小鼠骨髓和脂肪间充质干细胞定向分化能力的比较研究

Comparative study on the directed differentiation ability of mouse bone marrow and adipose-derived mesenchymal stem cells

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摘要目的探讨小鼠骨髓源性间充质干细胞(BM-MSCs)和脂肪源性间充质干细胞(AD-MSCs)的定向分化能力.方法从C57BL/6J小鼠股骨骨髓和腹股沟白色脂肪组织中分别分离和培养BM-MSCs和AD-MSCs,分别使用成骨、成软骨和成脂诱导分化培养基诱导两种细胞定向分化.采用茜素红、阿利新蓝和油红O染色检测成骨、成软骨和成脂分化程度;实时荧光定量PCR(qPCR)鉴定MSCs并检测定向分化相关基因Runx2、Sp7(成骨),Sox9、Col2a1(成软骨),Pparg和Cebpa(成脂)表达水平,确定细胞的定向分化能力.基于GEO数据库中GSE43804和GSE122778数据集的小鼠和人类BM-MSCs和AD-MSCs基因表达谱数据,分析差异表达基因及其富集的信号通路.结果分离培养得到的BM-MSCs和AD-MSCs细胞形态不同,AD-MSCs梭形形态更明显;两种细胞均表达CD29、CD44和CD90,不表达CD34和CD45.定向诱导后AD-MSCs的成骨和成脂分化程度高于BM-MSCs,而成软骨分化程度低于BM-MSCs(P＜0.05);定向诱导后AD-MSCs中Runx2、Pparg和Cebpa mRNA表达水平高于BM-MSCs,Sox9 mRNA表达水平低于BM-MSCs(P＜0.05).小鼠和人的AD-MSCs高表达的基因富集于PPAR和WNT信号通路,BM-MSCs高表达的基因富集于软骨和骨发育信号通路.结论小鼠AD-MSCs成骨和成脂分化能力强于BM-MSCs,而成软骨分化能力弱于BM-MSCs,PPAR、WNT、软骨和骨发育信号通路的活化状态在决定BM-MSCs和AD-MSCs不同定向分化潜能中起重要调节作用.