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最全面的MSC鉴定方法汇总,请收好!

最全面的MSC鉴定方法汇总,请收好! 云南泽浩
2022-10-11
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导读:干细胞研究是近年来生命科学研究领域的热门方向之一, 其研究成果为许多疾病的治疗提供了高效的方法。其中以间充质

干细胞研究是近年来生命科学研究领域的热门方向之一, 其研究成果为许多疾病的治疗提供了高效的方法。其中以间充质干细胞技术(Mesenchymal Stem Cells,MSC)诱导多能干细胞技术(Induced Pluripotent Stem Cells ,iPSC)为代表。间充质干细胞技术在包括糖尿病,关节炎,GVHD等临床疾病的中展现出了非凡的疗效。


今天小希为大家总结一下间充质干细胞MSC的鉴定方法。

2006年国际细胞疗法间充质与组织干细胞委员会(The Mesenchymal and Tissue Stem Cell Committee of the International Society for Cellular Therapy)定义了MSC鉴定最低标准:

  1. MSC在标准培养条件下呈贴壁生长。

  2. MSC表达CD105、CD73和CD90,不表达CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79a或CD19和HLA-DR。

  3. MSC在体外必须具有成骨、成脂和成软骨分化潜能。

MSC培养需要进行的常规检测和鉴定检测介绍


▲▲▲
1

MSC 常规检测方法


常规检测包括:无菌检测、支原体检测、内毒素检测

依据《中华人民共和国药典》中的生物制品无菌试验、支原体以及内毒素检测规程,对细菌、真菌、支原体污染以及内毒素进行检测。

Table 1 MSC 常规检测

检测项目 检测方法 检测样本 检测标准
无菌检测 直接接种培养法 细胞上清液 阴性
支原体检测 直接接种培养法 细胞上清液 阴性
PCR方法 细胞上清液 阴性
内毒素检测 凝胶法 细胞上清液 -

光度测定法

(括浊度法和显色基质法)

细胞上清液 -

Fig.1 无菌检测

2

MSC 鉴定检测方法

MSC鉴定检测方法主要包括生长形态、增殖能力、特异性抗原表达、STR分析、核型分析、诱导分化潜能。

01
MSC生长形态
在MSC培养过程中首先要确定细胞的形态,对其有了充分的了解和认识才能够更好地观察和培养细胞。通常MSC在体外培养中,体积相对较小,呈梭形,但是核浆很大,贴壁生长时会呈旋涡状。


Fig.2 原代Human MSC-克隆样生长

Fig.3 传代后Human MSC – 均质、梭形、旋涡状排列

02
MSC增殖能力检测

细胞增殖能力检测是对细胞倍增时间的测定,目前主要有两种用于检测细胞增殖能力的方法:

一种是直接的方法,通过直接测定进行分裂的细胞数来评价细胞的增殖能力。例如:直接计数、Ki67细胞增殖检测;BrdU细胞增殖检测;EdU细胞增殖检测。

另一种是间接的方法,即细胞活力检测方法,通过检测样品中健康细胞数目来评价细胞的增殖能力。显然,细胞活力检测方法并不能最终证明检测样品中的细胞是否在增殖。例如:MTT法、XTT法、CCK8试剂盒法。


测定后,绘制细胞生长曲线。

Fig.4 MSC 增长曲线

03
MSC表型分析-特异性抗原表达

MSC表面标记分子包括相对特异性抗原,细胞因子及受体、生长因子及受体、粘附分子和细胞外基质等。国际细胞疗法间充质与组织干细胞委员会推荐了MSC表型鉴定即表达CD105、CD73和CD90,不表达CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79a或CD19和HLA-DR。

人间充质干细胞表型符合以下标准

Table 2  Human MSC 表型

Human MSC Phenotype
Positive (≥95%) Negative (≤2%)
CD105 CD45
CD73 CD34
CD90 CD14 or CD11b

CD79a or CD19 HLA-DR

04

STR分析

STR: 短串联重复序列(short tandem repeats,STR)也称微卫星 DNA(microsatellite DNA),  通常是基因组中由1~6个碱基单元组成的一段DNA重复序列,由于核心单位重复数目在个体间呈高度变异性并且数量丰富,构成了STR基因座的遗传多态性。在细胞生物学研究领域,STR分型检测已被ICLAC、ATCC 等权威机构作为金标准应用于细胞鉴定。
在培养原代MSC及常规培养期间,需对MSC进行STR鉴定,给细胞一个明确的身份证明,确保没有被其他细胞所污染。Dr. Cell采用的细胞STR鉴定方法完全符合美国国家标准局与ATCC颁布的细胞鉴定标准-ANSI/ATCC ASN-0002-2011,并在CMA认证与司法鉴定许可的实验室进行检测。


Fig.5 细胞STR图谱


05
核型分析

核型是指真核细胞细胞核中染色体的数目和形态。核型描述有机体的染色体数,以及这些染色体在光学显微镜下的状态。核型研究对于细胞生物学和遗传学的都非常重要的,其结果可用于进化生物学和医学。

在常规培养、扩增和传代期间,MSC 应保持正常的基因构成。长期传代过程中可能出现染色体和遗传畸变,已有报告称,长期体外传代后,会重复出现特定的核型畸变。定期检查MSC以排除发生核型畸变的可能性至关重要。

核型分析对于指导研究人员是否需要进行细胞遗传学分析是一个很有力的证明,如G显带(G显带是一种在细胞遗传学研究中应用的技术,通过对凝集的染色体进行染色形成可见的核型)。

Dr.Cell实验室提供MSC核型分析检测服务

06

诱导分化潜能

MSC具有多向分化的潜能,在体外一定条件下可以诱导分化为脂肪细胞、成骨细胞、成软骨细胞。

MSC需进行体外定向成脂(BI, P/N: 05-330-1-1B;VivaCell, P/N: C37A0-0150、成骨BI,P/N: 05-440-1BVivaCell, P/N: C37C0-0150、成软骨(BI, P/N: 05-220-1BVivaCell, P/N:C37B0-0150)诱导分化能力检测,鉴定其细胞分化的多能性。

成骨诱导(茜素红染色)

Fig.7 Human MSC 成骨诱导细胞(Osteoblasts - Alizarin red)


成脂诱导(油红O染色)

 

Fig.8 Human MSC 成脂诱导细胞(Adipocytes - Oil red O)


成软骨诱导(阿利新蓝染色)

Fig.9 Human MSC 成软骨诱导细胞(Chondrocyte - Alcian blue) 

MSC诱导分化实验可查阅:

MSC诱导分化与染色实用指南

07

MSC生长因子受体测定

对MSC进行生长因子受体测定,在其培养基中加入5%含血小板裂解物(platelet-enriched plasma lysate PL)。使用酶扩增染色法在流式细胞仪上检测细胞表面因子PDGF-α (血小板来源的生长因子-α)、PDGF-β (血小板来源的生长因子-β)、bFGF (成纤维细胞生长因子)以及IGF-1 (胰岛素样生长因子-1)的受体。

08

细胞内外源致病因子检测

对于MSC细胞制剂,结合体内和体外方法,进行人源及动物源性特定致病因子的检测。如使用过牛血清,须进行牛源特定病毒的检测;如使用胰酶等猪源材料,检测猪源细小病毒。

09

MSC体内外致瘤性

干细胞以其多向分化潜能而受到重视,也以其分化不确定性受到质疑。胚胎干细胞以及iPSCs在临床研究中均存在致瘤性风险。MSC作为干细胞家族的一员,虽然多个随机对照临床试验证明MSC在临床应用的安全性(无致瘤性),贵阳医学院许键炜等2015年通过观察人脐带间充质干细胞对裸鼠的致瘤性,在观察期内裸鼠体内未见肿瘤生长,病例组织学检测未见异常。试验显示,人脐带间充质干细胞导致肿瘤发生的可能性极低。虽然多个国家已经批准MSC上市,人们对间充质干细胞的临床应用中致瘤性风险也存在顾虑,应用于细胞治疗MSC还是要干细胞制剂,须通过免疫缺陷动物体内致瘤试验,检验细胞的致瘤性。


在进行间充质干细胞研究时,需根据应用方向进行以上部分或全部检测方法。

Dr.Cell 希尔博士技术服务
Dr.Cell 提供专业的细胞鉴定服务,在生物安全实验室中进行支原体、无菌检测。另提供MSC STR鉴定和染色体核型分析(G显带)。

详情请关注逍鹏生物微信公众号(xpbiomed)→进入右下角“检测服务”

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Reference


  1. Colter DC et al. Rapid expansion of recycling stem cells in cultures of plastic-adherent cells from human bone marrow. Proc Natl Acad Sci USA 2000,97:3213-3218.

  2. Jiang Y et al . Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow. Nature 2002,418:41-49.

  3. M Dominici et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy, 2006,8:315-317.

  4. Glyn Stacey. Points to consider in the development of seed stocks of pluripotent stem cells for clinical applications: International Stem Cell Banking Initiative (ISCBI). Regen. Med. 2015,10:1–44.

  5. 钟跃思等, 乙肝肝硬化患者MSC的生物学特性研究. 第十三届全国普通外科学术会议论文汇编.

  6. 干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(试行)(2015年第46号)

  7. 许键炜等, 人脐带间充质干细胞致瘤性试验,贵阳医学院学报, 2015,1:17-19.

  8. 李秋晨等, 人间充质干细胞表面标记分子的研究进展. 组织工程与重建外科杂志, 2013,8:229-231.


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