1山西医科大学生理学系,细胞生理学教育部重点实验室,山西省太原市 030001;
2中国医学科学院血液病医院/中国医学科学院血液学研究所,天津昂赛细胞基因工程有限公司/细胞产品国家工程研究中心,天津市 300041;
3出生缺陷与细胞再生山西省重点实验室,山西医科大学生物化学与分子生物学系,山西省太原市 030001
实验方法
1 氯化壳聚糖-β-甘油磷酸钠水凝胶的制备
称取0.4 g氯化壳聚糖粉末溶于20 mL DMEM/F12培养基中,冰浴下600 r/min充分搅拌,得到质量分数为2%的氯化壳聚糖溶液,性状为均一的淡黄色胶冻状液体,记为A液;称取4.5 g β-甘油磷酸钠粉末于10 mL DMEM/F12培养基中,冰浴下600 r/min充分搅拌,用0.22 µm滤器过滤除菌,得到质量分数45%的β-甘油磷酸钠溶液,性状为淡红色清亮液体,记为B液;冰浴下,将5 mL B液逐滴加入600 r/min搅拌下的20 mL A液中,继续搅拌,使其充分混匀,调节pH值至7.35-7.45,得到温敏性氯化壳聚糖-β-甘油磷酸钠溶液,4 ℃保存备用。
2 人脐带间充质干细胞在水凝胶中的种植、培养 将1.4.1制备的水凝胶溶液加入24孔板中,每孔1 mL,放入37 ℃恒温烘箱中使其成胶待用。室温下,将培养至第3代的人脐带间充质干细胞重悬于DMEM/F12完全培养基中,调整细胞浓度为2×107 L-1,接种于水凝胶上,每孔1 mL细胞悬液,对照组人脐带间充质干细胞用完全培养基培养,置于37 ℃,体积分数为5%CO2培养箱中分别培养1,3,5 d,使用CCK-8试剂盒检测细胞增殖率,根据吸光度值(450 nm)绘制生长曲线。
3 1型糖尿病模型小鼠的构建
C57小鼠适应性喂养1周左右,通过腹腔注射现配的链脲佐菌素溶液(0.01 mL/g),连续注射5 d,每次注射前禁食不禁水12 h;在第6,7天连续2 d采用尾静脉采血方式测量空腹小鼠血糖值,选择血糖高于11 mmol/L的小鼠纳入实验。
4 小鼠背部皮肤创面模型的构建
经链脲佐菌素注射液致高血糖的小鼠随机分为3组:生理盐水对照组、水凝胶组、复合水凝胶组,每组5只。小鼠经异氟烷吸入麻醉后,固定于手术台上,用体积分数为75%乙醇消毒背部皮肤,除去背部的毛发,确定伤口位置和大小,在小鼠背部用打孔器打一个直径为8 mm的圆形创面,切除皮肤全层。
5 水凝胶敷胶治疗
把孵育完成的水凝胶、负载人脐带间充质干细胞的复合水凝胶切成直径约1 cm、高约5 mm的圆柱体敷在小鼠背部创面上,医用纱布固定,对照组给予等量生理盐水治疗。术后单独喂养,每天对小鼠进行观察,每3 d更换1次新的敷料以确保敷料的完整性,并测量体质量、血糖。
6 创面的形态学观察
根据术后第1,7,14天获得的照片确定每个糖尿病小鼠创面的大小,并通过Image J软件分析各组小鼠的创面愈合率。收集3组小鼠皮肤伤口样本,其中一部分组织用于制备石蜡切片,一部分组织用于提取RNA。
7 苏木精-伊红染色
在敷胶治疗后的第7,14天,沿着小鼠伤口外缘剪取约5 mm的组织标本,固定脱水后,石蜡包埋,切片厚度5 μm,按文献[20]中步骤进行苏木精-伊红染色:脱蜡、脱水,苏木素染色5 min,自来水冲洗,分化液分化30 s后在自来水中浸泡15 min,伊红染液染色2 min,自来水中浸泡5 min,切片梯度乙醇脱水,透明及封固。用显微镜观察皮肤组织形态学变化,Image J软件统计分析肉芽组织新生率。
8 Masson染色
将石蜡切片脱蜡至水,铁苏木素染色8 min,酸性乙醇分化液分化10 s,自来水冲洗1 min,Masson蓝化液返蓝4 min,蒸馏水冲洗1 min,丽春红品红染色液染色8 min,弱酸(2%乙酸溶液)工作液冲洗1 min,磷钼酸溶液洗1.5 min,弱酸工作液冲洗1 min,苯胺蓝染色液染色1.5 min,弱酸工作液冲洗1 min,体积分数为95%乙醇、无水乙醇脱水3次,每次10 s,二甲苯透明3次,每次2 min,中性树胶封固,显微镜下观察。
9 CD31、CD45免疫组织化学染色
将石蜡切片脱蜡,PBS冲洗2次,每次10 min,在98 ℃预热的EDTA抗原修复液中加热20 min后冷却至室温,PBS冲洗3次,每次10 min,内源性过氧化物酶避光孵育20 min,PBS冲洗3次,每次10 min,孵育anti-CD31/anti-CD45(1∶100)一抗4 ℃过夜,第2天室温孵育30 min,PBS冲洗3次,每次10 min,二抗反应增强液避光孵育30 min,PBS冲洗3次,每次5 min,二抗避光孵育1 h,PBS冲洗3次,每次10 min,DAB显色液显色,PBS冲洗1次,每次5 min,苏木素染液染色35 s,蒸馏水冲洗1 min,分化液分化反应3 s,PBS冲洗,体积分数为80%乙醇、90%乙醇、无水乙醇各脱水2次,每次5 min,二甲苯透明2次,每次2 min,中性树胶封固,显微镜下观察。
10 免疫荧光染色
将石蜡切片脱蜡后用体积分数为5%正常山羊血清封闭1 h,4 ℃下孵育一抗:兔来源一抗anti-CD68(1∶200)和鼠来源一抗anti-CD86(1∶200)用于鉴定M1型巨噬细胞,兔来源一抗anti-CD68(1∶200)和鼠来源一抗anti-CD206(1∶200)用于鉴定M2型巨噬细胞,4 ℃孵育过夜,PBS洗涤3次,每次5 min,加入对应的荧光二抗(1∶200),避光孵育 1 h,PBS清洗,滴加DAPI避光孵育20 min,荧光显微镜采集图像。
11 qRT-PCR检测创面中白细胞介素10、白细胞介素6的mRNA水平
敷胶治疗后的第7,14天,采用Trizol法提取皮肤伤口组织中的总RNA,检测RNA的浓度与纯度,反转录为cDNA,按照两步法PCR扩增程序进行Real-time PCR反应,β-actin作为内参。目的基因的相对表达量采用 2-ΔΔCT法计算,引物序列,见表1。
主要观察指标
① 各组小鼠创面的愈合情况;
② 各组小鼠创面组织中血管新生和炎症反应;
③ 各组小鼠创面局部胶原沉积和血管再生情况;
④ 各组小鼠创面局部肉芽组织的形成情况;
⑤ 各组小鼠创面中白细胞介素10、白细胞介素6的mRNA水平。