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欧洲和美国现有1900万儿童和成年人的心衰患者，导致每年23万人的死亡和1400亿美元的医疗费用。全世界范围内每年有250万先心病儿童出生，这其中许多患儿最终进展为心衰。尽管目前临床采用的药物治疗、介入治疗及心脏外科手术治疗等方法能够在一定程度上缓解病情，但是对于有功能心肌细胞数量减少和收缩功能下降导致的心衰仍然没有根治的方法。以干细胞移植为基础的细胞治疗和组织工程治疗有望修复损伤心肌或增强心功能，因此有望成为心衰治疗的新方法，已成为再生医学基础研究中的热点。胎儿来源的脐带间充质干细胞以及羊膜上皮细胞来自分娩后的废弃物，组织来源丰富，在基础研究及临床应用上无伦理学限制;并且，它们介于成体干细胞和胚胎干细胞之间，具有很低的免疫原性、很高的增殖能力以及分化能力。另外，随着干细胞库的发展，越来越多的人选择保存胎儿来源的干细胞，使得胎儿来源干细胞具有在未来实现产业化的基础。因此可知，脐带间充质干细胞及羊膜上皮细胞等胎儿来源的干细胞具有应用于心脏疾病临床治疗的巨大潜力，是短期内有望取得临床治疗突破的种子干细胞。
心脏组织再生医学需要大量的、高功能的种子干细胞，目前获得大量干细胞的最常规方法是体外连续传代。研究表明，脐带间充质干细胞可以在体外连续传代，但这种连续传代过程改变了其成骨和成脂定向分化能力，对于心肌分化能力是否有影响目前尚不清楚。此外，体外连续传代是否影响羊膜上皮细胞增殖特性、干性维持及向心肌分化能力还未有报道。并且，同一胎儿来源的脐带间充质干细胞与羊膜上皮细胞的上述生物学特性是否有差异也鲜见研究。因此，阐明上述问题对于确定种子干细胞来源、定制干细胞体外扩增方案及预测体内心肌修复效果等具有十分重要的意义。
目的:
本研究对不同胎儿来源的脐带间充质干细胞以及羊膜上皮细胞进行体外连续传代，分析传代过程对这两种干细胞增殖特性、干性维持以及心肌分化能力的作用规律;对同一胎儿来源的脐带间充质干细胞与羊膜上皮细胞的上述生物学特性进行比较分析，研究两者之间的差异与联系;初步探索个体间差异对这两种干细胞生物学特性的影响。
方法：
20例脐带与羊膜均来自大连市妇产医院正常足月分娩新生儿。利用组织块培养法分离、培养脐带间充质干细胞，利用酶消化法获得羊膜上皮细胞，并利用流式细胞仪进行相关干细胞表面标志的鉴定。对这两种干细胞进行常规体外连续传代，利用CCK-8、流式细胞仪及real-time PCR等手段检测不同代数干细胞增殖特性、表面标志、细胞周期、干性基因标志物的表达情况;添加5-氮杂胞苷以及抗坏血酸磷酸钠分别对不同代数的脐带间充质干细胞以及羊膜上皮细胞进行心肌分化诱导，利用real-time PCR分析心肌细胞标志基因Nkx2.5以及GATA4的基因表达变化。
结果：
1、利用组织块培养法获得了脐带间充质干细胞，细胞呈现长梭形，表达间充质干细胞典型表面标志物，CD73、CD90及CD105表达均在95％以上;利用优化的二次酶消化法获得了羊膜上皮细胞，细胞呈扁平状多角形，细胞之间排列紧密，具有典型的上皮细胞形态，原代羊膜上皮细胞表达干性标志物SSEA-4(25％-96％)。
2、随着传代次数的增加，发现脐带间充质干细胞的增殖速率逐渐降低，所具有的人胚胎干细胞干性基因Oct3/4及Nanog的表达水平逐渐降低，且其表达存在较大个体差异，所具有的中胚层标志基因Vimentin在第7代表达最高，细胞表面标志物（CD73、CD90及CD105）表达稳定;经过5-氮杂胞苷体外诱导后，心肌标志基因Nkx2.5随着传代次数增加表达水平增高，但是个体差异较大。
3、随着传代次数的增加，发现羊膜上皮细胞的增殖速率降低，细胞形态不均匀，某些样本出现纤维细胞形态的细胞，羊膜上皮细胞的干性标志物SSEA-4表达逐渐下降，说明羊膜上皮细胞在目前条件下还不能在体外连续传代，其表型难以维持;2-3代上皮细胞经过抗坏血酸磷酸钠体外诱导后，不同样本的心肌标志基因Nkx2.5以及GATA4表达水平差异很大，有些样本心肌标志基因甚至没有表达，这提示羊膜上皮细胞的心肌分化能力存在更大的个体差异，此差异与SSEA-4表达水平不相关。
4、通过将同一胎儿来源的脐带间充质干细胞与羊膜上皮细胞进行比较，发现某些样本来源的第三代羊膜上皮细胞经过诱导，其Nkx2.5表达水平相当于第7代脐带间充质干细胞的表达水平，GATA4表达则相当于第14代脐带间充质干细胞的表达水平，这说明尽管羊膜上皮细胞目前体外培养条件还存在问题，尽管某些样本来源的羊膜上皮细胞不具有心肌分化能力，但是研究结果提示有些样本来源的羊膜上皮细胞心肌分化潜能可能比同一胎儿来源的脐带间充质干细胞更大。
结论：
1、体外连续传代对脐带间充质干细胞增殖特性、干性基因表达以及心肌分化能力有重要影响，并且样本间存在个体差异。
2、羊膜上皮细胞在目前的培养条件下还不能实现稳定传代，在干性以及心肌分化能力上存在很大的个体差异。
3、与脐带间充质干细胞相比，同一胎儿来源的羊膜上皮细胞可能具有更高的心肌分化能力。