魏昌盛

摘要：血小板是人體血液內(nèi)最重要的細(xì)胞之一，具有不可或缺的作用，尤其是對(duì)于患有血液類疾病的患者，更是需要輸注血小板進(jìn)行治療，但目前來(lái)看，臨床上血小板供源不足，需要在人體外尋找生產(chǎn)血小板的方法，以此來(lái)提供充分的治療資源，保證治療效果。在本項(xiàng)研究中，通過(guò)查閱相關(guān)資料，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析所得數(shù)據(jù)，得出3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合MSC對(duì)造血干細(xì)胞體外生產(chǎn)血小板能力的影響。

關(guān)鍵字：3D培養(yǎng)技術(shù)、MSC、造血干細(xì)胞、體外生產(chǎn)、血小板

血小板是人體血液內(nèi)形態(tài)最小的血細(xì)胞，但卻對(duì)人身體健康起著巨大的作用，在人體內(nèi)通過(guò)粘附、聚集、釋放以及收縮功能，加快凝血過(guò)程，從而起到止血的作用。然而，當(dāng)人體患有血液疾病時(shí)，使造血干細(xì)胞功能受損，從而導(dǎo)致血液內(nèi)血小板水平迅速降低。嚴(yán)重時(shí)可引起多器官出血。目前，主要采用輸入血小板的方法來(lái)緩解病情，但臨床上還時(shí)常出現(xiàn)血小板供源不足、輸入血小板后患者體內(nèi)出現(xiàn)排異反應(yīng)或感染的現(xiàn)象。因此，尋找安全、可依賴的血小板體外來(lái)源成為目前研究的一項(xiàng)重點(diǎn)難點(diǎn)。在本項(xiàng)研究中，通過(guò)查閱相關(guān)資料，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，將3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合MSC應(yīng)用于造血干細(xì)胞體外生產(chǎn)血小板中，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析所得數(shù)據(jù)，得出其對(duì)造血干細(xì)胞體外生產(chǎn)血小板能力的影響，現(xiàn)綜述如下。

一、技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)采用聚苯乙烯或玻璃作為細(xì)胞載體，將需要培養(yǎng)的細(xì)胞接入培養(yǎng)器皿中，使細(xì)胞在器皿中貼壁生長(zhǎng)。這種培養(yǎng)方式雖然已經(jīng)在生物學(xué)研究中有了管飯的應(yīng)用，并取了了一定的成就，但二維式的生長(zhǎng)模式不足以模擬人體內(nèi)的立體環(huán)境，隨著細(xì)胞生物技術(shù)的快速向前發(fā)展，我國(guó)人民對(duì)醫(yī)療技術(shù)水平也提出了更高的要求，這種細(xì)胞培養(yǎng)方式已經(jīng)逐漸不能滿足人們的生產(chǎn)需要。

1.2 3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

3D培養(yǎng)技術(shù)是將需要培養(yǎng)的細(xì)胞放在接近于體內(nèi)條件的培養(yǎng)環(huán)境中，使體內(nèi)條件得到最佳的模擬狀態(tài)，并利用磁性微球載體和磁懸浮技術(shù)使貼有細(xì)胞的微球載體懸浮在培養(yǎng)液中，讓細(xì)胞在3D培養(yǎng)環(huán)境中進(jìn)行分裂、分化、增殖等一系列細(xì)胞活動(dòng)，這種新型培養(yǎng)方式打破了在細(xì)胞培養(yǎng)器具中進(jìn)行單層細(xì)胞培養(yǎng)的局限性，使細(xì)胞更夠向各個(gè)方向生長(zhǎng)拓展，可以使細(xì)胞進(jìn)行量化體系生產(chǎn)，具有重要的生理學(xué)意義。

1.3 間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）

間充質(zhì)干細(xì)胞是一類具有自我更新能力和多項(xiàng)分化潛能的干細(xì)胞。是干細(xì)胞家族中非常重要的成員，屬于多功能干細(xì)胞。隨著細(xì)胞生物水平技術(shù)的不斷發(fā)展，間充質(zhì)干細(xì)胞越來(lái)越受到相關(guān)研究人員的廣泛關(guān)注。尤其是它在人體外部特定環(huán)境的誘導(dǎo)下，可以分化出人體內(nèi)不同的組織細(xì)胞，如肌肉細(xì)胞、韌帶細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等，許多研究人員已經(jīng)把它看作為種子細(xì)胞，并應(yīng)用于生物細(xì)胞研究的各個(gè)領(lǐng)域。

1.4 3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合MSC

將3D培養(yǎng)技術(shù)與間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合，有利于更好的模擬人體內(nèi)環(huán)境，且間充質(zhì)干細(xì)胞具有支持造血和促進(jìn)造血干細(xì)胞自我更新的功能。相關(guān)研究表明，這種方式不僅能促進(jìn)造血干細(xì)胞的分化和增值，也能夠幫助細(xì)胞間營(yíng)養(yǎng)物的傳遞，使細(xì)胞生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足的環(huán)境中，從而達(dá)到細(xì)胞大量生產(chǎn)的目的，非常適合應(yīng)用于造血干細(xì)胞體外生產(chǎn)血小板的研究中。

二、研究方法

2.1 培養(yǎng)方法

2.1.1 對(duì)照組

將在機(jī)體內(nèi)取出的造血干細(xì)胞經(jīng)過(guò)一般處理后，接入培養(yǎng)皿中，在幾小時(shí)后加入培養(yǎng)基，并立即將培養(yǎng)器皿放入37°C、具有一定二氧化碳濃度的恒溫培養(yǎng)箱中。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)組

首先處理實(shí)驗(yàn)所需要的相關(guān)的生物材料，將一定量的間充質(zhì)干細(xì)胞放入生物材料中進(jìn)行培養(yǎng)。設(shè)定3D培養(yǎng)環(huán)境，將造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞先后接入該環(huán)境中，利用磁性微球載體和磁懸浮技術(shù)使貼有細(xì)胞的微球載體懸浮在培養(yǎng)液中，并立即放入37°C、具有一定二氧化碳濃度的恒溫培養(yǎng)箱中。

兩組實(shí)驗(yàn)都需要嚴(yán)格保證環(huán)境的無(wú)菌性，并定期更換培養(yǎng)液和細(xì)胞因子。

2.2 觀察

培養(yǎng)總時(shí)間為一周，在一周內(nèi)要定期觀察細(xì)胞形態(tài)，細(xì)胞生長(zhǎng)情況，并分析細(xì)胞生長(zhǎng)能力、增值能力以及血小板聚集能力。

三、效果和價(jià)值

3.1 提高了造血干細(xì)胞活性

在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)定期對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)的觀察，測(cè)試造血干細(xì)胞的活性，在第一天時(shí)，兩組情況就出現(xiàn)了較大差別，實(shí)驗(yàn)組培養(yǎng)環(huán)境對(duì)造血干細(xì)胞有了明顯的活性激活作用，而對(duì)照組沒(méi)有太大變化，尤其是隨著時(shí)間的增加，實(shí)驗(yàn)組造血干細(xì)胞的活性細(xì)胞數(shù)量具有顯著的提高。表明了3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)環(huán)境能夠顯著提高造血干細(xì)胞的活性。

3.2 促進(jìn)造血干細(xì)胞增殖

開(kāi)始時(shí)，兩組細(xì)胞增殖量沒(méi)有太大差異，但到第五天時(shí)，實(shí)驗(yàn)組造血干細(xì)胞數(shù)量跳躍式增加，達(dá)到了較高的數(shù)量水平，到第七天更是與對(duì)照組有了顯著差異。表明了3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)環(huán)境能夠有效促進(jìn)造血干細(xì)胞的增殖活動(dòng)。

3.3 提高造血干細(xì)胞生產(chǎn)血小板能力

在開(kāi)始時(shí)，兩種環(huán)境對(duì)于血小板的生長(zhǎng)沒(méi)有特別大的作用，兩組實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞生產(chǎn)情況差異不大，但隨著時(shí)間的增加，3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合MSC的組別中，隨著造血干細(xì)胞數(shù)目逐漸上升，血小板數(shù)量也有了顯著的增加。表明了3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)環(huán)境能夠在一定程度上提高造血干細(xì)胞生產(chǎn)血小板能力。

3.4 提升血小板聚集功能

在實(shí)驗(yàn)組中，隨著造血干細(xì)胞活性的增加、增殖能力的提升以及血小板數(shù)目的不斷增加，血小板的聚集功能也得到了大幅度提升。表明了3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)環(huán)境能夠間接提升血小板聚集功能。

四、結(jié)論

血小板在液體剪切力的作用下產(chǎn)生。在以往二維培養(yǎng)系統(tǒng)中，細(xì)胞之間以及細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用不足，影響營(yíng)養(yǎng)攝取，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。因此，二維培養(yǎng)系統(tǒng)無(wú)法滿足血小板的生長(zhǎng)環(huán)境。而三維培養(yǎng)條件下細(xì)胞的許多生物學(xué)行為與傳統(tǒng)的二維培養(yǎng)有著很大的不同。在3D培養(yǎng)技術(shù)中，培養(yǎng)物可以在3D立體的球形環(huán)境中，向各個(gè)方向擴(kuò)展，提供了對(duì)分子對(duì)細(xì)胞間相互作用的條件，使培養(yǎng)環(huán)境更加接近自然環(huán)境。在本項(xiàng)研究中，通過(guò)對(duì)兩種培養(yǎng)環(huán)境血小板生長(zhǎng)能力的對(duì)比，結(jié)果顯示，雖然在開(kāi)始時(shí)，兩種環(huán)境對(duì)于血小板的生長(zhǎng)沒(méi)有特別大的作用，但隨著時(shí)間的增加，在3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合MSC的組別中，造血干細(xì)胞數(shù)目逐漸上升，血小板數(shù)量也有了顯著的增加。研究表明，3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合MSC能夠創(chuàng)造良好的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境，促進(jìn)造血干細(xì)胞的自我更新和增殖分化，從而提高了造血干細(xì)胞生產(chǎn)血小板的能力，間接提升血小板聚集功能。

綜上所述，將3D培養(yǎng)技術(shù)聯(lián)合間充質(zhì)干細(xì)胞應(yīng)用于造血干細(xì)胞生產(chǎn)血小板的研究中，不僅極大的提高了造血干細(xì)胞的生產(chǎn)能力，也為細(xì)胞培養(yǎng)行業(yè)提供了一個(gè)新的思路，是使體外細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要手段，值得在之后的研究中廣泛應(yīng)用。

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