1材料和方法
1.1组织来源甲状旁腺组织取自接受甲状旁腺全切加前臂移植术[2]的肾性甲旁亢患者,女性,51岁。尿毒症血透6年,血清全段PTH(intactPTH,iPTH)为2000 ng/L(正常,10~70ng/L),碱性磷酸酶(ALP)300U/L(正常 52~90U/L),血Ca 3.0mmol/L,已排除铝中毒骨病,结合甲状旁腺放射性核素断层扫描(ECT)及B超检查确诊为“慢性肾衰继发性甲状旁腺功能亢进”。手术切除的甲状旁腺分别为0.8g,6.4g及8.6g,组织内部见较多出血、坏死及钙化。术中冰冻切片的病理结果为“甲状旁腺增生及腺瘤”。
1.2甲状旁腺组织的细胞培养参考LeBoff的实验方法[3]。
手术获得的甲状旁腺组织立即放入4℃的Eagle液中,尽快培养。剪去结缔组织和脂肪组织,去除坏死及钙化的部分,挤压出组织间隙的红细胞。剪成1~2 mm3大小的碎片后,用含0.2%胶原酶Ⅰ的消化液37℃水浴消化约1 h,每隔10 min摇动一次。2000 r/min离心5 min,弃上清,用吸管反复吹打沉淀,促使细胞进一步分散,制成细胞悬液后经200 μm网筛过滤,再次离心,重复3次以去除成纤维细胞、脂肪细胞、红细胞等。将细胞制成悬液,台盼兰染色计数,细胞成活率>90%,其中30%~40%是单个甲状旁腺细胞,余为2~10个细胞组成的细胞小簇。
细胞培养液用DMEM-HF12,含15%灭活小牛血清、15 mmol/LHepes、青、链霉素、5mg/L胰岛素,pH7.4,经测定钙离子浓度为1.05mmol/L,镁离子浓度为0.70 mmol/L。将细胞悬液加入24孔培养板中,细胞浓度为2.5×105个/cm2,置37℃5%CO2培养箱孵育,每48 h换液一次。分别于培养30、60、90、120、150和180min及24、48、72、96、120h收集上清液,每个时相的标本均取自3个不同的培养孔。上清液保存在-20℃,待测iPTH。
1.3培养液上清iPTH的测定用125I放免法检测,复孔测定。药盒购自BioSourceEuropeS.A.公司,按其说明书严格操作。
吸取300 μl稀释的上清液、标准及质控加入相应的包被管。每管加100 μl温育缓冲液,室温下振荡1 h。弃去所有试管的液体,洗涤液洗2次。每管加100 μl标记液,室温下振荡1 h。弃去所有试管的液体,洗涤液洗2次。γ计数器计数。
1.4统计方法所有数据用均数±标准差(±s)表示,用回归分析两组资料间的相互关系,P<0.05认为有统计学差异。
2结果
2.1细胞的形态特点在培养初期,甲状旁腺细胞有较明显的聚集性,24h后开始贴壁,4~5天长成单层。细胞直径约为10~20μm,呈多角形或星形,核圆,居中,呈现上皮细胞的形态特征,胞浆内常可见分泌颗粒(见图1)。
图1培养的甲状旁腺细胞(×400倍)
2.2细胞iPTH的分泌在培养后的3h,甲状旁腺细胞iPTH的分泌量逐渐增加,并与培养的时间呈显著正相关(r=0.97,P<0.01),见图2。
图2培养3小时内甲状旁腺细胞iPTH分泌的变化
在培养3 h以内,随着时间的推移,单位时间内iPTH的分泌量逐渐下降,见图3。
在培养48 h内,甲状旁腺细胞iPTH的分泌仍呈上升趋势,但上升幅度减慢,见图4。
图3不同时间段内iPTH分泌量的变化
图448小时内甲状旁腺细胞iPTH的分泌
3讨论
正常情况下,细胞外Ca2+浓度是调节PTH分泌的主要因素。慢性肾衰继发甲旁亢时,甲状旁腺细胞过度分泌PTH,但PTH的分泌量仍与胞外Ca2+浓度有关[4]。一般认为,当胞外Ca2+浓度为1mmol/L时,甲状旁腺细胞自身的性质最稳定,因此本研究选择DMEM-HF12作为营养液,其钙离子终浓度为1.05 mmol/L。另外,Mg2+浓度也是影响PTH分泌的重要因素,其效力约为Ca2+的一半,本实验中Mg2+的终浓度为0.70 mmol/L。
实验结果表明,消化后的甲状旁腺细胞能立即分泌PTH,在培养的前3 h内,PTH呈线性分泌,说明细胞保持良好的活性;但分泌的速度随时间的延长有所下降,考虑可能与下列因素有关:①随着胞外PTH浓度的增高,甲状旁腺细胞通过自身的调节作用,分泌的PTH量逐渐减少,以保持胞内外PTH浓度的平衡,②随着培养时间的延长,甲状旁腺细胞自身的性质逐渐发生改变。
本研究还显示,在培养48 h以内,PTH的分泌量仍呈上升趋势,可达10ng/105细胞。由于甲状旁腺细胞有明显的聚集性,本实验中有较多的细胞没有贴壁,换液后导致未贴壁的细胞大量丢失。我们还发现,在培养48 h后到第二次换液之间,培养液上清中PTH的测定值随时间的延长逐渐下降,由于此阶段培养孔中细胞的数目会逐渐增加,因此提示甲状旁腺细胞的活性可能开始下降。另外,Mithal等[5]在研究培养的牛甲状旁腺细胞时也发现,随着时间的延长,甲状旁腺细胞对胞外Ca2+的反应性降低,他认为这与细胞的钙敏感受体(calciumsensingreceptor)表达下降有关。而钙敏感受体是影响PTH分泌及甲状旁腺细胞活性的重要因素[6]。
综上所述,用本实验方法能成功地培养出人甲状旁腺细胞,在培养初期细胞保持良好的活性,但数天后PTH的分泌能力开始下降。因此,如果以甲状旁腺细胞作为研究对象,为了保证实验结果的可靠性,最好选用培养早期的细胞。
本课题为江苏省科委中日友好国际合作资助项目(基金编号:182DE9902)
参考文献
1,王笑云,王宁宁.慢性肾衰继发性甲旁亢的诊治.医师进修杂志,1999,22(9):7
2,王笑云,吴宏飞,胡建明等.甲状旁腺全切加前臂移植术治疗继发性甲状旁腺功能亢进.中华医学杂志,1997,77(11):873
3,LeBoff MS,Shoback D,Brown EM et al.Regulation of parathyroid hormone release and cytosolic calcium by extracellular calcium in dispersed and cultured bovine and pathological human parathyroid cells.J Clin Invest,1985,75:49
4,Brown EM.Physiology and pathophysiology of the extracellular calcium-sensing receptor.Am J Med,1999,106:238
5,Mithal A,Kifor O,Kifor I et al.The reduced responsiveness of cultured bovine parathyroid cells to extracellular Ca2+ is associated with marked reduction in the expression of extracellular Ca2+sensing receptor messenger ribonucleic acid and protein.Endocrinology,1995,136:3087
6,王宁宁.甲状旁腺钙受体与肾性甲旁亢关系的研究进展.国外医学内分泌学分册,2000,20(1):26
(2000-02-12收稿,2000-03-06修回)
