心肌分化的调控

骨髓间质干细胞被认为是生物体内的自体修复库。了解生理情况下心肌细胞分化的调控过程是进行骨髓间质干细胞心肌分化研究的基础。根据对动物胚胎发育的研究，心脏的发育、心肌细胞的分化过程是多种基因和多种因子，通过多种途径，在不同时间点上进行调控的复杂过程。本文对与心肌细胞分化相关的基因、蛋白质、酶和生长因子等在心脏发育、心肌分化中的作用作一综述，并探讨了心脏不同部分心肌细胞形成过程中有关基因表达的区域和时相变化，为进一步研究骨髓间质干细胞向心肌分化的调控机制奠定基础。     

胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中的表观遗传调控

干细胞向心肌细胞分化是一个复杂、动态的过程.在这个过程中,相关基因的激活和关闭都受到严格的调控,并随着分化的不同阶段呈现规则有序的表达规律.表观遗传在调节基因激活和关闭过程中起着非常重要的作用,其中DNA的甲基化、组蛋白的表观遗传修饰、长链非编码RNA以及microRNA是胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中表观遗传调控的关键作用方式.因此,对心肌细胞分化过程中表观遗传调控的探索将有助于了解心脏发育的生理过程以及相关心脏疾病的发病机制.     

干细胞诱导心肌细胞增殖与运动促进心肌细胞再生的研究进展

背景：干细胞移植治疗心血管疾病表现出传统方法无可比拟的优越性,但干细胞向心肌细胞自发分化的效率非常低,而且影响干细胞分化的因素很多。目的：阐明不同来源干细胞治疗心肌梗死的优缺点,探讨提高心肌细胞分化效率的方法,最佳诱导分化条件及运动促进干细胞动员、诱导内源性心肌细胞再生的机制。方法：由第一作者检索1985至2015年PubMed数据库和中国知网收录的与干细胞治疗心肌梗死、干细胞向心肌细胞分化运动影响干细胞增殖及心肌细胞再生的相关文献。英文检索词为“stem cells,myocardial infarction,myocardial regeneration,cardiac cell,exercise”,中文检索词为“干细胞,心肌梗死,心肌再生,心肌细胞,运动”,共纳入54篇文章进行综述。结果与结论：为了提高心肌细胞分化率,近年来多种化学诱导剂和生物成分先后应用于干细胞向心肌细胞分化的研究,模拟心肌微环境和血管细胞生长因子的作用也是诱导心肌细胞分化的主要方法。通过有氧运动促进干细胞动员来诱导缺血心脏血管新生和上调各种血管生长因子表达,可促进心肌细胞增殖和修复。有关干细胞的获取、移植排斥反应、向心肌细胞定向分化的调控机制还需进行深入探讨。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

心脏特异的转录因子在胚胎干细胞分化为心肌细胞中的作用

胚胎干细胞在没有白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)的条件下培养时可以分化成心肌细胞,这些细胞表达一些收缩蛋白,如肌浆球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)和肌球蛋白轻链-2V(ventricular myosin light chain,MLC2V)。很多研究者进一步从转录因子的角度研究了控制心脏发育的转录因子在胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中的表达,结果表明心脏转录因子GATA4、肌细胞增强因子2C(myocyte-specific enhancer factor 2C,MEF2C)和NKx2.5控制着心脏相关基因的表达,它们在心脏发生进程中发挥重要的转录调控作用。研究同时发现多条信号通路参与了心肌细胞分化的调节。此外,纯化胚胎干细胞源性心肌细胞用于治疗心肌梗塞亦是一个关键问题。然而,胚胎细胞向心肌细胞分化的分子机理还有待进一步研究。     

钠离子通道阻断剂抑制骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：研究发现人和动物的多种间充质干细胞均存在河豚毒素敏感性钠离子通道,但钠离子通道是否会影响间充质干细胞向心肌细胞分化尚无共识。 目的：观察钠离子通道特异性阻断剂河豚毒素对骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的影响。 方法：利用Percoll’s密度梯度离心法结合差速贴壁法分离大鼠骨髓间充质干细胞,用主动脉逆行生物酶灌流法分离大鼠成体心肌细胞。将DAPI标记的大鼠骨髓间充质干细胞与成体心肌细胞混合培养,应用0,10,100 μmol/L的河豚毒素进行干预,1周后观察骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化情况。 结果与结论：免疫荧光细胞化学染色显示,大鼠骨髓间充质干细胞和成体心肌细胞混合培养1周后,骨髓间充质干细胞显著表达心肌特异性蛋白结蛋白和肌球蛋白,而10,100 μmol/L的河豚毒素均可完全抑制结蛋白和肌球蛋白在骨髓间充质干细胞中的表达。提示钠离子通道是骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的必要条件。     

胚胎干细胞的定向心肌分化及其调控机制

胚胎干细胞是具有分化为各种类型组织细胞潜能的全能干细胞,可在体外大量扩增,细胞因子、激素、诱导剂和细胞内转录因子等可诱导和调控胚胎干细胞进行心肌细胞定向分化,这将使干细胞移植治疗心肌损伤性疾病成为可能。探讨胚胎干细胞向心肌细胞的定向分化及其调控机制,进而可在体内外调控干细胞向心肌细胞的定向分化,这将为临床应用干细胞分化新生心肌细胞以治疗心肌损伤性疾病提供理想的细胞来源和可靠的理论依据。     

利用c-kit~+骨髓间充质干细胞与心脏脱细胞骨架共培育心肌组织

背景:研究发现c-kit阳性骨髓间充质干细胞可特异分化为心肌细胞,可能成为理想的种子细胞。目的:验证利用c-kit+骨髓间充质干细胞及心脏脱细胞骨架培育心肌组织的可行性。方法:取成年大鼠心脏脱细胞后备用。取大鼠骨髓间充质干细胞,培养至第8代后行c-kit富集,采用5μmol/L的5氮杂胞苷诱导2周后行二氢吡啶受体α2富集,然后继续培养行心肌分化鉴定或种植于心脏脱细胞骨架内行心肌组织培养。6周后,利用心肌细胞特异性蛋白表达及动作电位鉴定心肌细胞分化,利用免疫荧光染色分析新生心肌组织结构。结果与结论:第2次富集6周后,约60%的骨髓间充质干细胞表达心肌肌钙蛋白T、GATA结合蛋白4、连接蛋白43,电生理分析显示这些细胞可产生心肌细胞样动作电位,证实c-kit+骨髓间充质干细胞可特异分化为心肌细胞,种植于脱细胞心脏骨架后可形成排列有序的心肌组织。     

胚胎干细胞的定向心肌分化及其调控机制

胚胎干细胞是具有分化为各种类型组织细胞潜能的全能干细胞,可在体外大量扩增,细胞因子、激素、诱导剂和细胞内转录因子等可诱导和调控胚胎干细胞进行心肌细胞定向分化,这将使干细胞移植治疗心肌损伤性疾病成为可能.探讨胚胎干细胞向心肌细胞的定向分化及其调控机制,进而可在体内外调控干细胞向心肌细胞的定向分化,这将为临床应用干细胞分化新生心肌细胞以治疗心肌损伤性疾病提供理想的细胞来源和可靠的理论依据.     

中药制剂诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化

背景:中药具有临床应用安全性高等特点,目前已有很多研究应用中药或单体成分体外诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化。目的:总结、分析中药诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化的研究进展,并展望其应用前景。方法:应用计算机检索CNKI数据库中2001年1月至2013年1月关于中药诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞的文章,以"中药;骨髓间充质干细胞;心肌细胞"或"bone marrow mesenchymal stem cells,myocardial cells"为检索词进行检索,排除陈旧及重复实验文章,重点对36篇文献进行分析。结果与结论:经三七总皂苷、丹酚酸B、加味丹参饮、淫羊藿苷、黄芪甲苷等不同的中药诱导制剂诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化,诱导后细胞免疫组化和RT-PCR检测结果显示肌细胞纤维蛋白、心肌肌钙蛋白I和主要组织相容性复合体表达均呈阳性,阳性细胞呈梭形和成纤维细胞样形态,即表明有促进增殖分化的作用。结果显示中药诱导骨髓间充质干细胞定向分化为心肌细胞已成为国内外该领域的研究热点,为临床治疗心肌梗死等缺血性心脏病提供理论基础。     

诱导间充质干细胞向心肌样细胞的分化*

背景：目前很多体内外实验都已表明间充质干细胞具有向心肌样细胞或心肌细胞分化的能力,这使间充质干细胞治疗心脏疾病成为可能。 目的：比较诱导间充质干细胞向心肌样细胞分化实验方法的异同及存在的问题。 方法：以“mesenchymal stem cells,cardiomyocyte, differentiation;间充质干细胞,心肌细胞,诱导;分化”为检索词,应用计算机检索2000-12/2010-12 PubMed 数据库与万方数据库,与间充质干细胞诱导分化为心肌细胞相关的文章。 结果与结论：间充质干细胞向心肌细胞分化的方法主要有：①心肌细胞条件培养液：间充质干细胞在体外经药物诱导或模拟体内心肌微环境能定向诱导分化为心肌样细胞。②与希望诱导成的目的细胞共同培养：间充质干细胞可经药物诱导诱导分化为心肌细胞,也可不经任何诱导在心肌微环境中分化为心肌细胞。虽然间充质干细胞在体外心脏病理条件下可分化为心肌细胞,使间充质干细胞治疗心脏疾病成为可能,但其研究有待进一步完善。关键词：诱导;分化;间充质干细胞;心肌样细胞;干细胞 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.19.035     

Notch信号系统调控骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：Notch信号系统在调控骨髓间充质干细胞的定向分化中起关键作用,但尚无涉及干细胞分化为心肌细胞及其分化机制的报道。 目的：分析Notch信号系统在骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中的调控作用。 方法：将分离培养的骨髓间充质干细胞与心肌细胞共培养,Jagged1组加入Notch激活剂Jagged1,DAPT组加入Notch激活剂Jagged1和抑制剂DAPT,对照组加入PBS缓冲液。用反转录-聚合酶链反应、免疫组化等方法检测干细胞分化为心肌细胞的情况及Notch信号系统的表达。 结果与结论：骨髓间充质干细胞在体外可分化为心肌细胞,与DAPT组及对照组相比,Jagged1组的干细胞分化为心肌细胞的比率提高,心肌标志物表达增多,并且Notch1和Jagged1表达增强。证实Notch信号系统对骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞起正向调控作用。     

胚胎干细胞体外分化为心肌细胞诱导因素的探讨

目的:用胚胎干细胞(ESC)体外诱导分化为心肌细胞,从分子水平上研究早期心脏发育相关基因及其功能。方法:(1)胚胎干细胞的培养。(2)胚胎干细胞的分化培养。(3)被分化的心肌细胞鉴定:RNA的提取;心脏特异性引物的合成和RT-PCR反应;探针标记、纯化和比放射活性测定;RNA斑点杂交。结果:用最适条件培养液对ESC定向诱导分化,可使80%以上的ESC分化为心肌细胞。心肌细胞以同步的方式进行收缩。反转录PCR和斑点杂交的结果显示:心肌在早期发育就开始表达其特异性基因。结论:胚胎干细胞体外能诱导分化为心肌细胞。胎牛血清、二甲基亚砜和维甲酸的浓度及它们之间的组成不同,对ES细胞定向诱导为心肌细胞均有影响。最佳诱导条件是用2 nmol/L维甲酸、0.6%二甲基亚砜和20%胎牛血清组成的条件培养液。     

心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化(英文)CSCD

背景:骨形态发生蛋白、Wnt、Notch、FGF及Hedgehog等信号通路是否参与诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化还不清楚。目的:探讨心肌微环境中,不同刺激因素诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞及其分化的机制。方法:利用Transwell培养装置建立心肌微环境,骨髓间充质干细胞在此环境中培养并加入Wnt11、骨形态发生蛋白抑制剂诱导其向心肌细胞分化;应用RT-PCR、Western blot方法检测骨形态发生蛋白、Wnt、Notch、FGF和Hedgehog信号通路关键信号分子的表达。同时检测心肌特异性转录因子(Nkx2.5、GATA4、Mef2c)和成熟心肌细胞特异性基因(cTnI、ANP、α-MHC、β-MHC)的表达。结果与结论:骨髓间充质干细胞经过与大鼠心肌细胞共培养诱导后,Wnt、骨形态发生蛋白、Notch、Hedgehog信号通路关键信号分子的表达较未诱导的阴性对照组明显升高(P<0.01)。在骨髓间充质干细胞与大鼠心肌细胞共培养体系中加入骨形态发生蛋白信号通路的抑制剂Noggin,心肌特异性转录因子或结构蛋白的表达明显降低(P<0.01)。提示心肌细胞构成的微环境可以诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞;Wnt、骨形态发生蛋白、Notch、FGF、Hedgehog信号通路共同参与了诱导分化过程。     

miR-148a促进人诱导性多能干细胞向心肌样细胞的分化

文题释义：人诱导性多能干细胞来源的心肌样细胞：在体外直接将人诱导性多能干细胞定向诱导分化为心肌样细胞具有供者个体基因的特异性,不仅可以进行发病机制的深入研究,还可以进行个体化药物治疗测试,为精准个性化治疗带来希望。来自于患者自身体细胞的心肌细胞扩增速度快,没有免疫排斥和伦理问题,但目前的主要问题是来自于人诱导性多能干细胞的心肌样细胞成熟程度不佳,分化的细胞不具备成人心肌细胞的电生理活动,且纯化有一定困难。 微小RNA的调节作用：微小RNA是一类内源性的非编码单链RNA,通常含有19-22个核苷酸,可通过靶向结合mRNA而使其降解或抑制其翻译,发挥对靶基因的转录后调控作用。近年来,基于芯片分析技术发现有多个miRNA在心肌分化发育或干细胞向心肌样细胞定向分化过程中发挥调控作用,有正向调控也有负向调控。 背景：研究发现,miR-148a可以促进人骨髓间充质干细胞定向分化为成熟心肌样细胞,但关于miR-148a对人诱导性多能干细胞向心肌样细胞分化的影响则未见报道。 目的：探讨miR-148a对人诱导性多能干细胞向心肌样细胞分化的影响。 方法：将人诱导性多能干细胞分为3组向心肌样细胞诱导分化,对照组细胞不做处理,低表达组细胞用miR-148a抑制物处理28 d,高表达组细胞用miR-148a模拟物处理28 d;另取常规培养28 d的人诱导性多能干细胞为空白对照组。CCK-8检测细胞增殖活力,qRT-PCR检测miR-148a mRNA的表达,免疫荧光染色和Western blot检测MHC和cTnT蛋白的表达。 结果与结论：①低表达组细胞内miR-148a mRNA表达、细胞增殖活力低于空白对照组和对照组,高表达组高于其他3组(P < 0.01);②空白对照组无MHC和cTnT的阳性表达,对照组、低表达组和高表达组均有MHC和cTnT的阳性表达;③低表达组细胞MHC和cTnT蛋白表达低于对照组,高表达组高于其他3组(P < 0.01);④以上结果提示,miR-148a可促进人诱导性多能干细胞向心肌样细胞分化。 ORCID: 0000-0003-1698-4393(毛庆) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

调控因子在巨核细胞分化中的重要作用

巨核细胞生成经历了骨髓多能干细胞向巨核细胞的分化决定以及巨核系祖细胞的继续分化和发育成熟。这一过程涉及多个基因有序开启和关闭的复杂而又精密的调控，包括胞质、胞核的一系列变化。在髓系细胞分化过程中，红系细胞和巨核系细胞是由同一种前体细胞分化而来，其分化机制目前还未完全被揭示。转录水平的调控是巨核细胞分化研究的重点，文章主要对巨核细胞分化过程相关转录因子的研究进展进行综述。     

miR-2135对P19细胞增殖及向心肌细胞分化的作用

文章快速阅读：文题释义： P19细胞：是从小鼠畸胎瘤中分离得到的多功能干细胞,目前已被广泛用于心脏发育的分子机制研究中。P19细胞具有自我复制能力和分化潜能,在体外不同培养条件下,它可分化成多种类型的细胞,例如低浓度二甲亚砜可诱导其分化成心肌细胞。 MicroRNA：是内源性的非编码的单链小RNA,它通过与靶基因mRNA 3’UTR区域结合,诱导mRNA的降解或阻止其翻译调控基因的表达。一个miRNA可以调控众多基因的表达,几个miRNA也可以组合来精细调控某个基因的表达。据推测,miRNA调控人类一半以上的基因。miRNA高度保守性与其功能重要性有着密切关系。 摘要 背景：既往研究发现,向心肌分化P19细胞中的miR-2135表达水平显著高于未分化P19细胞,但miR-2135对P19细胞增殖、向心肌细胞分化和心脏发育的影响尚不明确。 目的：探索miR-2135对P19细胞增殖及向心肌细胞分化的影响。 方法：分别以miR-2135沉默及空载质粒转染P19细胞,培养0-4 d,MTT法检测细胞增殖;培养0,24,48 h,流式细胞仪检测细胞周期。诱导两组转染的P19细胞向心肌细胞分化,诱导第0,10天,采用qRT-PCR检测P19细胞中miR-2135的表达;诱导第10天,采用蛋白免疫印迹检测心肌分化相关标志物心肌肌钙蛋白T、心房钠尿肽和心肌转录因子的表达。 结果与结论：①转染结果：转染miR-2135沉默质粒的P19细胞低表达miR-2135;②细胞增殖与周期：miR-2135沉默质粒转染P19细胞的增殖速度快于空载质粒转染P19细胞(P < 0.05),培养24,48 h的S期细胞比例明显高于空载质粒转染P19细胞(P < 0.05);③qRT-PCR检测结果：miR-2135沉默质粒转染P19细胞诱导10 d的miR-2135表达明显高于诱导0 d水平(P < 0.01);④蛋白免疫印迹检测结果：诱导  10 d,miR-2135沉默质粒转染P19细胞心肌肌钙蛋白T、心房钠尿肽和心肌转录因子的表达明显低于空载质粒转染P19细胞;⑤结果表明：miR-2135抑制P19细胞的增殖,可促进其向心肌细胞分化。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程 ORCID: 0000-0002-8966-879X(李辉)     

体外心肌梗死微环境下大鼠骨髓间充质干细胞向内皮样细胞的分化

背景：间充质干细胞来源于中胚层,具有多向分化的能力。有研究显示骨髓间充质干细胞有向内皮细胞分化的能力,从而有助于心肌梗死后心脏新生血管的形成和心肌修复。 目的：观察骨髓间充质干细胞体外成内皮样细胞分化的特点,以及体外模拟心肌梗死微环境对骨髓间充质干细胞向内皮样细胞分化的影响。 方法：骨髓取自SD大鼠股骨和胫骨,骨髓分离培养骨髓间充质干细胞,体外扩增,对其形态学、增殖能力及多向分化能力进行鉴定;建立大鼠心肌梗死模型,制备8 h、3 d、1周、2周、4周梗死后不同时间点心肌组织的匀浆,分别加入到由血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子β、胰岛素样生长因子1组成的内皮细胞诱导体系中,共同诱导2周后,观察不同时间的心肌组织匀浆对骨髓间充质干细胞增殖和成内皮分化的影响,检测vWF特异性抗原及表达的阳性率。 结果与结论：通过对培养细胞的形态学及功能鉴定,证明其为骨髓间充质干细胞,并具有成骨、成脂肪细胞、成内皮样细胞分化的能力。加入生长因子诱导体系诱导后的细胞部分表达vWF,梗死心肌匀浆与生长因子共同作用,能促进骨髓间充质干细胞向内皮细胞分化,vWF阳性率提高(P < 0.05)。RT-PCR显示加入梗死1周心肌组织匀浆诱导的骨髓间充质干细胞其vWF阳性表达率最高。提示骨髓间充质干细胞是一种具有多向分化能力的有别于造血干细胞的另一种骨髓干细胞。骨髓间充质干细胞具有向内皮分化的能力,且加入梗死心肌组织匀浆的诱导体系在体外可促进骨髓间充质干细胞向内皮细胞的分化。应用骨髓间充质干细胞治疗的最佳时机在1周为宜。     

骨髓基质干细胞分化为心肌细胞的研究进展

骨髓基质干细胞在适当的诱导剂诱导下可分化为心肌细胞,出现心肌细胞表型,还表达功能性受体。在心肌微环境中,也可分化为心肌细胞。但其分化机制尚不清楚。也有研究认为骨髓基质干细胞不能分化为心肌细胞,尚需对骨髓基质干细胞分化为心肌细胞的机制进行深入研究。     

心脏干细胞的研究与进展

背景：大量研究证明,哺乳动物心脏中存在心脏自身干细胞,参与心脏的自我更新和内源性修复。 目的：就心脏干细胞的来源、分类、特征及心脏病治疗等方面进行综述。 方法：由第一作者应用计算机检索PubMed数据库2000-01/2010-12有关心脏干细胞的来源、分化、特征及其在心肌再生方面的文章,检索词为“Cardiac stem cell”,包括临床研究和基础研究,排除重复研究和Meta 分析,共保留32篇文献进行综述。 结果与结论：心脏干细胞是一类存在于心脏组织内能够自我更新及克隆增殖的干细胞,它能够分化为心肌细胞、内皮细胞,参与心脏损伤修复,改善心功能。现已能够通过体外分离培养扩增后移植入动物心脏内,为下一步在临床上应用于人体打下了基础。但成体心脏干细胞自身的稳态平衡和动态变化,及其向心脏功能细胞分化需经历哪些具体过程,有哪些影响因素及如何调控等还不太清楚,需要继续研究以进一步证实。     

心肌条件培养液与5-氮胞苷诱导骨髓基质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：骨髓基质干细胞可以明显改善心肌缺血时的心脏功能,但其直接分化为心肌细胞并参与心功能恢复的机制尚不明确。 目的：探讨心肌条件培养液与5-氮胞苷诱导骨髓基质干细胞分化为心肌样细胞的作用。 方法：全骨髓贴壁法分离培养骨髓基质干细胞,将第6代骨髓基质干细胞随机分为4组：5-氮胞苷+心肌条件培养液联合诱导组;5-氮胞苷组;心肌条件培养液组;基础培养基组(空白组)。用心肌条件培养液和5-氮胞苷诱导3周后用免疫组化法测定各组心肌肌钙蛋白表达,并采用单因素方差分析检验进行统计学分析。 结果与结论：在体外心肌条件培养液可以诱导骨髓基质干细胞向心肌细胞分化,提示其中细胞因子可能起关键作用,但心肌条件培养液的这种作用要弱于化学诱导剂5-氮胞苷的诱导作用,且联合诱导作用更强。