体外诱导脑膜来源的iPS 细胞形成神经样的细胞

单层贴壁的培养方法能够在无血清的情况下将胚胎干细胞(ES 细胞)诱导分化形成神经 样的细胞. 重编程小鼠脑膜细胞产生的多能干细胞(iPS 细胞) C5, 也可以运用诱导ES 细胞神经 发生的方法来诱导神经特异性标志基因Sox1, Sox3, Pax6, Nestin 和Tuj1 的表达; 与之相反, 随 着分化的进行, ES 细胞特异性的标志基因Oct4 和Nanog 的表达量迅速降低. 通过细胞免疫荧 光技术, 可以检测到大量Pax6 和Nestin 阳性的神经前体细胞的存在, 并且随着时间的推移, 这 些前体细胞能够分化形成3 类中枢神经系统的细胞, 分别是神经元、星形胶质细胞和少突胶质 细胞. 体外诱导iPS 细胞形成的个体特异性细胞可以作为研究遗传类疾病机制的工具, 并且可 用来治疗机能紊乱和年老的神经组织. 此外, 脑膜细胞由于高表达胚性调控因子Sox2, 更容易 被逆分化形成iPS 细胞, 为此将更加胜任于临床治疗应用.     

激活Notch信号通路促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化

Notch是影响细胞分化的重要信号通路之一. RT-PCR检测到人骨髓来源的间充质干细胞(MSC)表达Notch1, 其配体Jagged1及下游分子DTX1, 表明Notch信号可能调节MSC的增殖分化. Notch1胞内区(ICN)是Notch蛋白的活性形式, 通过载体介导将ICN转染细胞就可以在没有配体存在的情况下激活Notch信号. 我们克隆了ICN基因, 构建了携带ICN的逆转录病毒载体, 感染MSC后用地塞米松(DEX)诱导其向成骨细胞分化. 转染ICN激活Notch信号的MSC较对照细胞在分化过程中碱性磷酸酶活力升高, 钙的沉积增加, 表明Notch信号有促进MSC向成骨细胞分化的作用.     

棉花细胞初始脱分化的基因差异表达分析

植物激素诱导初期是体细胞胚胎发生的关键时期, 它包含了一个通过细胞脱分化获得细胞全能性的过程. 为了揭示棉花细胞脱分化的分子机制, 利用抑制差减杂交方法建立了一个cDNA文库. 共有286个差异表达的cDNA克隆测序并鉴定, 112个独立的EST在激素诱导初期明显地上调表达, 其中有40.2%的EST是第一次被分离鉴定. GST在植物激素诱导初期的6~24 h高度表达, PRPs在不同的处理中优势表达并表现出不同的表达模式, 表明它们与棉花细胞脱分化关系密切. 棉花SAM代谢途径中假定的GhSAMS, GhSAMDC, GhSAHH和GhACO3被鉴定, qRT-PCR分析表明, 它们的表达水平在激素诱导初期出现两次明显的上升/下降过程, 且GhSAMS和GhSAHH表现出高度正相关, 高表达水平的GhSAMS可能与脱分化细胞重新进入细胞周期密切相关. 组织形态学观察进一步表明, 2,4-D处理条件下的部分细胞在72 h内完成脱分化和分裂过程, SAM-dependent转甲基途径可能通过两次转甲基活性的改变调控棉花细胞脱分化过程. 此外, 差异表达基因在不同处理中的表达模式表明了2,4-D和激动素之间存在着复杂互作关系.     

人胚胎干细胞体外诱导分化为肝脏细胞

建立诱导人胚胎干细胞分化为肝细胞的方法, 为细胞移植与生物人工肝等肝病替代治疗提供新的种子细胞来源. 将人胚胎干细胞在细菌培养皿中悬浮培养7 d, 形成囊性拟胚体, 接种至包被有Ⅰ型胶原的组织培养皿, 以含有地塞米松、胰岛素的条件培养液进行诱导, 通过光学显微镜和电子显微镜观察细胞的形态变化; 免疫细胞化学和RT­PCR检测细胞诱导前后肝细胞特异性基因的表达; 用靛青绿摄取、排泌实验、糖原染色实验及白蛋白、尿素分泌检测肝细胞的相关功能. 条件诱导液培养14 d, 细胞形态由圆形变为多角形和长梭形, 出现双核或多核, 表面有微绒毛, 胞浆内含丰富的线粒体、内质网、溶酶体及糖原颗粒等; 这些细胞表达幼稚或成熟肝细胞特异性的AFP, ALB, CK18, CK19和CYP1B1等基因, 并具有靛青绿摄取、排泌、贮存糖原和分泌白蛋白、氨基代谢生成尿素等功能. 形态、表型及功能的实验结果均证实人胚胎干细胞经上述方法培养可以向肝细胞分化.     

JWA参与维甲酸、佛波酯和三氧化二砷诱导急性早幼

JWA基因是受维甲酸(RA)、 13顺-维甲酸(13-cRA)和佛波酯(TPA)等调控的细胞骨架相关基因. 以前的研究发现, JWA基因与细胞分化和凋亡有关. 为了探讨JWA基因在急性早幼粒细胞性白血病(APL)细胞分化和凋亡过程中的作用及机制, 分别用ATRA, 4HPR, TPA和As2O3处理NB4细胞, Western blot和RT-RCR检测JWA基因在蛋白和mRNA水平的表达, 同时检测细胞周期和CD11b, CD33细胞表面抗原, 分析细胞分化和凋亡. 结果表明ATRA和 As2O3分别诱导细胞分化和凋亡, 而4HPR和TPA对NB4细胞分化和凋亡有双重诱导作用. 在诱导细胞分化和凋亡过程中, JWA基因的表达水平均上调, 但PML / RARα 融合基因变化不明显; 用JWA反义核酸处理NB4细胞后, TPA诱导其分化和调亡的作用受到明显抑制. TPA对NB4的作用可能是通过由JWA参与的直接和间接两种途径实现的. 在对APL(M3)原代细胞的研究中除观察到与NB4细胞相似的JWA的变化外, 还发现一特异的与APL细胞分化和凋亡有关的异常分子量的JWA蛋白; 异常分子量的JWA蛋白是否是APL(M3)区别于NB4细胞的一种分子标志物以及JWA是否通过caspases信号调节通路参与NB4细胞分化和凋亡等均有待进一步研究证实.     

构建猪瘟病毒致细胞病变的PK-15细胞模型

猪瘟病毒在离体细胞培养条件下不引起宿主细胞病变, 病毒与宿主细胞之间相互作用的研究一直没有合适的模型. 以猪瘟病毒中国标准强毒石门株为材料, 通过基因工程的手段, 在构建全基因组感染性克隆的基础上, 对全基因组进行部分缺失, 获得了7.5 kb的亚基因组, 以携带野生型猪瘟病毒的PK-15细胞为宿主, 用亚基因组进行转染, 得到了能够诱导PK-15细胞产生CPE的亚基因组病毒, 检测显示产生CPE的细胞培养物中野生型基因组和亚基因组共同存在. 猪瘟病毒致细胞病变模型的构建, 为进一步研究其致病的分子机制开辟了新的方向.     

镧和钆对DU145细胞诱导的前成骨细胞和破骨细胞分化的影响

为探索稀土化合物在防治前列腺癌骨转移方面的潜在药理作用,研究了镧(La)和钆(Gd)对前列腺癌细胞DU145诱导的成、破骨细胞分化的影响.实验结果表明,DU145细胞的条件培养基能够促进小鼠前成骨细胞MC3T3-e1的增殖、ALP活性和钙沉积,而且经La处理后作用进一步加强.然而Gd处理后的DU145细胞条件培养基组对MC3T3-e1的ALP活性和钙沉积影响并不显著.RT-PCR实验表明,La可能通过上调DU145细胞分泌的细胞因子BMP6表达,抑制Noggin的表达进而促进成骨细胞的增殖和分化;而且成骨细胞的增殖、分化与JNK信号转导通路有关.此外,还观察到La能够抑制DU145细胞诱导的破骨细胞生成,并且通过下调前列腺癌细胞RANKL的表达而起到抑制作用.然而Gd对DU145细胞诱导的破骨细胞生成的影响并不显著.     

JWA参与调控细胞分化的结构和功能研究

为阐明新基因JWA的结构特征、表达调节规律和生物学功能,通过基因重组和测序,确定了大鼠JWA同源基因和人JWA基因621bp的启动子序列;用RT-PCR法,分析了培养细胞株和原代白血病细胞经药物处理后JWAmRNA的表达情况,发现TPA处理后JWAmRNA水平在肿瘤细胞株与非肿瘤细胞株中呈反向变化;用维甲酸治疗前的M3型白血病人骨髓白细胞,其JWA基因对多种诱导分化剂处理不敏感;而用维甲酸治疗10d后再用诱导分化剂处理,则JWA基因的转录水平均被下调,提示M3型白血病细胞在ATRA作用下的分化可能是启动JWA信号转导通路的前提,而JWA基因的表达下调是否为白血病细胞进一步分化及4HPR,As     

BAP31 在结直肠癌中的表达及临床意义

采用组织芯片技术和免疫组织化学染色法检测B 细胞受体相关蛋白31 (B cell receptorassociated protein 31, BAP31)在120 例结直肠癌组织及其配对远端正常组织中的表达情况, 并分析其与临床病理特征之间的关系. 结果显示, BAP31 主要定位于胞浆, 正常黏膜上皮呈阴性或弱阳性表达. 在结直肠癌组织中阳性表达率为64.17%, 明显高于正常黏膜上皮中的6.67%,差异具有统计学意义(P=0.000). BAP31 阴性表达与结直肠癌的低分化程度(P=0.001)及远处转移相关(P=0.036). BAP31 阴性患者总体生存率明显低于阳性患者(P=0.003). 因此, BAP31 可能是判断结直肠癌预后的潜在指标, 并与肿瘤的侵袭性行为有关.     

JWA参与维甲酸、佛波酯和三氧化二砷诱导急性早幼粒细胞性白血病细胞分化和凋亡的可能机制

JWA基因是受维甲酸（RA）、13顺－维甲酸（13－cRA）和佛波酯（TPA）等调控的细胞骨架相关基因，以前的研究发现，JWA基因与细胞分化和凋亡有关，为了探讨JWA基因在急性早幼粒细胞性白血病（APL0细胞分化和凋亡过程中的作用及机制，分别用ATRA，4HPR，TPA和As2O3处理NB4细胞，Westernblot和RT0RCR检测JWA基因在蛋白和mRAN水平的表达，同时检测细胞周期和CD11b，CD33细胞表面抗原，分析细胞分化和凋亡，结果ATRA和As2O3分别诱导细胞分化和凋亡，而4HPR和TPA对NB4细胞分化和凋亡有双重诱导作用，在诱导细胞分化和凋亡过程中，JWA基因的表达水平均上调，但PML／RARα融合基因变化不明显，用JWA反应核酸处理NB4细胞后，TPA诱导其分化和凋亡的作用受到明显抑制，TPA对NB4的作用可能是通过由JWA参与的直接和间接两种途径实现的，在对APL（M3）原代细胞的研究中除观察到NB4细胞相似的JWA的变化外，还发现一特异的与APL细胞分化和凋亡有关的异常分子量的JWA蛋白；异常分子量的JWA蛋白是否是APL（M3）区别于NB4细胞的一种分子植物志以及JWA是否通过caspases信号调节通路参与NB4细胞分化和凋亡等均有待进一步研究证实。     

胚胎干细胞向肝系细胞定向分化及其在肝再生中的应用

细胞移植和生物人工肝(bioartificial liver, BAL)作为终末期肝病的辅助治疗方法, 在越来越受到广泛关注的同时, 也面临着细胞来源、数量限制、存活期短、功能迅速降低等问题, 因此迫切需要寻找新的、合适的细胞来源. 胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)是从囊胚内细胞团(inner cell mass, ICM)中分离获得的、具有无限增殖能力和分化全能性的原始细胞, 能在特定的诱导条件下分化成各种组织 特异性细胞, 在临床上具有极其广阔的应用前景, 其向肝系细胞的定向分化使其可能成为肝脏细胞移植和BAL的一个重要细胞来源. 目前, 研究重点在于控制分化过程以获得足够数量的所需类型细胞. 本文概括了肝脏的发育与分化, 综述了ESC向肝系细胞定向诱导分化的最新研究进展, 并对其在肝再生中的应用和存在问题也进行了探讨, 希冀对该领域的研究提供一些新的思路.     

以胚胎干细胞为核供体能促进异种重构胚的体外发育

体细胞在异种成熟的去核卵母细胞中能够去分化和重编程,并能发育到囊胚,甚至能全程发育正常出生。为了评价胚胎干细胞作为供核细胞在异种动物克隆中的意义,以小鼠胚胎干细胞（ES）为核供体,兔成熟的去核卵母细胞为受体构建异种重构胚,分析其在体外的发育能力,并以小鼠胚胎成纤维细胞和成年小鼠外耳皮肤的成纤维细胞为对照。通过核移植的方法分别把3种细胞移入成熟的兔去核卵母细胞透明带下,经电融合和激活后,在体外培养,胚胎干细胞作为供核细胞所构建的异种重构胚在体外发育到囊胚的比例为16.1％,明显高于用成年小鼠外耳皮肤成纤维细胞（0％～3.1％,P<0.05）和小鼠胚胎成纤维细胞（2.1％～3.7％,P<0.05）所构建的异种重构胚的体外囊胚发育率.重构囊胚细胞经染色体分析,证实其染色体来源于小鼠胚胎干细胞。以上结果显示,用胚胎干细胞作为供核细胞,比体细胞作为供核细胞所构建的异种重构胚更容易进行重编程,并且胚胎干细胞指导异种克隆胚胎正常发育的能力强于体细胞。     

非休眠期成年牛耳成纤维细胞用于核移植

哺乳动物的自然生殖方式是有性生殖 ,需要精子和卵子进行受精作用 .核移植技术为哺乳动物无性生殖提供手段 .以前 ,人们多采用未分化或分化不完全的胚胎细胞作为供核细胞 .自Wilmut等人应用成年绵羊体细胞作为供核细胞进行核移植获得全程发育以来 ,体细胞核移植已在多种动物上获得成功 .Wilmut等人认为 ,应用G0 期成年体细胞作为供核细胞是核移植成功的关键 (“G0 期假定”) .为了验证“G0 期假定” ,我们用非休眠期成年牛耳成纤维细胞作为供体 ,以去核牛卵母细胞 (体外成熟 )作为受体进行核移植 .实验中核移植后电融合率达5 1 .6 % ,融合后重组卵卵裂率达 5 4.5 % ,并且有 9.1 %发育到 32细胞期 .这些结果表明 :处于非休眠期的成年牛供核体细胞移植到去核卵母细胞至少能进行早期发育     

胚胎干细胞及其在神经系统疾病中的应用

胚胎干细胞是由桑椹胚、内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制分化培养后分离筛选出的具有发育全能（或多能）性的细胞。它可在体外无限增殖，并且经诱导后可定向分化为多种细胞类型。因此它可作为细胞替代疗法中的种子细胞来源，为许多疑难疾患的治疗提供崭新的思路和良好的前景。近年来，随着社会的老龄化，神经系统退化性疾病在人类疾病谱中占越来重要的地位，将胚胎干细胞用于此类疾病的治疗，在动物实验中已取得初步成效。此外，胚胎干细胞变可用于治疗脊髓损伤等。本文将就近年来有关胚胎干细胞的分离及鉴定、胚胎干细胞的自我更新、定向分化及其在神经系统疾病中的应用等方面的研究进展作一综述。     

JWA参与调控细胞分化的结构和功能

为阐明新基因JWA的结构特征、表达调节规律和生物学功能，通过基因重组和测序，确定了大鼠JWA同源基因和人JWA基因621bp的启动子序列；用RT－PCR法，分析了培养细胞株和原代白血病细胞经药物处理后JWA mRNA的表达情况，发现TPA处理后JWAmRNA水平在肿瘤细胞株与非肿瘤细胞株中呈反向变化：用维甲酸治疗前的M3型白血病人骨髓白细胞，其JWA基因对多种诱导分化剂处理不敏感；而用维甲酸治疗10d后再用诱导分化剂处理，则JWA基因的转录水平均被下调，提示M3型白血病细胞在ATRA作用下的分化可能是启动JWA信号转导通路的前提。而JWA基因的表达下调是否为白血病细胞进一步分化及4HPR，As2O3和TPA等诱导细胞凋亡所必需，值得进一步探讨。JWA基因在不同种属中保持较为稳定的序列特征，说明该基因在生物进化中可能较保守并可能具有相近的生物学功能。     

色素腺体和棉酚在陆地棉体细胞培养中的作用

以陆地棉3对色素腺体近等基因系、陆地棉标准系TM－1和棉花组织培养的模式品系珂字棉312为材料，研究了色素腺体和棉酚对陆地棉体细胞培养效果的影响。结果表明，外植体的色素腺体性状和棉酚含量对于棉花愈伤组织诱导和生长有显著的抑制作用，无色素腺体棉的出愈率和单块愈伤组织重均显著高于相应的有色素腺体近等基因系，并较有色素腺 体棉容易获得再生植株。外植体中的棉酚含量与其出愈率成显著负相关（γ=0.84)。培养基中加入外源棉酚对于棉花愈伤组织诱导和生长均有明显的抑制作用，特别是无色素腺体棉。但较低的外源棉酚（0.1mg/L）可使无色素腺体棉愈伤组织生长稳健，并有较多的胚性细胞，并可显著地促进体细胞分化，提高无腺体棉体细胞培养的植侏再生频率。此外，还讨论了珂字棉312幼苗棉酚含量的变化特点，以及幼苗棉酚含量变化与组织培养的关系，并提出了用外源棉酚来改良棉花体细胞培养体系的可能性。     

细胞重编程改写细胞命运：细胞的返老还童——2012年诺贝尔生理学或医学奖简介

科学家们对细胞重编程的研究已经持续了数十年。所谓细胞重编程是指“已分化的特定细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”。1962年,约翰·戈登（John Gurdon）在他的实验室里证明,已分化的动物体细胞在蛙卵中可以被重编程,从而具有发育成完整个体的能力,证明了细胞的分化是可逆的。2006年,山中伸弥（Shinya Yamanaka）将戈登的这一成果推进了一大步,实现了细胞在体外的重编程,诱导出了具有多能性的细胞（即诱导性多能干细胞,induced pluripotent stem cell,iPS细胞）,证明了细胞命运是有选择性地打开或关闭某些基因的结果。与胚胎干细胞相比,iPS细胞的优势在于它避开了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,使干细胞研究能被所有人接受。同时,由于这些细胞来自于病人自身,在临床应用时有希望避免免疫系统对外来组织的排斥。iPS技术的创立开创了一个全新的研究领域。     

人可溶性TRAIL蛋白在衣藻叶绿体中的表达

肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)能选择性诱导多种肿瘤细胞凋亡而对正常细胞无毒性. 以衣藻叶绿体基因组的clpP-trnL-petB-chlL-rpl23-rpl2为同源重组片段, 壮观霉素抗性基因为选择标记, 构建了编码TRAIL胞外区可溶性片段(sTRAIL)的cDNA衣藻叶绿体表达载体p64TRAIL, 通过基因枪将其导入衣藻叶绿体中, 经壮观霉素抗性筛选, 获得了3个抗性衣藻转化子. 转化子经过抗性继代筛选后, 经PCR, Southern blot检测分析及暗培养, 证实sTRAIL编码区DNA已整合到衣藻叶绿体基因组中, Western blot检测分析表明, sTRAIL编码区在衣藻叶绿体中获得了表达. Western blot影像摄录分析表明, 表达的sTRAIL蛋白占衣藻细胞可溶性总蛋白的0.43%~0.67%. 实验结果证明, 用衣藻叶绿体作为生物反应器生产医药蛋白是可行的.     

HSV-1的microRNA-LAT基因修饰人骨髓间充质干细胞的体外研究

人骨髓间充质干细胞(HMSCs)具有强大的多向分化潜能, 能为组织移植和体外基因传递载体. 单纯疱疹病毒1型(HSV-1)不仅具有嗜神经元性, 而且对HMSCs也具有很强亲嗜性, 可作为HMSCs的基因修饰载体, 主要通过其自身携带的microRNA-LAT发挥抑制凋亡作用. 本研究构建针对microRNA-LAT的特异性茎环结构的逆转录引物, 并用特殊探针的real-time RT-PCR方法检测HMSCs细胞质中成熟microRNA-LAT的相对定量水平. 采用顺铂诱导对照法观察HSV-1对HMSCs的作用. 通过观察HMSCs细胞形态和流式细胞仪检测细胞凋亡率, 评测HSV-1引起的HMSCs抗凋亡功能; 同时采用RNAi方法, 化学合成TGF-β信号传导通路中SMAD3及TGF-β1靶点的siRNA和microRNA- LAT siRNA. 从基因mRNA, microRNA和蛋白质水平, 分别采用RT-PCR, real-time RT-PCR和Western blotting方法, 检测HMSCs中microRNA-LAT和SMAD3及TGF-β1表达水平及其相互关系. 结果表明, 与单纯顺铂诱导对照组相比, HSV-1组和microRNA- LAT组HMSCs凋亡细胞数减少, 细胞凋亡率降低(P < 0.05), 具有抗凋亡作用; 在TGF-β信号传导通路中, HSV-1组和microRNA-LAT组TGF-β1与 SMAD3靶点基因在mRNA水平及蛋白水平的表达量均观察到一定程度降低, 且降低水平与采用RNAi法的SMAD3组和TGF-β1组相类似. Real-time RT-PCR结果显示, 与空白对照组相比, 顺铂组HMSCs细胞质中成熟microRNA-LAT mRNA水平有所降低(P < 0.05). 据此, HSV-1 及其microRNA-LAT可敲除SMAD3和TGF-β1基因, 下调TGF-β信号传导通路表达而对顺铂诱导的HMSCs凋亡有拮抗作用. 本研究结果证明, HSV-1自身携带的microRNA-LAT对HMSCs细胞TGF-β信号传导通路中的SMAD3和TGF-β1具有精细调节和基因修饰作用, 使HMSCs具有抗凋亡功能, 并且HSV-1可作为针对HMSCs的特殊基因修饰候选载体.     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1+β2M-细胞向肝细胞分化

体内移植研究表明, 骨髓来源的干细胞具有向成熟的肝细胞分化的能力. 然而, 成体干细胞向肝细胞诱导分化的效率、分化细胞的功能状态、微环境对细胞分化的影响等均存在许多疑问. 以高效、稳定表达肝细胞生长因子的肝星状细胞株CFSC/HGF作为饲养细胞, 成功地将大鼠骨髓来源的Thy-1⁺β₂M^-细胞(bone marrow derived Thy-1⁺β₂M^-cells, BDTCs)诱导为肝细胞, 经RT-PCR和免疫荧光化学检测证实, 该条件下诱导后的BDTCs表达幼稚或成熟肝细胞特异性的基因, 分化细胞具有成熟肝细胞特有的靛青绿摄取排泌、氨基代谢和白蛋白分泌的功能, 提示肝细胞生长因子、肝脏非实质细胞及其产生的细胞外基质为骨髓干细胞向肝细胞分化提供了适宜的微环境. 这为以骨髓干细胞为基础的再生医学在终末期肝病治疗中的应用提供了理论和技术上的支持.