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骨髓间充质干细胞(MSC)的分离,扩增及表型鉴定

 优宁维 2022-03-25

间充质干细胞或间充质基质细胞(MSC)是可以从各种来源(包括骨髓,脂肪组织或脐带)分离的体细胞或成体干细胞。分离的MSC是表现出位点特异性分化的成纤维细胞样细胞。MSC可能在体内再生受损或患病的组织,并可能在免疫调节中发挥作用,这为各种临床应用提供了基础。


1:缓冲液准备


1.1 
PE(PBS+EDTA)缓冲液,用于分离单核细胞

用磷酸盐缓冲盐水(PBS),pH 7.2和2mM EDTA制备溶液。低温(2–8°C)保存。
▲注意:EDTA可以用其他补充剂代替,例如抗凝柠檬酸葡萄糖配方A(ACD-A)或柠檬酸磷酸葡萄糖(CPD)。


1.2 
PBE(PBS+BSA+EDTA)缓冲液,用于分离CD271 +细胞。

准备包含磷酸盐缓冲盐水(PBS)的溶液,用autoMACS®冲洗溶液以1:20的比例稀释MACS®BSA储备溶液,可得到pH 7.2、0.5%的牛血清白蛋白(BSA)和2 mM EDTA。低温(2-8°C)存放。
▲注意:EDTA可以用其他补充剂代替,例如抗凝柠檬酸葡萄糖配方A(ACD-A)或柠檬酸磷酸葡萄糖(CPD)。 BSA可以用其他蛋白质代替,例如相应的血清白蛋白,相应的血清或胎牛血清(FBS)。 不建议使用含有Ca2 +或Mg2 +的缓冲液或培养基。


2:分选单核细胞


2.1
 梯度密度离心

2.2 人骨髓单个核细胞(BM MNCs)的制备
▲注意:仅使用新鲜骨髓。避免冷冻和解冻骨髓细胞,并在无菌条件下进行。
1.用针头从髂骨上嵴或胸骨采集骨髓。
2.用缓冲液以7:1的比例稀释抽吸的人骨髓,例:用5mL缓冲液稀释30mL的骨髓,最终体积为35mL。
3. 100µm过滤器过滤,去除骨碎片和细胞团。(▲注:使用前,先用缓冲液的润洗滤器。)
4.将35ml稀释的细胞悬浮液与15ml的Ficoll-Paque混合于50ml圆锥形瓶中。
5. 445g,20°C,离心35min。
6.除去上清 ,吸取BM MNCs ,至新的50ml圆锥形瓶中。
7.加入40ml缓冲液洗涤细胞,在20°C 300g离心10min,弃上清液。
8. 为去除血小板,将细胞颗粒重新悬浮在50mL缓冲液中, 20°C ,200×g离心10-15min,弃上清液。
9. 将细胞颗粒重新悬浮在适量的缓冲液中,以供下游应用。
▲注:骨髓单个核细胞可以在含有0.5%牛血清白蛋白或自体血清的PBS中保存过夜。细胞在冰箱中保存的时间不要超过一天。在进行磁性标记之前至少清洗一次,并将细胞重新悬浮在适当的缓冲液中。

3.MSCs定量分析
推荐使用MSC Enumeration Kit, huma(130-106-646)试剂盒。


3.1
荧光标记

1.准备2支流式管 分别为A管(control sample) B管(MSC sample). 分别加入100ul 骨髓样本。
2.每个试管中加入20µL FCR封闭 ,冰上暗孵育30min。
3. 抗体加入设计如下:
 
4. 每管加入10ul 7-AAD 上机检测。
5.结果展示

 

4.磁珠分选CD271
骨髓来源的人MSC可以通过特定的表面标记(例如CD271)进行分离。 推荐使用美天旎使用human CD271 MicroBead KIT(130-099-023)分离MSC。
1:在LS或MS分选柱上放置一个预分离过滤器(30 µm)。
2:用PBE缓冲液冲洗色谱柱3次,确保过滤器已预先润湿。
3:将细胞悬液和PBE缓冲液加到柱上的过滤器上
4: 进行磁性分选。


5.MSCs 的扩增

使用StemMACS MSC Expansion Media Kit XF (130-104-182)扩增分离的human MSC,这是一种经过优化和标准化的完全培养基,可从骨髓和其他组织来源再生和扩增MSC。 

5.1 StemMACS MSC Expansion Media Kit XF 保持MSC良好的增殖能力。
 
A: 在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的MSC表现出更高的克隆潜力
B: 与在αMEM+ 5%血小板裂解液中或在含有10%胎牛血清(FCS)的培养基中培养的MSC相比的增殖效率。


5.2
扩增的MSC非常适合进行免疫调节

 

扩增的MSC非常适合进行免疫调节。 分离的MSC在StemMACS MSC扩展培养基XF或αMEM+ 5%血小板裂解液中扩增。 使用MSC Suppression Inspector通过与MSC共培养的反应性T(Tresp)细胞的细胞增殖来测量免疫调节。 在该增殖测定中,用荧光染料将Tresp细胞的质膜染色。 随着Tresp细胞的每次分裂,染料被越来越多地稀释。 因此,MFI的降低表明Tresp细胞的增殖率很高。 在多克隆刺激下,仅Tresp细胞显示出强烈的增殖反应。 MSC与Tresp细胞的共培养导致Tresp细胞的增殖减少。 在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的MSC的存在将Tresp细胞增殖抑制到非刺激的Tresp细胞水平。


5.3 
保持分化潜能

 
使用StemMACS MSC Diff培养基,将在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的人MSC分化为成骨(A),成脂(B)或成软骨(C)谱系。 在StemMACS MSC扩展培养基XF中培养的细胞具有广泛的分化潜力。


6.MSC表型验证。

现在科研工作者对MSC进行临床研究的兴趣日益浓厚,因此需要对将其分化为特定细胞类型的机制和过程进行基本了解,并需要对培养细胞进行MSC表型验证。 人体MSC表型鉴定试剂盒基于人MSC的ISCT(国际细胞疗法学会)标记,可通过流式细胞术轻松地对培养扩增的MSC进行标准化表型分析。

 

而BD公司提供的MSC Analysis Kit multicolor phenotyping of MSC expansions
多色流式试剂盒能够鉴定该能功能。

7.MSC功能分析

7.1
分化潜能

分化潜能是鉴定和定义MSC群体的有意义的工具。 分化为脂肪细胞,软骨细胞和成骨细胞的程度受MSC来源的影响,因此,例如,相比于来自脐带的MSC,来自骨髓的MSC具有更大的分化成成骨细胞的潜力。 供体年龄的增加和培养的MSC的传代也降低了分化潜能。
StemMACS™AdipoDiff,OsteoDiff和ChondroDiff培养基是人的最佳分化培养基,适用于从各种组织来源分离的人MSC。 每种培养基均支持扩展的MSC的分化能力分析或质量控制,以及MSC分化过程的体外研究,包括基因表达和蛋白质谱分析。推荐产品:StemMACS AdipoDiff Media human(130-091-677);StemMACS OsteoDiff Media human(130-091-678);StemMACS ChondroDiff Media human(130-091-679


7.2 
免疫调节潜能

在过去的几年中,科学家将注意力集中在了MSC的免疫调节潜力上。 已观察到源自骨髓的MSC抑制T细胞增殖。可以使用人MSC Suppression Inspector(人类)抑制MSC的这种功能,其中包含针对MSC抑制测定而优化的T细胞刺激试剂。推荐产品:MSC Suppression Inspector human(130-096-207) 


8 文献分享

1.  Di Nicola, M. et al. (2002) Blood 99: 3838–3843.
2.  Bartholomew, A. et al. (2002) Exp. Hematol. 30: 42–48.

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