胚胎干细胞向心肌细胞分化研究进展(综述)

胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)在体外分化培养条件下可以分化出各种组织细胞，其中包括心肌细胞。ES细胞在体外向心肌细胞分化与体内完整胚胎心肌发育过程相符合。该细胞在体外分化过程中顺序表达心肌细胞特有结构蛋白和离子通道，如肌球蛋白轻链和重链、特异性肌动蛋白、电压依赖性Ca^2 通道、K^ 通道等。ES细胞分化来源的心肌细胞具有体内心肌细胞的生理学特点，如产生的动作电位、表现自发性收缩等。因此，ES细胞是研究心肌细胞发育分化机制及鉴定其关键基因的理想模型。     

人骨髓间充质干细胞体外扩增和向神经细胞定向诱导分化的研究

骨髓间充质干细胞(MSC)是一类存在于骨髓中的具有多向分化潜能的干细胞,在体外不仅可以分化为间充质类细胞,而且可以分化为非间充质类细胞.研究了人骨髓间充质干细胞的体外分离、扩增和向神经细胞的定向诱导分化条件.从骨髓中分离MSC,用MesenCult培养基进行纯化和扩增培养.每扩增一代,细胞数量增加约2～3倍,在体外扩增12代后扩增约4.6×10 4 倍;诱导不同扩增代数的MSC向神经细胞分化,诱导后的细胞平均有80%以上呈现典型的神经元样表型.免疫组化法检测发现,神经元样细胞强表达神经丝蛋白和神经元特异性烯醇化酶,组织化学法检测观察到神经元特有结构尼氏体,表明MSC在体外具有向神经细胞分化的潜能.     

人类将走进干细胞时代

干细胞的研究进展干细胞(stem cells)是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。根据其发育阶段,干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的分化和增殖构成动物发育的基础。即由单个受精卵发育成为具有各种组织器官的个体;成体干细胞的进一步分化则是成年动物体内组织和器官修复再生的基础。而所谓的干细胞生物工程是指在体外对干细胞进行操作,包括体外增殖、定向诱导分化、基因修饰和组织成形等。     

小鼠胚胎干细胞系的建立及向雌性生殖细胞诱导的研究

胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能的两大特性.在体外产生功能性的配子需要模拟体内生殖细胞发育的多个步骤.而将胚胎干细胞诱导成生殖细胞对于生殖细胞特化的机制研究以及在辅助生殖领域的应用都有着重大的意义.建立了具有生殖系转移能力的雌性胚胎干细胞系,并在体外将其定向分化成原始生殖细胞样细胞,这些原始生殖细胞样细胞在体内可以发生减数分裂,证明了诱导的生殖细胞具有功能性.建立一个有效的生殖细胞诱导的平台,为以后研究体外配子的发生打下了坚实的基础.     

体外分离培养的心脏干细胞具有间充质干细胞的特性

近年来,已报道从成年的小鼠中分离得到心脏干细胞(Cardiac Stem.Cells CSCs),并且应用于心脏病的治疗.但是心脏干细胞特征尚未完全阐述.通过体外分离成年小鼠的心肌组织,进行培养,分离得到半悬浮状态的具有干细胞特性的细胞;利用流式细胞仪检测分离得到的心脏干细胞的表面分子表达情况;并且通过调整培养条件诱导其体外分化.研究结果显示成功分离得到的心脏干细胞,表达干细胞标志分子Sca-1,以及间充质干细胞标志分子(CD29、CD90、CD44和CD106);体外分化研究显示心脏干细胞可以分化成心肌细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞和成骨细胞.心脏干细胞具有间充质干细胞的特性,具有多向分化潜能,在心脏损伤的治疗中具有重要意义.     

人类胚胎干细胞来源的心肌细胞模型的建立及系统鉴定方案

心肌细胞是研究心血管疾病的重要工具之一,但是人类心肌细胞较难获得和培养.为人类胚胎干细胞诱导分化成心肌细胞提供一个有用的实验方法和鉴定方案.人胚胎干细胞以其多向分化的特性为体外研究提供了细胞资源.在人胚胎干细胞诱导分化为心肌细胞的过程中,通过荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测发现,在分化过程中干细胞标记物Cripto,Dnmt3b,Wnt3,KIF4,Oct4,SOX2和Nanog表达下降,心肌特异性结构蛋白cTnT和α-actinin以及心脏前体细胞分化标记物Nkx2.5表达上升.分化完成后用免疫荧光检测心肌特异性结构蛋白Tnn T2和α-actinin,通过分析Tnn T2阳性细胞的比例,α-actinin阳性细胞的比例,以及Tnn T2和α-actinin双阳性细胞的比例发现,在所提出的胚胎干细胞诱导分化体系中,三者比例分别为90.80%,91.00%,90.91%,表明在此诱导分化条件下人胚胎干细胞可成功分化成为心肌细胞.成功建立了人胚胎干细胞来源的心肌细胞模型以及基于标记物荧光定量PCR及免疫荧光系统检测的鉴定方案,为未来心血管疾病的基础研究及心脏毒性药物检测奠定了一定的基础.     

骨髓间质干细胞横向分化为心肌细胞的机制和诱导因素

心血管疾病严重威胁着人类的健康，近年来，随着对干细胞多向分化潜能研究的进展，其在心血管疾病方面的应用也引起了关注，而骨髓间质干细胞（MSC）以其横向分化潜能在治疗心血管疾病方面显示了巨大潜力。不少研究已证实MSC在体内、外均可分化为心肌细胞，然而其分化为心肌细胞的机制，诱导分化的相关因素和如何定向诱导，如何提高其分化效率等均为人们所关注，本文就此作一综述。     

肌腱干细胞修复肌腱损伤动物模型

文章进行体外分离培养鸭胚肌腱干细胞，构建其最佳培养体系，采用免疫组织化学鉴定、RT-PCR、流式阳性率等实验方法检测肌腱干细胞表面标志物的表达；将肌腱干细胞向成脂细胞、成骨细胞、成软骨细胞诱导分化，表明其具有多向诱导分化潜能；运用I型胶原酶构建小鼠肌腱组织急性损伤动物模型.结果：肌腱干细胞体外分离培养至31代；CD44、CD105、CollagenI、CollagenIII、Tenascin-C等表面标记物呈阳性表达；CM-Dil标记的肌腱干细胞移植到小鼠肌腱损伤部位，能够稳定迁移到损伤组织周围并增殖分化.     

神经生长因子对神经干细胞向少突胶质细胞分化的诱导作用研究

目的体外分离和培养大鼠海马神经前体细胞,在此基础上探索在体外环境下使神经干细胞定向分化为少突胶质细胞,为后续的神经干细胞移植提供实验基础.方法取孕10 d的Wistar大鼠胚胎脑的海马,分离神经前体细胞,将单克隆的神经干细胞球贴壁,并使用生长因子(NGF),分析不同浓度的NGF对神经干细胞分化的影响.在含NGF的NSC培养基中进行体外培养,以GalC免疫组化标记分化后的少突胶质细胞,对神经干细胞的分化特性进行鉴定.结果NGF可促进神经前体细胞的增殖及神经球的克隆形成,并获得了Nestin阳性的神经前体细胞,其可分化为分别表达GaIC的阳性细胞.结论体外分离和培养的大鼠海马神经前体细胞,在NGF生长因子的作用下,神经干细胞可定向分化为少突胶质细胞,并与培养基中NGF的浓度有一定的关系,有望应用于脱髓鞘神经系统疾病的细胞移植治疗.     

全反式维甲酸对小鼠胚胎不同阶段神经干细胞诱导作用研究

目的:探讨全反式维甲酸对小鼠胚胎不同阶段神经干细胞(NSCs)的诱导分化情况.方法:分离孕12.5d及15.5d的胚胎小鼠脑皮质.取第3代NSCs,用含1μmol·L-1的全反式维甲酸在体外诱导小鼠胚胎不同阶段的NSCs.诱导5d后,通过神经元微管相关蛋白2(MAP2)免疫荧光染色和Westernblots检测NSCs分化为神经元的比例.结果:与对照组相比,全反式维甲酸可明显提高神经元分化的比例.E12.5干细胞和E15.5胚胎干细胞分化为神经元的比例分别为30%±1.47%和16.21%±1.36%.结论全反式维甲酸具有显著的促神经干细胞分化成神经元的效应,并对胚胎不同阶段神经干细胞的诱导作用有所不同.     

人和小鼠神经干细胞的体外培养的分化研究

首次克隆了小鼠神经元标志性微管蛋白βⅢ基因，从核苷酸序列推导出小鼠与人两者之间在其羧基端有相同的EAQGPK六肽，进一步证实用抗人微管蛋白βⅢ单抗可检测小鼠神经干细胞分化成的神经元细胞，免疫组化鉴定显示小鼠神经干细胞在体积分数为1％胎牛血清（FBS）诱导下，可分化成神经元，星形胶质细胞，少突胶质细胞，同时培养了13周龄胎儿脑来源的人类神经干细胞，用特异性的抗人nestin抗体鉴定，全部为阳性细胞，但它们经诱导分化产生较不同寻常的细胞分化细胞和分化程度，在生长因子减半和1％FBS诱导条件下可分化为神经元和星形胶质细胞，而无少突胶质细胞分化，NF单抗检测证实为早期分化的神经元。     

Properties and applications of embryonic stem cells

Mouse embryonic stem (ES) cells are pluripotent cells derived from the early embryo and can be propagated stably in undifferentiated state in vitro. They retain the ability to differentiate into all cell types found in the embryonic and adult body in vivo, and can be induced to differentiate into many cell types under appropriate culture conditions in vitro. Using these properties, people have set up various differentiated systems of many cell types and tissues in vitro. Through analysis of these systems, one can identify novel bioactive factors and reveal mechanisms of cell differentiation and organogenesis. ES cell-derived differentiated cells can also be applied to cell transplantation therapy. In addition, we summarized the features and potential applications of human ES cells.     

缺氧后小鼠脑匀浆提取液对儿童MSCs分化为神经细胞的影响

目的:观察缺氧后不同时段小鼠脑匀浆提取液对儿童骨髓间充质干细胞(MSCs)分化为神经元样细胞的影响,为筛选MSCs的最佳移植时间提供依据.方法:制作缺氧小鼠模型;并制取缺氧不同时间段脑匀浆提取液;诱导儿童MSCs;比较MSCs分化为神经元样细胞的阳性率.结果:缺氧后1、4,7、10、13 d小鼠脑匀浆提取液均可将MSCs诱导成神经元样细胞,经免疫学鉴定NES染色强阳性;但各组阳性率不同,以缺氧10 d后阳性率(21.02±3.38)%最高,与其他各组比较有统计学差异(P<0.05).结论:缺氧后小鼠脑匀浆提取液可诱导儿童MSCs分化为神经元样细胞,缺氧后10 d的分化率最高.     

Platelet-derived growth factor from astrocytes drives the clock that times oligodendrocyte development in culture

The various cell types in a multicellular animal differentiate on a predictable schedule but the mechanisms responsible for timing cell differentiation are largely unknown. We have studied a population of bipotential glial (O-2A) progenitor cells in the developing rat optic nerve that gives rise to oligodendrocytes beginning at birth and to type-2 astrocytes beginning in the second postnatal week. Whereas, in vivo, these O-2A progenitor cells proliferate and give rise to postimitotic oligodendrocytes over several weeks, in serum-free (or low-serum) culture they stop dividing prematurely and differentiate into oligodendrocytes within two or three days. The normal timing of oligodendrocyte development can be restored if embryonic optic-nerve cells are cultured in medium conditioned by type-1 astrocytes, the first glial cells to differentiate in the nerve: in this case the progenitor cells continue to proliferate, the first oligodendrocytes appear on the equivalent of the day of birth, and new oligodendrocytes continue to develop over several weeks, just as in vivo. Here we show that platelet-derived growth factor (PDGF) can replace type-1-astrocyte-conditioned medium in restoring the normal timing of oligodendrocyte differentiation in vitro and that anti-PDGF antibodies inhibit this property of the appropriately conditioned medium. We also show that PDGF is present in the developing optic nerve. These findings suggest that type-1-astrocyte-derived PDGF drives the clock that times oligodendrocyte development.     

豚鼠气管平滑肌细胞培养

目的 建立一种简便、快捷的豚鼠气管平滑肌细胞培养方法。方法 幼年豚鼠气管平滑肌组织块原代培养 法。结果 豚鼠气管平滑肌组织块贴壁5～8d后可见细胞自组织块周围长出,细胞长梭形,核位于中央,呈辐射状 向四周生长。两周后细胞长满瓶壁。经α-平滑肌肌动蛋白单克隆抗体(α-smooth muscle actin monoclonal antibody, α-SMA)免疫组化染色鉴定,获得的细胞为平滑肌细胞。结论 豚鼠气管平滑肌组织块培养法可快速获得数量充足 的气管平滑肌细胞。     

Interferon enhances 2-5A synthetase in embryonal carcinoma cells

Mouse teratocarcinomas provide a useful model of mammalian differentiation, because the malignant embryonal carcinoma (EC) stem cells of such tumours may produce various differential cell types in vivo or in vitro. Many EC cell lines have now been established and classified on the basis of their ability to differentiate in vivo into cell types characteristically derived from any of the three germ layers. There is convincing evidence that EC cells can neither produce interferon, nor respond to it by becoming resistant to virus, whereas differentiated cells derived from EC lines behave normally in both respects. We investigated the lack of responsiveness of EC cells towards interferon by measuring the levels of two double-stranded RNA-dependent enzyme activities recently shown to be enhanced by interferon. We report here that on treatment with interferon, EC cells show increased 2-5A synthetase levels comparable to those found in differentiated cells, while there is little or no effect on kinase activity in EC cells, in contrast to their differentiated counterparts.     

NGF诱导PC12细胞转化为神经样细胞微管相关蛋白2(MAP2)的表达

目的探讨神经生长因子(NGF)诱导PC12细胞分化为神经元样细胞时MAP2的表达变化情况.方法细胞培养6 d后应用共聚焦显微镜观察MAP2表达情况;Western Blot法检测诱导不同时间点MAP2的表达情况.结果免疫组化结果显示:MAP2表达呈阳性;免疫印迹结果显示:MAP2蛋白表达在不同时间点呈动态变化,即随诱导时间延长呈递增趋势.结论 NGF成功诱导PC12细胞分化为神经样细胞,为缺血性脑卒中的体外细胞研究提供细胞参考.     

小鼠精原干细胞的分离、分选、移植和培养

精原干细胞具有自我增殖和分化为精子的能力。精原干细胞的培养、移植和体外诱导分化等研究将使我们最终阐明精原干细胞的自我更新机制和精子发生机理。经过一年多的研究,我们不仅建立了用含血清培养基对分离的乳鼠睾丸细胞进行差异贴壁分选来富集生殖细胞的简单方法,而且成功地对分选出的精原干细胞进行了近一个月的无血清培养。流式分析结果表明,差异贴壁分选能将精原干细胞富集11倍以上。移植分析表明,分选出的精原干细胞具有在受体鼠的曲精小管中产生克隆的能力和正常生精作用。免疫细胞化学和RT-PCR检测表明,培养的细胞表达精原干细胞标志基因。该研究为体外长期培养小鼠或其它哺乳动物的精原干细胞提供了一个范例,也为利用基因修饰的精原干细胞通过移植产生转基因动物奠定了基础。