“人多能干细胞多能性维持和发育潜能差异的系统研究”进展

人类胚胎干细胞及诱导多能干细胞研究的一个目标就是将它们成功应用于临床细胞替代疗法,为人类健康做贡献。诱导人类胚胎干细胞及诱导多能干细胞向不同谱系的细胞定向分化是将其应用于临床的前提,系统研究具有不同发育潜能的人多能干细胞间多种差异的分子机制,不仅能够深入理解发育潜能建立的分子基础,而且对筛选和建立符合临床应用标准的人多能干细胞具有重要意义。由同济大学康九红教授领衔的国家重大科学研究计划项目,通过研究不同来源的人类胚胎干细胞及诱导多能干细胞系在多能性、分化潜能、临床有效性和安全性差异的内在本质的区别,对其中所涉及的4个关键科学问题开展了深入研究,取得了若干重要进展。本文就该项目研究的概况、研究进展、实施效果进行回顾与论述,并对后续研究提出展望。     

干细胞动员在缺血性疾病中的应用

缺血性疾病是临床上一种严重危害健康,降低患者生活质量,致死、致残率高的疾病,主要包括肢体缺血、糖尿病坏疽、缺血性心肌梗塞及缺血性脑梗塞等。骨髓干细胞(bone marrow-derived stem cells,BMSCs)具有多向分化潜能,已成为缺血性疾病领域的研究热点,通过应用干细胞动员剂动员骨髓干细胞至缺血损伤组织诱使血管新生,改善血流灌注和氧供,修复损伤组织,为缺血性疾病的再血管化治疗提供了新策略。骨髓干细胞动员具有操作简便、安全有效、无创伤以及避免干细胞移植引起的免疫排斥反应的特点,应用骨髓干细胞动员的方法和干预策略具有较好的发展潜力。     

脂肪源基质细胞生物学特性的实验研究

造血干细胞移植是目前治疗恶性血液病最有效的一种方法，但目前移植物抗宿主病（GVHD）仍是骨髓移植或造血干细胞移植相关死亡的主要原因。诱导移植后受体的免疫耐受是防治GVHD的主要策略。研究发现：骨髓来源的间充质干细胞（MSC）具有独特的免疫调节特性，能诱导受体免疫耐受，有望在异基因造血干细胞移植中发挥重要作用。但骨髓的来源和数量有限，使其广泛应用受到限制。在人体脂肪组织中也存在一群能多向分化的干细胞，称为脂肪源基质细胞（ASC）。为探明它与骨髓间充质干细胞（MSC）之间在表型、功能上的异同，     

骨髓基质干细胞分化的神经组织细胞促进周围神经选择性再生的临床前研究

国家863计划重点项目“骨髓基质干细胞分化的神经组织细胞促进周围神经选择性再生的临床前研究”，属干细胞研究及其在组织（器官）工程中的作用研究领域。干细胞的多向分化潜能一直是生物与现代农业技术领域的研究热点，本研究主要对骨髓基质干细胞有可能对周围神经再生的作用做了探索，特点是针对干细胞的多向分化潜能，探讨了干细胞在周围神经再生领域内的可能应用前景。主要研究内容包括以下三大方面：     

科技快讯

小鼠胚胎头部是一个新的造血干细胞发育位点在小鼠胚胎中,胚胎尾侧的主动脉-性腺-中肾区(AGM区)被认为是胚内唯一产生造血干细胞的区域。军事医学科学院附属307医院刘兵研究组与蛋白质科学国家重点实验室杨晓研究组等合作,研究发现与主动脉-性腺-中肾区相并列,在小鼠胚胎E10.5—E11.5期,其头部也隐藏有造血干细胞,它在进入循环系统前,在成年受体小鼠中表现出具有长期、高效、多世系重建以     

通过异种核移植获取人胚胎干细胞

多莉羊的诞生证明通过核移植技术可以使哺乳类动物的体细胞重新回到胚胎状态(体细胞重编程)。科学家据此提出了治疗性克隆的设想:可以先去除卵母细胞的核,然后将病人的体细胞核植入卵母细胞,卵母细胞的胞质会对体细胞核进行重编程,使其从一个已分化的细胞核转变成一个具有全能发育潜能的胚胎核。这样的核可以支持胚胎发育成囊胚,人们可以从这种重编程胚胎中分离胚胎干细胞。由于这样获得的胚胎干细胞(称为核移植胚胎干细胞,ntES细胞)是由病人自己的体细胞核所编码,与病人具有同样基因型,它所衍生出的细胞或组织植回病人体内将不会引起免疫…     

精原细胞向生殖干细胞和生殖细胞转化的机制研究

生殖干细胞是生殖细胞发育的早期阶段。生殖干细胞是一类特殊类型的成体干细胞,它不但具有干细胞的特性,还具有传递遗传信息的能力。本项目以阐明精原干细胞转换体系为中心,以研究精原干细胞向雌性生殖干细胞转换的机制为主线,揭示其复杂机制和探索其在性分化异常相关疾病机理研究中的应用。基于这一主线,我们首先根据前期研究结果建立了精原干细胞向雌性生殖干细胞体外转化体系,根据这一结果和技术平台以及前期研究已建立的体内转换小鼠模型,从表观遗传学、细胞代谢和细胞器重塑等角度揭示了精原干细胞向雌性生殖干细胞转化的机制。另一方面,利用已建立的体内转换小鼠模型和已建立的性分化异常疾病资源库和家系库等揭示了性分化异常及相关疾病发生机制。项目的实施为性分化异常相关疾病的防治提供理论依据和技术平台,为人类优生和出生缺陷的防治奠定基础。     

胚胎组织干细胞的分离、纯化及其制剂产业化前的关键技术研究

当胚胎干细胞技术因伦理的困扰而徘徊时，吉林大学病理生物学重点实验室坚持的成体干细胞组织工程研究已有15年的历史。就成体干细胞分离纯化及其以其为种子细胞的TE技术的标准化和各种TE材料的构建等研究，承担863计划重大专项2项，国家自然科学基金等项目11项。申报专利6项，授权4项。发表论文139篇，其中刊登在Cancer Res．等26篇论文被SCI收录，     

脐带血造血干细胞采集、分离和冷冻保存研究

目的：优化脐带血造血干细胞采集、分离和冷冻保存的方法，初步探讨建立脐带血造血干细胞库的系统方法。方法：运用抗凝、密闭式血袋无菌采集符合要求的足月顺产或剖宫产新生儿脐带血，进行相应的微生物项目检测及HLA分型检测，采用二次回浆再提取的方法分离制备脐带血有核细胞（NC），并通过对不同的降温速率优化脐带血造血干细胞的冷冻保存及复温方法，对复温后的脐带血造血干细胞进行计数及活性检测。结果：共收集脐带血49份，筛选并冷冻保存了26份，所收集的脐全血体积124．6±26．27ml，NG总数（1．64±0．94）×10^9；分离后脐血体积25．77±1．45ml，NC总数（1．52±0．89）×10^9，回收率为（92．12±5．78）％。分离前后细胞活性台盼蓝拒染率分别为（96．8±1．14）％和（95．7±1．63）％冻融前后NC总数分别为（2．16±0．79）×10^9和（1．97±0．95）×10^9，NC回收率（92．97±7．53）％，台盼蓝拒染率分别为95．7％和96％，CD34＋细胞数分别为（8．02±4．61）×10^9和（6．89±4．15）×10^9，CD34＋细胞回收率（85．56±5．27）％，粒单系细胞集落形成单位（CFU-GM）回收率（91．45±5．44）％。脐血遗血干细胞在冷冻保护剂和复苏方法相同而降温速率不同的情况下，4℃-40℃时采用1℃／min的降温速率优于5℃／min的降温速率，-40℃-90℃时采用1℃／min或5℃／min的降温速率以及在置-196℃液氮保存前自-40℃降至-90℃或降至-150℃之间，结果均无显著性差异。结论：优化的脐带血造血干细胞采集、分离和冷冻保存的方法，造血干细胞回收率高，可以满足普通病人造血干细胞移植的需求。     

拟南芥蛋白激酶CIPK23正向调控细胞钾离子通道AKTI

为了调查人脐带血细胞在山羊多种组织中的嫁接和分化，上海交通大学上海医学遗传研究所黄淑帧课题组与美国宾夕法尼亚大学DonA．Baldwin合作，利用胎儿早期免疫系统发育尚未成熟的特点，将带有绿色荧光蛋白（GFP）报告基因标记的人脐带血造血干细胞注射到妊娠45—55天的胎山羊腹腔中，成功建立了人源干细胞能在山羊体内长期存活的人／山羊异种移植嵌合体。研究人员进一步通过在活体水平上的系统观察，分析了人源干细胞在山羊多种脏器中的生物学特征，并用基因芯片技术分析了嵌合体中人源基因的表达谱，获得了宝贵的科学资料。相关研究论文发表在2006年5月16日PMIS，103（20）：7801—7806上。