恒河猴骨髓间充质干细胞在体外向角膜上皮前体细胞的诱导分化

组织工程生物角膜是角膜的理想替代物, 为严重眼表疾病的治疗带来了希望. 然而, 足量种子细胞的获得是构建生物角膜的瓶颈. 骨髓间充质干细胞(MSC)具有多向分化潜能. 为探讨MSC能否分化为角膜上皮细胞, 将分离培养的灵长类动物恒河猴P3代MSC在体外基质微环境中通过3种方案诱导, 对诱导前后的MSC用形态学观察、免疫组织化学技术和流式细胞仪检测评价其分化情况. 结果显示, Ⅲ组MSC表现出角膜上皮前体细胞的形态特征, 检测出角膜上皮前体细胞的标志, 包括integrinb1, Cx43, Pax6和P63的表达. 这说明, 在适宜条件下, MSC能够诱导分化为角膜上皮前体样细胞, 有可能作为构建生物角膜的种子细胞来源, 进行眼表修复.     

转基因肝星状细胞定向诱导骨髓Thy-1^＋β2M^-1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^-1细胞(bone marrow derivedThy-1^ β2M^-1 ceils，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。     

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.     

人脂肪间充质干细胞体外血管内皮细胞分化

利用脂肪抽提术从脂肪组织中分离出hADSCs, 通过诱导分化观察hADSCs向血管内皮细胞分化的可能性. 结果显示, 诱导后的hADSCs具有血管内皮细胞的一些特性, 能够表达血管内皮细胞特有的表面标志CD34和vWF, 具有很强的低密度脂蛋白摄取和前列环素代谢活力, 并且在Matrigel凝胶中能够形成毛细血管样结构. 结果表明, hADSCs具有向血管内皮细胞分化的能力, 在组织器官工程血管化及细胞移植治疗中可能会有广泛的应用价值.     

可控释淫羊藿苷的仿生组装骨诱导修复材料

中药来源的植物黄酮淫羊藿苷具有良好的成骨药理活性, 其来源广泛、价格低廉、性质稳定, 有望作为一种新的成骨因子应用于骨组织工程研究. 本研究采用原位复合和冷冻干燥技术, 探索性地仿生构建了淫羊藿苷-壳聚糖/羟基磷灰石(淫羊藿苷-CS/HA)复合材料, 并对其物理特征、力学性能、体外细胞相容性、药物控释行为和原位骨缺损修复进行了研究. 结果表明: 淫羊藿苷载药过程对CS/HA复合材料的物理结构无显著影响, 对其力学性能的影响与载药剂量相关; 该材料细胞相容性良好, 可诱导人骨髓间充质干细胞向成骨方向分化; 在体外释药缓慢, 对所载淫羊藿苷的控释时间可达90 d以上; 另外, 体内骨修复试验亦证明该材料具有良好的骨传导性和骨诱导活性, 能有效填充骨缺损并促进早期成骨. 这些结果都说明淫羊藿苷-CS/HA复合材料是一种理想的骨组织工程诱导修复材料, 其制备方法可为载药支架材料研究提供新的思路.     

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.     

胎儿骨髓间充质干细胞中SSEA-4阳性表达细胞的分离和检测

为了验证成体干细胞中全能性干细胞存在的可能性, 以SSEA-4抗原为筛选标志, 利用免疫磁珠筛选技术从胎儿来源的骨髓间充质干细胞(fetal mesenchymal stem cells, fMSCs)中筛选并培养得到SSEA-4表达阳性的fMSC-SSEA-4细胞, 从形态学、生长曲线、表面标志及细胞周期、核型分析等方面检测其生物学性状, 并通过Oct-4及SSEA-4抗体的表达及致瘤性等方面分析其全能性状. 同时观察了fMSC-SSEA-4细胞的诱导分化能力. 结果发现, fMSC-SSEA-4细胞的形态学表现、细胞周期和生长曲线检测与fMSCs无明显差异; fMSC-SSEA-4细胞Oct-4和SSEA-4抗体表达阳性, 并且表现为正常的二倍体核型, 无明显的致瘤性状. 在不同的诱导条件下, fMSC-SSEA-4细胞可向成骨细胞、脂肪细胞和神经元样细胞分化. 实验结果提示, fMSCs中存在有全能干细胞性状的一群细胞, 从而为进一步深入研究和更好地应用fMSCs提供了理论依据.     

静磁场对骨组织的影响及其分子机制探讨

静磁场是磁场强度和方向恒定的磁场,其作为一种非侵入性的物理因子,在骨生物学领域已有多年的基础和临床研究历史.大量动物实验和临床研究显示,静磁场对骨质疏松、骨折不愈合、骨植入体的骨不连以及骨关节炎等骨科疾病均有良好的作用效果.静磁场对这些骨骼疾病的作用与其对骨组织细胞增殖及分化的调节相关.在体外,静磁场可促进骨髓间充质干细胞及成骨细胞的分化和矿化,而抑制骨髓单核细胞及破骨细胞的分化和骨吸收活力.静磁场对骨组织细胞调控的可能机制是静磁场影响了细胞生长因子、信号分子、细胞骨架、细胞膜、细胞内钙离子及铁代谢等.本文从动物及临床实验研究和细胞生物学研究两方面综述了静磁场对骨组织的影响,同时对可能的分子机制进行了探讨,在此基础上还介绍了该研究中需进一步探讨的问题.     

小鼠骨髓基质细胞系BMSC1的建立及鉴定

对T细胞发育的研究表明:胸腺是T细胞发育的主要场所,来源于骨髓的pro-T细胞进入胸腺,在胸腺微环境的作用下,经阳性和阴性选择逐渐发育为成熟的T细胞输出胸腺。但目前对T细胞在骨髓内是如何由造血干细胞分化成pro-T细胞的发育过程还不太清楚,骨髓微环境与此过程密切相关。现在的研究表明骨髓造血微环境主要是由骨髓基质细胞(Bone Marrow Stromal Cell,BMSC)及其分泌的细胞外基质、细胞因子三者共同组成,影响着造血细胞的粘附、增殖和分化。其中骨髓基质细胞是关键成分,主要包括成纤维细胞、脂肪细胞、巨噬细胞、内皮细胞和上皮细胞等。各种基质细胞网状分隔构成微环境支架,造血细胞在此微环境支架中与基质细胞相互作用并接受基质细胞分泌的造血因子的刺激而增殖分化。研究T细胞在骨髓内发育途径及分化机理,须分析BMSC类型、功能及其与发育中的T细胞的相互作用效应,其体外培养可以仔细分析骨髓微环境的作用。为此,我们继建成了小鼠胸腺基质细胞系以后,开始建立小鼠骨髓基质细胞系,本文报道所建骨髓基质细胞系BMSC1,并对其进行了细胞学鉴定分析。     

类风湿性关节炎的骨髓源学说

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)一直被认为是一种只局限于关节的自身免疫病,T细胞的功能变化是其发病的主要原因.近来,一系列研究显示骨髓来源的成纤维样和巨噬细胞样滑膜细胞在关节翳的形成中具有更重要的作用;另外,在RA中很早出现具有自身免疫特性的B细胞,滑膜组织的有些方面与骨髓有相似之处,有利于B细胞免疫应答的发生.鉴于RA中同时有骨髓的异常,加上其特有的滑膜生发中心,RA可以被认为是一种有利于B细胞应答的微环境疾病.RA的整个发病过程起源于骨髓,造血干细胞的异常促进了疾病的发生.大多数与RA发病相关的病毒都有嗜骨髓倾向(tropism).RA的骨髓源理论很好地解释了RA经常与其他自身免疫性疾病和良性淋巴细胞增生(如大颗粒T淋巴细胞症)相互交叉的原因.已有报道证实:RA可通过骨髓移植获得缓解,这一治疗手段的风湿病学价值有待深入探讨.RA的发病机制较复杂,但在很大程度上可以被理解为是一种需经骨髓移植等方法治疗的干细胞疾病.     

TiO2纳米管生物膜的血液相容性及重吸收功能

采用阳极氧化法制备新型高强度的TiO2纳米管薄膜,通过对纳米管底部进行HF气体腐蚀获得了两端通透的TiO2纳米管阵列薄膜.利用混合种植方法于两端通透的纳米管阵列表面种植了猪肾小管上皮细胞(LLC-PK1)和血管内皮细胞(ECV304),成功制备了具有生理功能的TiO2纳米管生物膜材料.运用血浆复钙化法对比研究了载玻片、纯金属钛片、未种植细胞TiO2纳米管和种植细胞TiO2纳米管的血液相容性,并采用自制的装置检测了该生物膜对钠钾离子的重吸收功能.结果表明,种植细胞的纳米管阵列薄膜的血液相容性要远远好于其他对照组,且该生物膜具有很好的重吸收功能,证实所制备的TiO2纳米管阵列生物膜具有良好的生理功能,是用于生物透析较为理想的候选材料.     

体积较大的多孔聚酯支架中的骨髓基质干细胞的分布

考察了在圆柱状聚乙交酯-丙交酯(PLGA)多孔支架上接种细胞时, 如何通过将细胞悬液接种在支架的合适深度来快速实现细胞在支架中的均匀分布. 支架利用常温模压-粒子滤出的方法制备, 致孔剂为球形石蜡粒子, 支架的高度和直径均为10 mm. 通过体外唑溴盐染色和定量测定支架不同层面上细胞数量的方法, 考察了细胞在支架上的分布情况. 发现当细胞被接种在支架的中上部时, 细胞在支架上培养一定的时间之后可以在整个支架中基本实现均匀分布, 而其他的接种部位则难以达到细胞的均匀分布. 同时证实, 骨髓基质干细胞在球形孔PLGA支架上经成骨诱导后也可以分化为成骨细胞.     

发育重演律与干细胞研究

发育重演律是生物个体发育的一般规律,也是干细胞分化的一般规律,可以为干细胞研究提供指导。本文根据发育重演律提供的个体发育基本模式和干细胞分化的一般过程,提出了干细胞分化周期的概念,不但指出了成体干细胞在体内存在的部位,还对多潜能干细胞和单能干细胞存在的部位进行了区分,并对间充质干细胞的本质及相关现象进行了阐释。     

纳米羟基磷灰石/胶原/磷酸丝氨酸仿生复合骨组织工程支架材料的制备及表征

制备仿生型骨组织工程支架复合材料, 观察并分析支架的结构特征、矿化性能、细胞相容性及体内骨修复性能. 将纳米羟基磷灰石粉体、胶原蛋白溶液和磷酸丝氨酸按比例混合, 搅拌均匀, 再进行交联处理, 最后冷冻干燥得到支架材料. 所制备的复合支架材料具有三维多孔的微观结构; 在模拟体液中的矿化产物其形态受复合材料中有机成分的调控; 该复合支架具有良好的生物相容性, MC3T3-E1细胞在支架上黏附、拓展并可与材料相互作用; 植入骨缺损12周后能够促进新骨形成. 纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-磷酸丝氨酸(nHA-COL-PS)支架材料是性能良好的组织工程支架材料, 可用于骨缺损的修复.     

LiCl对大鼠MSCs的动员效应及动员后细胞的分化潜能研究

为探讨LiCl动员间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)的效应及动员后细胞的神经分化潜能. 用LiCl动员大鼠后, 以CFU-F分析其动员效应, 从形态学、表型分子的检测等对动员MSCs鉴定. 用b-巯基乙醇和神经元原代培养上清液诱导动员后MSCs向神经元分化. 结果表明, CFU-F分析显示LiCl可有效动员外周血MSCs, 形态学、表型分子等实验证实动员的细胞为MSCs, 并可被b-巯基乙醇和神经元原代培养上清液诱导, 表达神经元特异标志分子NSE, NF, Nestin和NeuN. 全细胞膜片钳记录到诱导后的MSCs有内向钠电流. 研究表明, 循环MSCs可被LiCl动员, 并在一定的环境下向神经元细胞分化, 这为神经损伤的修复提示了广阔的前景.     

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.     

Dy~(3+)对小鼠骨髓基质细胞成骨和成脂分化及成骨细胞横向分化为脂肪细胞的影响

通过MTT,碱性磷酸酶活性测定,矿化功能表达以及油红O的定量测定等多种方法研究了Dy3+对原代培养的小鼠骨髓基质细胞成骨分化和成脂分化以及原代培养的小鼠成骨细胞横向分化为脂肪细胞的影响.研究结果表明,浓度为1×10-8,1×10-5mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞增殖没有影响,但在其他浓度下则抑制骨髓基质细胞的增殖;1×10-10,1×10-9mol/L的Dy3+对成骨细胞增殖没有影响,在其他浓度下则抑制成骨细胞的增殖;当Dy3+与骨髓基质细胞作用7d,除1×10-9和1×10-7mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞成骨分化没有影响外,其他浓度下的Dy3+则促进骨髓基质细胞成骨分化;当作用14d,1×10-5mol/L的Dy3+抑制骨髓基质细胞成骨分化,1×10-9,1×10-8,1×10-7和1×10-6mol/L的Dy3+促进骨髓基质细胞成骨分化,并且1×10-6mol/L的Dy3+的促进作用最大;测试浓度下的Dy3+都促进骨髓基质细胞的矿化功能;除1×10-7mol/L的Dy3+对骨髓基质细胞的成脂分化没有影响外,其他浓度的Dy3+则抑制骨髓基质细胞的成脂分化;测试浓度下的Dy3+都明显抑制成骨细胞的横...     

小鼠胸腺基质细胞诱导Pre—T细胞的分化

体内重建试验证明,骨髓来源的 Pro-T 细胞,在胸腺内经历多阶段的发育,分化为对自身抗原耐受、对外来抗原应答的功能成熟 T 细胞,迁出胸腺.经嵌合小鼠及转基因小鼠研究证明,胸腺微环境基质细胞(TSC)对胸腺内 T 细胞的发育,有选择作用,阳性选择导致 T 细胞功能发育,阴性选择导致 T 细胞克隆消除或不活化.鉴于 TSC 类型的多样性,很难分析胸腺内起选择作用的细胞类型及分子机理.为此,体外建立 TSC 系,在体外培养中,分析已知类型的 TSC 对特定发育阶段的 T 细胞分化的作     

RGD标记纳米氧化铁的肿瘤血管生成分子影像学研究

在肿瘤血管生成过程中, 活化血管内皮细胞整合素表达明显上调. 精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-aspartic acid, RGD)三肽序列是整合素α_νβ₃的特异性识别位点. 本项研究制备了RGD肽标记的以聚乳酸(poly lactic acid, PLA)为包被材料的超小超顺磁性氧化铁(ultrasmall paramagnetic iron oxide, USPIO)(以RGD-PLA-USPIO指代), 并在体外和体内实验中考察了其检测肿瘤血管生成的能力. 普鲁士蓝染色和透射电子显微镜(transmission electronic microscopy, TEM)证实了人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)可以特异性摄取RGD-PLA-USPIO. Vx-2肿瘤模型注射RGD-PLA-USPIO后在磁共振T₂*加权图像可以发现显著的信号降低, 而对侧肌肉组织仅见轻微本底改变. 结果表明, RGD-PLA-USPIO可以有效在磁共振图像上显示活化肿瘤血管内皮整合素α_νβ₃的表达, 未来有望在肿瘤的诊断和疗效监测方面发挥重要作用.     

骨髓来源干细胞在肝移植中的应用及其相关机制

肝脏移植已经日益成为治疗终末期肝病最为有效的方法, 而供肝严重短缺、急慢性排斥反应以及长期应用免疫抑制剂所带来的毒副作用一直是肝移植面临的三大难题. 骨髓来源的干细胞具有向肝系细胞分化的潜能, 参与损伤后肝再生. 肝移植术后, 急性排斥反应、缺血再灌注、部分肝移植肝量损失、术后肝炎复发及“小肝综合征”等对移植肝造成的损伤环境可对骨髓来源不同干细胞亚群产生趋化作用, 动员其进入外周循环并迁移至肝脏, 促进移植肝功能修复. 此外, 骨髓来源干细胞还可参与活体肝移植供者的功能性肝再生. 骨髓源干细胞参与肝再生的过程可能是通过SDF-1及其受体CXCR4的相互作用以及HGF, IL-8, MMP9, VEGF/VEGFR-2等因子的参与而实现的. 肝移植联合供者来源的骨髓源干细胞移植可以诱导供者特异性免疫耐受, 使异体移植肝得以长期高质量存活. 总之, 无论是从参与再生的角度还是从诱导免疫耐受的角度, 无论从受者的角度还是从活体供者的角度, 骨髓来源的干细胞移植都显示了辅助肝移植治疗肝衰竭, 进而拓宽肝移植发展空间的强大优势, 为广大肝病患者带来新的希望.