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        轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1對(duì)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)分化的影響

        2019-04-16 08:37:02單鐵英李偉韓文華李靜霞毛希瑞
        疑難病雜志 2019年4期
        關(guān)鍵詞:胞質(zhì)纖維細(xì)胞培養(yǎng)液

        單鐵英,李偉,韓文華,李靜霞,毛希瑞

        子宮內(nèi)膜纖維化或?qū)m腔粘連往往是由于多次進(jìn)行人工流產(chǎn)術(shù)引起。宮腔鏡下可見(jiàn)正常的子宮內(nèi)膜缺失,宮腔表面局部或全部被一層蒼白色組織覆蓋,子宮前后壁粘連在一起。臨床表現(xiàn)為患者月經(jīng)量少或缺如、不孕不育等。目前對(duì)于子宮內(nèi)膜組織纖維化的發(fā)病機(jī)制尚未明確,研究表明轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)可以促進(jìn)上皮細(xì)胞—間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)換,分泌的細(xì)胞外基質(zhì)增多,是組織、器官纖維化發(fā)生、發(fā)展的重要環(huán)節(jié)[1-3]。但目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)TGF-β1對(duì)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞影響的報(bào)道,本研究體外培養(yǎng)源于人子宮內(nèi)膜組織的子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞(endometrial epithelium cells,EECs),探索其對(duì)人子宮內(nèi)上皮細(xì)胞的增殖和活性的影響,為宮腔粘連的防治提供指導(dǎo),報(bào)道如下。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 正常人子宮內(nèi)膜組織: 收集2017年6月1日—12月1日在河北工程大學(xué)附屬醫(yī)院腹腔鏡下因子宮肌瘤而進(jìn)行子宮全切患者的病理標(biāo)本,病理結(jié)果為增生期子宮內(nèi)膜。患者年齡(40.0±2.6)歲,術(shù)前6個(gè)月內(nèi)沒(méi)有使用激素類藥物。取出的子宮內(nèi)膜組織,快速投入冰浴的培養(yǎng)液中,送往實(shí)驗(yàn)室。

        1.1.2 試劑: TGF-β1購(gòu)自北京百奧萊博科技有限公司;角質(zhì)蛋白抗體、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA) 和上皮性鈣黏附素(epithelial cadherin,E-cadherin)抗體均購(gòu)自上海遠(yuǎn)慕生物科技有限公司;SP免疫細(xì)胞化學(xué)染色試劑盒、ELLSA試劑盒均購(gòu)自上海紀(jì)寧生物科研有限公司。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 分離原代人子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞: 洗凈內(nèi)膜組織表面的血液,剪為細(xì)小碎塊;加入Ⅰ型膠原酶置于37℃溫箱中孵育40 min,100目濾網(wǎng)過(guò)濾,濾液以600 r/min 離心10 min,離心半徑為 6 cm,其沉淀用胎牛血清培養(yǎng)液懸浮細(xì)胞,留出少量細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞活性的檢測(cè)和鑒定;剩余細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng),觀察活細(xì)胞以及HE染色后形態(tài)結(jié)構(gòu)。

        1.2.2 噻唑藍(lán)法檢測(cè)TGF-β1對(duì)EECs增殖: 將培養(yǎng)的子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞用細(xì)胞培養(yǎng)液懸浮濃度為5×104個(gè)/ml,滴加到96孔板中,每孔為200 μl,常規(guī)培養(yǎng)24 h,使其生長(zhǎng)同步化后分為2組:正常對(duì)照組和3個(gè)不同濃度TGF-β1組共4組。正常對(duì)照組:用細(xì)胞培養(yǎng)液孵育;實(shí)驗(yàn)組:分別用濃度為2 ng/ml、5 ng/ml 和 10 ng/ml 的TGF-β1和細(xì)胞培養(yǎng)液孵育;每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,孵育1 d、2 d、3 d時(shí);滴加濃度為5 mg/ml的噻唑藍(lán)20 μl/孔,作用4 h。吸出各孔的培養(yǎng)液,滴加二甲基亞砜150 μl/孔,搖晃10 min后于490 nm 波長(zhǎng)處檢測(cè)各孔光吸收值。根據(jù)如下公式計(jì)算細(xì)胞增殖率:增殖率=(1-實(shí)驗(yàn)組OD值/對(duì)照組OD值)×100%。

        1.2.3 ELISA檢測(cè)EECs上清液中纖黏連蛋白(FN)和Ⅰ型膠原(Col-Ⅰ)含量: 細(xì)胞分為正常對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組,正常對(duì)照組: 用細(xì)胞培養(yǎng)液孵育;實(shí)驗(yàn)組:用5 ng/ml 的TGF-β1和細(xì)胞培養(yǎng)液孵育;每組設(shè)6個(gè)復(fù)孔,孵育48 h后,吸取每組的培養(yǎng)液,仔細(xì)遵循ELISA試劑盒要求的步驟進(jìn)行操作,最后放在分光光度計(jì)上于波長(zhǎng)為450 nm處分別檢測(cè)各孔的A 值,計(jì)算出培養(yǎng)液中FN和Col-Ⅰ的含量。

        1.2.4 免疫印跡法檢測(cè)EECs胞質(zhì)中的α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)及鈣黏附蛋白-E (E-cadherin)的表達(dá)水平: 細(xì)胞分為4組,正常對(duì)照組:用細(xì)胞培養(yǎng)液孵育;實(shí)驗(yàn)組:用2 ng/ml、5 ng/ml和10 ng/ml 的TGF-β1和細(xì)胞培養(yǎng)液孵育;孵育48 h后,分離每組細(xì)胞中的總蛋白質(zhì),分別吸出50 μg并加入上樣緩沖液5×SDS均勻,100℃水浴 5 min,冰塊上5 min,滴加到SDS-PAGE凝膠孔內(nèi),在100 V恒壓下進(jìn)行電泳。然后把凝膠上蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移至PVDF膜,浸入封閉液(含有無(wú)脂奶粉的TTBS)中2 h。分別加入鼠抗人單克隆抗體α-SMA (1∶500)和E-cadherin (1∶500)溶液孵育,4 ℃過(guò)夜。將膜放入TTBS溶液5 min,取出后滴加二抗在室溫下作用2 h,將膜放入TTBS溶液5 min,顯色。利用免疫印跡分析儀定量分析區(qū)帶的信號(hào)強(qiáng)弱。

        2 結(jié) 果

        2.1 EECs的形態(tài)結(jié)構(gòu)與鑒定結(jié)果 細(xì)胞于倒置顯微鏡下可見(jiàn),許多呈團(tuán)狀的剛分離的細(xì)胞,純度>93%,活性率為92%~96%,24 h常規(guī)培養(yǎng)后可貼壁生長(zhǎng)。培養(yǎng)3 d時(shí)細(xì)胞體積增大,采用HE染色可見(jiàn):形態(tài)呈卵圓形,單個(gè)核,大而圓,居中,核染色淺,可見(jiàn)核仁,胞質(zhì)粉紅色,其中有散在的藍(lán)紫色顆粒。免疫細(xì)胞化學(xué)法鑒定細(xì)胞: 細(xì)胞呈角質(zhì)蛋白染色可見(jiàn)胞質(zhì)中有棕黃色顆粒,圖1見(jiàn)封3。

        2.2 TGF-β1促進(jìn)EECs的增殖比較 在第1天時(shí),各實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞數(shù)目與正常對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),在第2天和第3天時(shí),TGF-β1各實(shí)驗(yàn)組EECs的增殖率呈濃度和時(shí)間依賴性,TGF-β1濃度越大,作用時(shí)間越長(zhǎng),其細(xì)胞數(shù)量增加越顯著,與正常對(duì)照組相比,其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見(jiàn)圖2。

        2.3 TGF-β1促進(jìn)EECs中FN和Col Ⅰ的分泌比較 正常對(duì)照組與 5 ng/ml 的TGF-β1組細(xì)胞懸液中FN和Col-Ⅰ的分泌量檢測(cè)結(jié)果:實(shí)驗(yàn)組的分泌量顯著高于正常對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見(jiàn)表1。

        2.4 TGF-β1對(duì)EECs胞質(zhì)中的α-SMA及E-cadherin表達(dá)水平的影響 免疫印跡法結(jié)果顯示:在不同濃度的TGF-β1組中,與正常對(duì)照組相比,隨著濃度逐漸增加,胞質(zhì)中表達(dá)E-cadherin的量逐漸減少,而表達(dá)α-SMA的量卻逐漸增多(P<0.05),見(jiàn)圖3、表2。

        組 別nCol ⅠFN正常對(duì)照組60.570±0.0210.476±0.011TGF-β1組60.756±0.0390.742±0.037t值10.78416.974P值0.0000.000

        注:1.正常對(duì)照組;2.TGF-β1(2 ng/ml)組; 3.TGF-β1(5 ng/ml)組; 4.TGF-β1(10 ng/ml)組

        圖3 免疫印跡法顯示EECs胞質(zhì)中的E-cadherin及α-SMA的表達(dá)水平

        3 討 論

        結(jié)構(gòu)和功能正常的子宮內(nèi)膜組織具有重要的孕育胚胎的作用,子宮內(nèi)膜的厚度會(huì)在雌激素和孕激素的作用下,發(fā)生周期性的變化。子宮內(nèi)膜的組織結(jié)構(gòu)由上皮層和固有層構(gòu)成,上皮層是單層柱狀細(xì)胞,并向固有層伸入形成許多小的腺體,固有層為結(jié)締組織,內(nèi)含豐富的血管和形狀呈星狀的基質(zhì)細(xì)胞[4-5]。其顏色為紅色。但是子宮內(nèi)膜組織偏薄或者其結(jié)構(gòu)發(fā)生異常,均會(huì)導(dǎo)致不孕癥的發(fā)生,比較多見(jiàn)的為子宮內(nèi)膜組織纖維化。已經(jīng)發(fā)生纖維化的子宮內(nèi)膜組織在宮腔鏡下顯示:上述正常子宮內(nèi)膜組織缺如,即子宮內(nèi)膜組織中靠近子宮腔面的上皮細(xì)胞消失,只見(jiàn)大量的結(jié)締組織,宮腔質(zhì)地變硬,顏色呈白色[6-7]。

        表2 TGF-β1對(duì)EECs胞質(zhì)中的E-cadherin及α-SMA的表達(dá)水平的影響

        注:與正常對(duì)照組相比,aP<0.05,bP<0.01

        探究子宮內(nèi)膜組織纖維化的發(fā)病機(jī)制:(1)組織中的間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增多并且其活性也增強(qiáng),分泌大量的細(xì)胞外基質(zhì)成分沉積在組織中;(2)組織中的上皮細(xì)胞在病理?xiàng)l件的刺激下發(fā)生轉(zhuǎn)化,表現(xiàn)為類似間質(zhì)細(xì)胞的性質(zhì),能合成和分泌細(xì)胞外基質(zhì)成分;(3)組織中一些細(xì)胞因子含量增多,如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、胰島素樣生長(zhǎng)因子等,它們被稱為致纖維化的細(xì)胞因子,在多種組織的纖維化過(guò)程中扮演者重要角色。

        TGF-β1在組織的纖維化過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,研究表明它參與了多種器官和組織的纖維化過(guò)程[8-11],它不僅可以促進(jìn)組織中的間質(zhì)細(xì)胞發(fā)生分裂、數(shù)量增加,增強(qiáng)其合成和分泌功能,產(chǎn)生大量的結(jié)締組織成分,還可以使上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞,其具有較強(qiáng)的分泌細(xì)胞外基質(zhì)的活性。已有研究顯示:在體外腎小管上皮細(xì)胞經(jīng)過(guò)TGF-β1誘導(dǎo)后,可以向肌成纖維細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)化,細(xì)胞形態(tài)由典型的卵圓形變?yōu)殚L(zhǎng)梭形,并與周圍細(xì)胞分離,胞質(zhì)中合成α-SMA蛋白增多,而合成E-cadherin 降低[12]。

        上皮細(xì)胞—間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化(epithelial-mesenchymal transition,EMT) 是指上皮細(xì)胞通過(guò)特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細(xì)胞的生物學(xué)過(guò)程,是器官纖維化發(fā)生的重要基礎(chǔ)[13-17]。由于子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞在組織發(fā)生中與基質(zhì)細(xì)胞具有同源性,因此,在一定的病理?xiàng)l件下可發(fā)生子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞—間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化,轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N細(xì)胞即肌成纖維細(xì)胞,細(xì)胞胞質(zhì)中的E-cadherin含量降低,而α-SMA含量升高,可以穿越破裂的基底膜,進(jìn)入固有層。肌成纖維細(xì)胞的功能與結(jié)締組織中的成纖維細(xì)胞功能相比,它具有更強(qiáng)的分裂、增殖能力,并且有較強(qiáng)的合成和分泌結(jié)締組織中的基質(zhì)成分的能力。本研究結(jié)果顯示,在體外TGF-β1可以促進(jìn)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞分裂、增殖;TGF-β1使子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞合成α-SMA顯著增加(P<0.01),而E-cadherin合成量明顯下降(P<0.01),表明TGF-β1刺激子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞;TGF-β1使子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞懸液中Col-Ⅰ和FN的分泌量顯著增加(P<0.01),說(shuō)明TGF-β1能明顯促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)FN和Col-Ⅰ分泌,與上述文獻(xiàn)的研究結(jié)果一致。由此可知,TGF-β1可以通過(guò)使子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞以達(dá)到促進(jìn)子宮內(nèi)膜纖維化的進(jìn)程。

        利益沖突:無(wú)

        作者貢獻(xiàn)聲明

        單鐵英、李偉:課題設(shè)計(jì),論文撰寫(xiě);韓文華:實(shí)施研究過(guò)程,論文審核;李靜霞:分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),資料搜集整理,論文修改;毛希瑞:進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

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