSCs从所有年龄组研究干细胞标记物阳性Thy1 (CD90)和endoglin (CD105)。没有发现表达造血CD45标记。积极CD90和CD105的表达,以及CD45的负面言论,是一些最小干细胞标准定义的间充质干细胞和组织委员会提出的国际社会的细胞治疗(24]。我们的研究结果表明,CD271+ADSCs所有组的样本,包括老年患者,表达核心转录因子与细胞自我更新:Sox2, Oct4, Nanog [25- - - - - -29日]。同样,CD271+ADSCs表示Rex1 / ZFP42样品,一个已知的多能性的标志(30.]Notch1,切口的受体信号通路发挥作用在干细胞自我更新和分化31日]。CD271+ADSCs高度表达巢蛋白,巢蛋白合成的基因,一个中间细胞骨架蛋白,与增殖的细胞快速细胞骨架组织是至关重要的(32]。减少这些基因的表达被捐助者的年龄范围表明年长的学科,具备干细胞基因表达减少,然而,仍然活跃,并给出了应对任何感应可能性。然而,重要的是要执行多个感应协议,以建立其潜在的能力。
研究CD271+ADSCs对阐明CD271受体之间的关系很重要multipotency和扩散,CD271相比−ADSCs。自从CD271+ADSCs单核细胞的一个子集,它关联CD271是安全的+浓度与单核细胞数量的大小。我们发现患者单核细胞的最高浓度的范围以及CD271 30 - 40年+ADSCs。
细胞分布表现相似,随着年龄递减。我们的结果表明,CD271之间有显著的统计差异+ADSCs浓度范围,每个年龄组最高30-40-year-old范围包含细胞浓度。数据出现正常和直线拟合表明CD271之间有相关性+ADSCs浓度和年龄。我们认为这种相关性在干细胞的数量减少。这一发现类似发现了山田et al。33),他认为ADSCs CD271阳性的数量每脂肪组织重量减少老年老鼠。
轴承CD271受体细胞的比例,与单核细胞相比,下降了超过30%的最古老最年轻的年龄组(30 - 40)组(51 - 65)。这样的降低小于发现Stolzing et al。34),确定的数量成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)由骨髓MSC下降了50%以上从年轻到老。
CD271的频率+每毫升lipoaspirate ADSCs发现高于所报道骨髓吸入等。CD271的平均比例最低+对CD271−ADSCs获得在我们的研究中是1.8%而CD271的关系+从骨髓MSC是0.34% Quirici et al。13在考克斯等人),0.28%。35),0.0017 - -0.0201%在Alvarez-Viejo等人的研究36]。在这个意义上我们的研究的一个特点是,关于频率,CD271+ADSCs是更好的供体细胞来源的干细胞疗法和组织工程。
总之,我们的研究结果表明,CD271的比例+从背部随着年龄降低ADSCs孤立;然而,细胞阳性标记出现在我们所有的年龄组和它们的频率高于一直在骨髓中发现什么。这些发现强烈建议CD271+ADSCs均匀亚种群作为主要选择集合为组织再生和自体干细胞疗法在旧主题。
缩写
| ADSCs: | 脂肪干细胞 |
| LNGFR CD271: | 低亲和力神经生长因子受体 |
| 硕士: | 间充质干细胞。 |
利益冲突
作者声明没有经济利益与本文的内容。
确认
作者希望维克多Trevino阿尔瓦拉多博士承认他有价值的观察与数据分析和帮助。他们也感谢著名研究所de Estudios优越de蒙特雷Zambrano-Hellion基金会和CONACYT博士生资助。
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