目的 用细胞离心技术构建实体组织,并通过体内移植来检验这种方法的可行性与有效性。
方法 用正交实验优选法探索最佳离心参数;培养液中添加甘油以增加细胞表面张力及调整渗透压降低单个细胞的表面积,以便在离心构建细胞层时获得最大限度的细胞密度;行MTT细胞增殖曲线、克隆形成试验及流式细胞术ki67阳性表达率、细胞凋亡率检测分析离心后细胞的活性情况;利用人角膜缘上皮细胞系SDHCEC1作为种子细胞,以羊膜为临时转移载体,离心速构法构建无支架细胞片, 行组织病理切片、透射电镜及免疫组化观察k3、p63、ABCG2、integrinβ1、laminin 、IV collagen和ZO-1的表达情况以了解细胞片的体外特性;将构建出的无支架细胞片于体外浸没培养1天,以形成基本的细胞间粘附后,移植到兔角膜缘干细胞缺乏模型眼角膜基质表面,无羊膜移植组作为对照组。
结果 正交试验优选出最佳构建参数为:细胞密度9×105/cm2,离心转速1800rpm,离心时间4分钟。合适的甘油浓度为0.5%,添加甘油前后细胞的平均体积比93.37±4.98%。离心后细胞的有效种植效率为80.04±4.75%。 细胞生长动力学分析显示贴壁细胞和总体细胞的细胞倍增时间分别为43.8小时和54.9小时,贴壁细胞在接种后24小时后进入对数生长期,细胞增殖旺盛,生长状态良好。克隆形成试验显示贴壁细胞、上清液细胞和总体细胞的克隆形成率分别为:8.27±1.72%, 0.33±0.12%和3.60±0.79%。流式细胞术检测贴壁细胞、上清液细胞和总体细胞的ki67阳性表达率分别为79.80±4.45%, 3.73±1.21%和63.10±5.35%。流式细胞术检测贴壁细胞、上清液细胞和总体细胞的细胞死亡率分别为:1.97±0.85%, 37.73±2.59% 和 8.57±3.37%。离心贴壁细胞较上清液细胞和总体细胞具有更好的细胞增殖活性。用离心法可快速构建出活性良好、具正常角膜上皮特性的细胞片,透射电镜可见紧密连接形成,免疫组化细胞片表达K3、type 4 collagen、laminin、integrin β1 和ZO-1,但不表达p63 and ABCG2,这与正常活体角膜表型相似。离心组上皮层移植到全角膜上皮(含角膜缘)缺乏的新西兰白兔后30天,发现角膜透明,细胞示踪显示上皮层中有标记细胞的存在,病理切片及免疫组化k3、k4和Muc5AC表达显示与正常上皮组织相似,提示移植的上皮细胞已经成功修复角膜上皮层。
结论 离心速构法形成的无支架细胞片可作为一种方便、快捷、高效构建组织工程细胞片的方法。 |