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Etablierung von mesenchymalen Stammzellen aus dem Schweineknochenmark
Mesenchymale Stammzellen, die aus dem Knochenmark von Schweinen gewonnen wurden, wurden erfolgreich isoliert und in vitro kultiviert, und die Morphologie der pBM-MSCs an verschiedenen Tagen ist in Abbildung 4 zu sehen. In der Primärkultur von pBM-MSCs zeigten mikroskopische Beobachtungen, dass die Zelladhärenz einen Tag nach der Pflanzung auftrat und die adhärenten Zellen in der Regel eine runde Form hatten. Die primären pBM-MSCs blieben in der Regel 3 Tage nach der Pflanzung in der Ruhephase, und die Zellproliferation begann am 4. Tag. Die Zellmorphologie änderte sich nach der Proliferation von rund zu spindelförmig, multilateral oder sternförmig, und die Zellkerne sind zentral, mit Doppelnukleolen in einigen Zellen. Die Zellkolonien wurden 7-9 Tage nach Beginn der Zellproliferation gebildet, und eine Zellkonfluenz von 80 % bis 90 % konnte nach 12 bis 14 Tagen erreicht werden. Die mikroskopische Beobachtung zeigte, dass die adhärenten Zellen als verstreute Kolonien wuchsen und in einem wirbelnden Muster angeordnet waren.
Die Zellproliferation wurde nach dem Passing signifikant beschleunigt, und in einer Woche konnte eine Konfluenz von 80 % bis 90 % erreicht werden. Die Zellmorphologie war ab dem zweiten Durchgang homogen spindelförmig, ähnlich wie bei Fibroblasten, mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von etwa 2-3:1. Wenn die Zellen differenziert würden, könnten sie polygonal oder sternförmig erscheinen. Nach der Passage wuchsen die Zellen nicht mehr als verstreute Kolonien, sondern gleichmäßig und radial in paralleler Anordnung.
Identifizierung des Zelldifferenzierungspotenzials durch Färbung
Im adipogenen Differenzierungsassay zeigte die Ölrot-O-Färbung, dass runde orangerote Lipidtröpfchen unterschiedlicher Größe um den Zellkern herum auftraten (Abbildung 5A); Im osteogenen Differenzierungsassay zeigte die Alizarinrot-Färbung rote Knötchen auf der Zelloberfläche (Abbildung 5B), die durch die Farbreaktion mit Calciumsalzen verursacht wurden, die von Osteoblasten abgelagert wurden, die von pBM-MSCs differenziert wurden. Im chondrogenen Differenzierungsassay zeigte die Alicia-Blau-Färbung, dass der gesamte Gewebeschnitt blau war (Abbildung 5C), was durch die Färbung von endosauren Mucopolysacchariden in Knorpelkugeln verursacht wurde.
Identifizierung des Zellphänotyps durch Durchflusszytometrie
Es wurden Assays der Zelloberflächenmarker durchgeführt, um einen Phänotyp von pBM-MSCs zu erstellen. Aus den Ergebnissen der Durchflusszytometrie (Abbildung 6) geht hervor, dass drei positive Marker wie CD105, CD29 und CD90 signifikant auf der Oberfläche von pBM-MSCs exprimiert wurden, was 96,5 %, 99,8 % bzw. 92 % ausmachte (Abbildung 6A-C). Die Expression von CD14 und CD45 war jedoch negativ (Abbildung 6D,E). In der Zwischenzeit waren die Ergebnisse der entsprechenden Isotypkontrollen durchweg negativ, was in der Abbildung bereits überlagert wurde, was die Möglichkeit einer unspezifischen Bindung von Antikörpern ausschließt.
Identifizierung von EVs, die von pBM-MSCs abgeleitet sind, durch NTA, TEM und Western Blotting
Das Ergebnis der NTA zeigte, dass die mittlere Partikelgröße 126,9 nm betrug, was im Bereich von EVs lag; Außerdem betrug die ursprüngliche Konzentration der EVs-Probe 1,5 x 1010 Partikel/ml, und der genaue Wert, der der Größe zugewiesen wurde, ist in Abbildung 7A zu finden. Das Partikeltrajektoriendiagramm ist in Abbildung 7B dargestellt und zeigt, dass sich die Partikel in unregelmäßiger Brownscher Bewegung befanden. Des Weiteren war das diskoide Vesikel, wie die klassische Struktur von EVs, unter dem Elektronenmikroskop bei Vergrößerungen von 50.000x deutlich zu erkennen (Abbildung 7C). Auch die Expression spezifischer Marker für EVs wie Alix, TSG101, CD81 und CD63 wurde in der Probe durch Western Blot nachgewiesen (Abbildung 7D).

Abbildung 1: Einstichstelle des Knochenmarks des Minischweins. Der rote Bereich zeigt die Punktionsstelle der Knochenmarkentnahme, die sich am proximalen Femur des Minischweins befindet. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Isolierung mesenchymaler Stammzellen aus Schweineknochenmark. Der Prozess der Isolierung mesenchymaler Stammzellen aus Schweineknochenmark ist im Flussdiagramm dargestellt, und vier flüssige Phasen sind nach der Dichtegradientenzentrifugation deutlich dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Isolierung von EVs, die von pBM-MSCs abgeleitet sind. Das schematische Diagramm zeigt spezifische Schritte zur Isolierung von EVs aus dem konditionierten Medium durch Ultrazentrifugation. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: Morphologische Merkmale von pBM-MSCs an verschiedenen Tagen. Ähnliche morphologische Eigenschaften von pBM-MSCs sind am 3., 5., 7. und 9. Tag nach der Pflanzung unter dem 100-fachen mikroskopischen Feld zu sehen, und am 9. Tag wurden Zellkolonien gebildet. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5. Identifizierung des Differenzierungspotenzials von pBM-MSCs durch Färbung. (A) Adipogener, (B) osteogener und (C) chondrogener Differenzierungsassay von pBM-MSCs. Das Differenzierungspotenzial von pBM-MSCs kann anhand dieser Färbeergebnisse identifiziert werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 6: Identifizierungsergebnisse von pBM-MSCs mittels Durchflusszytometrie. CD105, CD29 und CD90 werden signifikant auf der Oberfläche von pBM-MSCs exprimiert und machen 96,5 %, 99,8 % bzw. 92,0 % aus, während die Expression von CD14 und CD45 negativ ist. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 7: Identifizierungsergebnisse von EVs, die von pBM-MSCs abgeleitet wurden, durch Morphologie und Molekularbiologie. (A) NTA-Ergebnis von EVs, die von pBM-MSCs abgeleitet wurden, mit Partikelgrößenverteilungsdiagramm bzw. (B) Partikeltrajektoriendiagramm; (C) TEM-Bild, aufgenommen bei einer Vergrößerung von 50.000x, und der weiße Pfeil zeigt die klassische Struktur von diskoiden Vesikel. (D) Expression spezifischer Marker für EV durch Western Blotting. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.