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1、中华医学杂志2005年10月26日第85卷第40期NatlMedJChina,October26,2005,Vol85,No140·2873··综述·干细胞移植心肌再生监测的示踪技术研究进展钱海燕杨跃进心肌梗死后,心肌细胞永久性丢失。且成熟心肌不可再染效率较低,而较少应用于心肌再生的干细胞标记。生,不可能通过分裂增殖来弥补病理性细胞数量减少。虽然目前心肌再生常用的报告基因主要有:绿色荧光蛋白近来有研究证实在心肌梗死后梗死区边缘有少量心肌细胞(greenfluorescentprotein,GFP)及增强绿色荧光蛋白发生有丝分裂,但这种分裂十分微弱,根本不足以代偿有临(
2、enhancedgreenfluorescentprotein,EGFP)基因,β2半乳糖苷床意义的坏死心肌。现有治疗手段也无法促使心肌再生。酶(β2galactosidase,β2Gal、LacZ)基因和性别错配的细胞因此,使用细胞移植至受损心脏替代坏死心肌,以修复移植。心肌结构和功能,近年来已取得令人鼓舞的积极成果。但也11绿色荧光蛋白和增强绿色荧光蛋白:(1)结构:至今存在很多问题有待解决,核心问题是移植细胞在宿主体内的只有水母中的GFP基因被克隆。水母中的GFP由238个氨去向和命运。用于移植的供体细胞包括心肌细胞、骨骼肌细基酸组成,相对分子质量为27000。
3、野生型GFP被紫外光[1]胞、干细胞、平滑肌细胞等多种类型,其中尤以干细胞是近年和蓝光激发后,能发出绿色荧光。野生型GFP有一些特来的研究热点。点,如荧光较弱、易受温度影响、产生荧光过程滞后等。[2]为了追踪观察移植细胞的存活、滞留、分布和分化情况,EGFP等GFP的突变体可以克服这些不足。(2)特点:必须将移植细胞加以标记,以便于识别和监测。由于技术上GFP最大的特点是不需要底物或辅因子,可对活体检测,因的原因,目前尚难以对干细胞移植后在体内的分布进行准确而可对被标记对象进行动态、连续的观察。①体积小,只有量化,也不能对干细胞在移植后是否分化进行在体监测,只LacZ
4、的1/5。②即使是在甲醛或戊二醛固定的标本中,GFP能处死动物后利用心脏组织切片进行定性和半定量分析,而的荧光仍能保持稳定。③检测方便,常用荧光显微镜或共聚这与临床应用要求相去甚远。近来有一些研究使用新的标[3]焦显微镜观测。(3)GFP在干细胞移植中的应用:Orlic等记方法对细胞移植后的分布等情况进行在体监测,取得很好-+将EGFP转染至小鼠骨髓Linc2kit细胞,注射至雌性小鼠效果。作者就近年来干细胞移植心肌再生的标记方法作一梗死心肌边缘,9d±2d后发现EGFP阳性细胞在移植部位介绍。[4]存活,有心肌特异性结构蛋白表达。Min等将转染GFP基一、外源性标记
5、基因转染因的猪骨髓间充质干细胞(mesenchymalstemcell,MSC)注射应用基因重组方法将外源性报告基因和特定的载体连至缺血心肌边缘,6周后发现移植细胞表达GFP,并且标记接、导入干细胞,该报告基因在干细胞中表达的蛋白具有特的移植细胞在心脏中表达α2肌球蛋白重链(α2MHC)和心肌殊的生物、化学或物理特性,可以用于检测。携带报告基因肌钙蛋白Ⅰ(cardiactroponinⅠ,cTn2Ⅰ)。Kuramochi等[5]的干细胞移植后在心脏中持续稳定的表达标记蛋白,处死动使用GFP转基因小鼠,将其骨髓单个核细胞静脉注射至心物后对组织切片进行鉴定,可以研究移植细
6、胞是否滞留、存肌梗死小鼠,长达3个月之久仍能在梗死边缘发现GFP和活或分化成心肌细胞。这种方法的特点是准确、可靠、稳定,cTn2Ⅰ双重阳性的细胞,表明移植细胞存活并分化成心肌细一旦移植细胞在体内未能存活,重组入干细胞中的报告基因胞。而Nygren等[6]取GFP转基因小鼠的造血干细胞,注射随之崩解,不会假阳性标记周围宿主细胞。但检测必须在组至损伤心肌和其边缘,发现移植细胞在移植部位有效地存织标本上进行,因而要处死动物,所以这一标记技术主要应活,但为时短暂、未能分化为心肌,他们认为干细胞移植后并用于动物实验。未发生分化,而是细胞融合的结果[6]。影响报告基因表达的关键因
7、素是载体的选择。研究表21β2半乳糖苷酶基因(LacZ基因):(1)LacZ基因结明携带报告基因的载体不同,对报告基因的持续表达时间有构、特点:β2半乳糖苷酶基因编码β2半乳糖苷酶,由4个亚基显著影响,应用腺病毒载体由于免疫原性强而被机体排斥,组成,可催化乳糖分解,还可催化乳糖类似物X2gal(52溴242所以在体表达持续时间只有2~3周,不利于长期观察。目氯232吲哚2β2D2半乳糖苷)水解,产物呈蓝色,便于检测和观前应用较多的是腺相关病毒载体或逆转录病毒载体,因其免察。(2)Lac2Z基因在干细胞移植中的应用:LacZ基因是目疫原性弱,不影响报告