胚胎干细胞的研究与利用

小鼠胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ,ＥＳ ｃｅｌｌ）由小鼠囊胚期内细胞团（ｉｎｎｅｒ ｃｅｌｌ ｍａｓｓ）分离得到,具有在体外保持不分我限增殖能力;在胎鼠或成鼠体内胚胎干细胞可以分化形成各种细胞类型;在合适的增减条件下,胚胎干细胞可以定向诱经形成多种细胞类型。人们利用胚胎干细胞建立了多种细胞、组织的体外分化模型,发现并确定了一系列新的生物海性因子,并用于研究哺乳动物早期发育中细     

两性小鼠核移植胚胎干细胞系的建立及其在胚胎干细胞多能性评估中的研究

治疗性克隆的安全性与风险性是阻碍治疗性克隆发展的关键环节之一. 由于受到社会伦理问题的限制, 人胚胎干细胞的多能性检测只能通过畸胎瘤的方式鉴定, 与传统的小鼠生殖系嵌合鉴定方式不同. 但是两种多能性检测方式之间的区别还不清楚. 本研究利用遗传突变两性小鼠心肌成纤维细胞作为核移植供体细胞, 构建核移植胚胎, 经过体外培养获得克隆囊胚, 建立核移植胚胎干细胞系. 对胚胎干细胞系的鉴定结果表明, 两性小鼠核移植胚胎干细胞系表达所有小鼠胚胎干细胞系多能性及特异的分子标记, 如碱性磷酸酶活性, Oct4, Nanog, SSEA-1等, 干细胞注射到免疫缺陷小鼠(SCID)体内能够形成含有三胚层分化附属物的畸胎瘤组织, 证明两性小鼠核移植胚胎干细胞系具有多能性. 但通过囊胚注射的方式获得的二倍体嵌合小鼠经过交配不能获得生殖系嵌合的小鼠, 因而两性小鼠核移植胚胎干细胞系并不具有全能性, 说明体内形成三胚层分化附属物的畸胎瘤组织并不能替代传统的生殖系嵌合, 提示在人治疗性克隆胚胎干细胞系多能性鉴定中, 仍然需要更多、更严格的标准, 进而最大程度地降低治疗性克隆临床应用的风险性.     

小鼠胚胎干细胞中2C-like细胞研究进展

小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)由小鼠囊胚的内细胞团体外培养获得.小鼠胚胎干细胞可贡献到胚胎的3个胚层,但缺乏形成胚外组织的能力,因此,小鼠胚胎干细胞被认为具有多能性(pluripotent),而不是全能性(totipotent).值得注意的是,小鼠胚胎干细胞中含有少量的亚细胞群(小于1%),其基因表达模式类似2-细胞期胚胎,这一类细胞称为2-细胞期胚胎样细胞(2-cell embryo like cell, 2C-like cell).在适当的体外培养条件下,小鼠胚胎干细胞和诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)中均会自发产生少量的2C-like细胞. 2C-like细胞具有全能性和独特的发育特性,嵌合体实验证明其可同时贡献到胚胎和胚外组织中,因此2C-like细胞可以作为体外研究全能性干细胞的理想模型.本文就2C-like细胞的发现、分子调控机制、染色质特征、激活策略以及与体细胞重编程之间的关系等进行综述.     

人类成纤维细胞作为人胚胎干细胞饲养层细胞的初步研究

为了避免将来应用时，人类胚胎干细胞接触到小鼠细胞和小鼠可能存在的病理原体，利用人类自身的成纤维细胞作为体外培养人胚胎干细胞的饲养层一直是其将来应用中需要解决的问题，用流产胎儿和成体包皮细胞分离的成纤维细胞作为饲养层，成功地将人类胚胎干细胞传代，传代过程中的人ES细胞在人的成纤维细胞层上保持不分化的特征。     

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。     

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.     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

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。     

小鼠基因剔除技术

2007年诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国犹他大学教授卡佩基(M.R. Capecchi)、美国北卡罗来纳州大学教授史密西斯(O.Smithies)和英国卡迪夫大学教授埃文斯(M.J.Evans),以表彰他们在1980年代分别建立了小鼠胚胎干细胞系和对胚胎干细胞染色体DNA进行定点突变的DNA同源重组技术,从而实现了人们对小鼠基因组进行定点改造的可能.     

明胶铺底培养人胚胎干细胞的初步研究

基质胶是人胚胎干细胞的无饲养层培养体系中常规使用的包被材料, 但其价格昂贵同时不方便使用. 本文研究了明胶作为替代包被材料的可能性. 结果表明, 明胶能够维持经胰蛋白酶消化的人胚胎干细胞的未分化状态. 生长在明胶上的胚胎干细胞表达多能性标志物, 具有畸胎瘤形成能力同时维持正常核型. 对在明胶上培养了10代的人胚胎干细胞进行检测, 结果显示这些细胞仍然表达高水平的Oct4. 同时, 与基质胶上生长的人胚胎干细胞相比, 明胶上生长的人胚胎干细胞能够形成相似大小和数量的碱性磷酸酶阳性集落(P>0.05), 同时生长在两种包被材料上的人胚胎干细胞含有相似比例的SSEA-4阳性细胞(95.1% vs 94.3%. P >0.05). 这个基于明胶的培养方法可能会帮助我们低成本地对人胚胎干细胞进行大规模扩增     

干细胞引领生物医学革命

干细胞是一类具有自我增殖能力和多向分化潜能的细胞。以胚胎干细胞和诱导多能干细胞为核心的干细胞技术的跨越式发展正引领着一场新的生物医学革命。文章主要介绍干细胞技术的发展及其在细胞治疗、疾病模型、药物筛选和人造器官等领域的研究进展与挑战。尽管干细胞基础研究取得了巨大进步,但是干细胞技术的临床转化和产业化仍然面临诸多挑战。如何更好地利用干细胞和交叉学科新技术为人类服务还有很多事情等着我们去做。     

干细胞浅说

本文提供有关干细胞的基本知识,包括解释什么是干细胞（Ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ）,什么是多能干细胞（Ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ　Ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ）,多能干细胞是如何产生的,多能干细胞在科学上有什么重要性,为什么干细胞具有增进人体健康的巨大可能性,以及什么是成年干细胞（Ａｄｕｌｔ　Ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ）等。 最近关于第一个人类多能干细胞系分离并培养成功的报道使人大为振奋,它把生物医学研究推到了新的前沿。这些人类多能干细胞系的开发理应得到缜密的科学检验,评估其在发展新的疾病防治战略方面提供的可能性,并对有关的伦…     

胚胎干细胞,来自生之初的关怀

干细胞对于大多数人来说还是一个陌生的名词,从婴儿脐带血中提取干细胞治病更是闻所未闻。干细胞是尚未分化的细胞,它们能发育成为血液、肌肉、神经、心脏等不同器官,其中胚胎干细胞的分化潜力最强。成年动物体内也存在一些干细胞,如果能够分离培育干细胞并控制其发育方向,就可能制造各种健康的细胞、组织甚至器官用于移植手术,从根本上治疗多种目前不能治愈的疾病,如糖尿病、脊髓损伤、脑退化等。此外,干细胞还有增强人体免疫力、改变人类生存状态、延长人的寿命等潜能。     

诱导多潜能干细胞(iPSCs)的临床应用进展

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)自2006年被Yamanaka研究小组发现后,由于其与胚胎干细胞相似的分化潜能,且不涉及伦理问题,在临床研究等方面具有广阔的研究前景并迅速成为当前研究的热点.利用该技术能获得疾病特异的诱导多潜能干细胞,避免了移植中的免疫排斥问题,同时也可将其诱导分化为各种细胞类型并用于疾病模型的研究.本综述主要探讨iPS细胞的疾病模型和细胞治疗的研究进展,并就其存在的问题及应用前景进行浅析.     

巧避伦理难题皮肤亦成干细胞提高成功几率再生医疗终可期——细胞生物学家郭礼和谈近期干细胞研究新突破

不久前,日本京都大学和美国威斯康星大学的科学家分别利用人的皮肤细胞成功诱导生成类似胚胎干细胞性质的全能干细胞,以上研究成果经权威的<科学>和<细胞>杂志刊登后,全球学术界和舆论即为之轰动.     

人类胚胎干细胞研究的有关资料

胚胎干细胞研究的突破胚胎干细胞 (ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍｃｅｌｌｓ,ＥＳ)是在胚胎发育早期———囊胚 (受精后约 5～ 7天 )中未分化的细胞。囊胚含有约 1 40个细胞 ,外表是一层扁平细胞 ,称“滋养层 (ｔｒｏｐｈｏｂｌａｓｔ)” ,可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称“囊胚腔” ,腔内一侧的细胞群称“内细胞群 (ｉｎｎｅｒｃｅｌｌｍａｓｓ)” ,这是一群具有全部分化能力的细胞 ,它们在胚胎发育的过程中 ,可以进一步分裂、分化 ,发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体的各种…     

维持Oct-4基因表达对小鼠胚胎干细胞分化的影响

通过导入外源性表达的Oct-4基因,使小鼠胚胎干细胞（ES细胞）在维甲酸诱导分化后仍继续维持Oct-4基因的表达,建立了Oct-4基因维持表达的ES－O细胞株。研究发现,在缺乏干细胞分化抑制因子LIF的情况下,Oct-4基因的维持表达本身并不能维持ES－O细胞的干细胞特性;在LIF存在时,Oct-4基因的维持表达增强了ES－O细胞维持干细胞未分化状态的能力, 而且部分抑制了维甲酸诱导的细胞分化,说明Oct-4基因与LIF协同作用才能维持ES细胞的未分化状态,在细胞分化过程中,ES－O细胞倾向于向神经细胞分化,提示Oct-4基因的维持表达可能与神经外胚层分化相关。     

科学家首次“造”出小鼠胚胎

正科学家一直对人类胚胎早期发育过程抱有极大兴趣,希望能借此了解早期妊娠失败的原因。英国研究人员日前在2017年3月3日出版的《科学》杂志上报告说,他们利用小鼠两种不同类型的干细胞,首次完全在体外培育出了小鼠胚胎。哺乳动物受精卵要经历多次分裂,生成大量干细胞。这些干细胞中,一部分最终形成胚胎身体的,叫作胚胎干细胞。这些胚胎干细胞集聚到一起,形成了胚胎的早期阶段——胚泡。胚泡中还存在另外两种干细     

全球首例人类胚胎干细胞

美国杰龙生物医药公司（Geron Corporation）宣布．亚特兰大医院利用该公司培植的GRNOPCI人类胚胎干细胞,展开全球首例人类胚胎干细胞治疗的人体临床试验。以评估该公司生产的GRNOPCI人体胚胎干细胞．用在治疗脊髓损伤方面的安全性与耐受性．这是获得美国政府批准的．     

荧光磁性纳米粒子标记的小鼠胚胎干细胞靶向识别体内胃癌细胞

胃癌的早期诊断和治疗是提高胃癌患者预后的关键, 纳米技术和干细胞是继手术、化疗和放疗之外新兴的肿瘤治疗新技术. 制备了氨基化修饰的荧光磁性纳米粒子(FMNPs), 无滋养层培养了小鼠胚胎干细胞(mESCs), 体外实验评价了mESCs的条件培养基对胃癌细胞的影响, 并利用FMNPs标记mESCs制备了干细胞纳米探针(FMNPs-mESCs), 通过尾静脉注射进入荷瘤小鼠的体内, 利用小动物活体成像系统考察了FMNPs-mESCs靶向识别体内胃癌细胞的能力. 结果显示, 制备的FMNPs具有良好的荧光性能和磁响应性能, 在50 μg/mL的浓度范围内对mESCs具有良好的生物活性, mESCs的条件培养基对胃癌细胞具有显著的抑制增殖的作用, FMNPs标记的mESCs具有良好的荧光性能, 在注射进入荷瘤小鼠体内6 h后可以通过活体成像结果和离体器官的荧光成像结果观察到肿瘤组织有显著的荧光信号. 研究表明, FMNPs-mESCs具有特异靶向识别体内胃癌细胞的能力, 为利用胚胎干细胞治疗胃癌提出新的研究方向.