利用生物素-链霉亲和素进行骨髓间充质干细胞的表面标记

中国组织工程研究第20卷第10期2016–03–04出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchMarch4,2016Vol.20,No.10P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·杨林，男，1961年生，江西省九江市人，汉族，2005年获美国ECFMG医学博士同等学历证书，主任医师，主要从事肾脏疾病相关研究。并列第一作者：罗富里，男，1988年生，江西省上栗县人，汉族，2015年南昌大学毕业，硕士，医师，主要从事肾脏疾病方面研究。通讯作者：李赟，主任医师，江西省人民医院肾脏内科，江西省肾脏病重点实验室，江西省南昌市330006中图分类号:R394.2文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)10-01382-07稿件接受：2016-01-18，罗富里2，李赟1，文君1，徐洋3(1江西省人民医院肾脏内科，江西省肾脏病重点实验室，江西省南昌市330006；2江西中医药大学附属医院肾病科，江西省南昌市330000；3南昌大学医学院，江西省南昌市330000)引用本文：杨林，罗富里，李赟，文君，徐洋.利用生物素-链霉亲和素进行骨髓间充质干细胞的表面标记[J].中国组织工程研究，2016，20(10):1382-1388.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.10.002ORCID:0000-0002-9556-3302(杨林)文章快速阅读：文题释义：生物素-亲合素系统：是20世纪70年代末发展起来的一种新型生物反应放大系统。随着各种生物素衍生物的问世，BAS很快被广泛应用于医学各领域。近年大量研究证实，生物素-亲合素系统几乎可与目前研究成功的各种标记物结合。生物素与亲和素之间高亲合力的牢固结合以及多级放大效应，使生物素-亲合素系统免疫标记和有关示踪分析更加灵敏。它已成为目前广泛用于微量抗原、抗体定性、定量检测及定位观察研究的新技术。亲和素(或链霉亲和素)的标记作用：几乎所有用于标记的物质均可以同亲和素或链霉亲合素结合。亲和素或链霉亲和素均为大分子蛋白，其与酶的标记结合物的制备除可用普通酶标记蛋白质分子的直接标记法外，由于其特有的与生物素结合的性能，还可以通过与生物素化酶复合物中的生物素结合，间接地与酶形成结合物。链霉亲和素因表面所带正电荷少，且不含糖基，在实验中的非特异性结合远低于亲和素，因此目前以链霉亲和素标记的酶结合物更为常用。摘要背景：目前尚缺乏高效、无创的方式将干细胞植入靶器官，探索引导干细胞到达靶器官或组织的途径以及提高干细胞归巢效率是现今干细胞研究的重点领域之一。目的：利用生物素-链霉亲和素反应体系建立一种简单可行的细胞表面化学修饰方法，并评价此方法进行骨髓间充质干细胞表面标记的效率及其对细胞生物学功能的影响。方法：全骨髓培养法得到第3代骨髓间充质干细胞，采用流式细胞仪鉴定；以磺化生物素-N-羟基琥珀酰亚胺、生物素、链霉亲和素将黏附分子配体唾液酸化的路易斯抗原装备到骨髓间充质干细胞表面；通过荧光显微镜评估骨髓间充质干细胞表面标记的效率，锥虫蓝染色法检测骨髓间充质干细胞的活性，CCK-8比色法检测骨髓间充质干细胞的增殖功能；成脂、成骨诱导检测骨髓间充质干细胞多分化功能。结果与结论：①全骨髓培养法培养2周，可得到第3代骨髓间充质干细胞，细胞表达CD90，CD29，不表达CD34和CD45。②以生物素及链霉亲和素成功将黏附分子配体唾液酸LewisX(SleX)装备到骨髓间充质干细胞表面，且对细胞活性、增殖、分化功能影响不大。③运用这种方法对细胞进行表型修饰，操作技术简单，修改效率可达88%，有望提高骨髓间充质干细胞的归巢率，未来会有广泛和重要的应用价值。关键词：干细胞；骨髓干细胞；生物素-链霉亲和素；骨髓间充质干细胞；磺化生物素-N-羟基琥珀酰亚胺；唾生物素-链霉亲和素表面标记骨髓间充质干细胞会出现细胞生物学的哪些变化？雄性SD大鼠12只利用生物素、链霉亲和素、磺化生物素-N-羟基琥珀酰亚胺(BNHS)等材料进行骨髓间充质干细胞表面标记荧光显微镜观察BNHS对骨髓间充质干细胞的标记效率CCK-8比色法检测BNHS对骨髓间充质干细胞增殖能力的影响锥虫蓝法检测BNHS对骨髓间充质干细胞活性的影响BNHS对骨髓间充质干细胞成骨分化、成脂分化功能的影响文章旨在探索生物素-链霉亲和素反应体系进行骨髓间充质干细胞表面标记的效率及其对细胞生物学功能的影响倒置显微镜下观察和流式细胞仪鉴定全骨髓培养法得到骨髓间充质干细胞杨林，等.利用生物素-链霉亲和素进行骨髓间充质干细胞的表面标记ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH1383’sHospital,JiangxiProvincialKeyLaboratoryofKidneyDiseases,Nanchang330006,JiangxiProvince,ChinaLuoFu-li,Master,Physician,DepartmentofNephrology,AffiliatedHospitalofJiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Nanchang330000,JiangxiProvince,ChinaYangLinandLuoFu-licontributedequallytothiswork.Correspondingauthor:LiYun,Chiefphysician,DepartmentofNephrology,JiangxiProvincialPeople’sHospital,JiangxiProvincialKeyLaboratoryofKidneyDiseases,Nanchang330006,JiangxiProvince,China液酸化的路易斯抗原；国家自然科学基金主题词：骨髓；间质干细胞；生物素；琥珀酰亚胺类；组织工程基金资助：国家自然科学基金资助项目(81260115)；江西省自然科学基金资助项目(20122BAB205005)缩略语：磺化生物素-N-羟基琥珀酰亚胺：biotinN-Hydroxysuccinimide，BNHSSurfacelabelingofbonemarrowmesenchymalstemcellsbybiotin-streptavidinYangLin1,LuoFu-li2,LiYun1,WenJun1,XuYang3(1DepartmentofNephrology,JiangxiProvincialPeople’sHospital,JiangxiProvincialKeyLaboratoryofKidneyDiseases,Nanchang330006,JiangxiProvince,China;2DepartmentofNephrology,AffiliatedHospitalofJiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Nanchang330000,JiangxiProvince,China;3NanchangUniversitySchoolofMedicine,Nanchang330000,JiangxiProvince,China)AbstractBACKGROUND:Currently,thereisalackofefficient,non-invasivewaytotransplantstemcellstothetargetorganortissue.Exploringawaytoguidetargetingtransplantationofstemcellsandtoimprovetheefficiencyofstemcellhomingisnowoneoffocusesinthefieldofstemcellsresearch.OBJECTIVE:Toestablishasimpleandfeasiblemethodtochemicallymodifythecellsurfaceusingbiotin-streptavidinreactionsystem,andtoevaluatetheefficiencyofthismethodtolabelbonemarrowmesenchymalstemcells(BMSCs)anditseffectsoncellbiologicalfunctions.METHODS:Passage3BMSCswereobtainedbywholebonemarrowculturemethodandverifiedbyflowcytometry.Biotin,streptavidin,sulfonatedbiotin-N-hydroxy-succinimidewereusedtoequiptheadhesionmoleculeligand,sialyatedLewisX(SLeX),totheBMSCssurface.ThelabelingrateofBMSCswasassessedusingfluorescencemicroscope,thevitalityofBMSCswasevaluatedbytrypanbluestaining,andtheproliferationofBMSCswasevaluatedbycellcountingkit-8assay.Adipogenicandosteogenicinductionswereusedtoevaluatetheeffectofthemethodonthemulti-differentiationfunctionofBMSCs.RESULTSANDCONCLUSION:Afterculturefor2weeks,passage3BMSCswereobtainedandconfirmedbyexpressingCD90,CD29andlackofCD34,CD45.Biotin,streptavidin,sulfonatedbiotin-N-hydroxy-succinimideweresuccessfullyusedtoequipsialyatedLewisX(SLeX)totheBMSCssurfaceandhadminoreffectsonthevitality,proliferation,anddifferentiationofBMSCs.Thismethodwassimpleforsurfacemodificationandhadahighmodificationrateof88%.ThehomingofBMSCsmodifiedbythismethodtothetargetorganortissuecouldbegreatlyenhanced.Therefore,thismethodpotentiallycouldhaveextensiveandimportantapplications.Subjectheadings:BoneMarrow;MesenchymalStemCells;Biotin;Succinimides;TissueEngineeringFunding:theNationalNaturalScienceFoundationofChina,No.81260115;theNaturalScienceFoundationofJiangxiProvince,No.20122BAB205005Citethisarticle:YangL,LuoFL