胰岛干细胞研究进展

胰岛干细胞移植是治疗糖尿病的一条新途径，它可避免胰岛移植治疗糖尿病所面临的胰腺供体匮乏及长期使用免疫抑制剂而产生严重副作用的问题。本文将对有关胚胎干细胞及成体干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞，胰岛干细胞的分子标志，及胰岛干细胞的临床应用做一简要概述。     

Conophylline与尼克酰胺联合诱导脂肪源干细胞为功能性类胰岛细胞

背景：1型糖尿病的胰岛移植治疗一直面临供体来源不足与免疫排斥两大关键问题,寻找一种自体来源的种子细胞通过组织工程方法制备类胰岛组织可以提供充足新型供体、降低异基因供体移植的不良反应。 目的：分析成人脂肪干细胞体外分化为对葡萄糖敏感、可分泌胰岛素的功能性胰岛样细胞团的能力,探索体外制备类胰岛组织的技术路线。 方法：首先分离纯化人体脂肪干细胞,采用新型植物诱导剂Conophylline与其他诱导因子的不同组合将脂肪干细胞诱导分化为胰岛样细胞团,观察不同组合的诱导分化效率,并利用特异性染色、RT-PCR,免疫细胞化学等方法对诱导分化后的细胞团在基因水平与蛋白水平上进行鉴定,最后用ELISA法检测细胞团在不同浓度葡萄糖刺激下胰岛素的分泌情况。 结果与结论：脂肪干细胞具有多能干细胞特性,可诱导分化为具有胰岛素分泌和葡萄糖浓度反应性类胰岛细胞团;Conophylline与尼克酰胺联合诱导可大幅度提高诱导分化效率。     

胰岛干细胞的研究与进展:诱导产生功能性β细胞的路还有多远?

背景:胰岛素替代治疗是目前最常用于治疗糖尿病的方法,然而这种治疗方法有很多缺陷。胰岛移植作为治疗糖尿病的一种有效方法已经得到公认。胰岛供体的缺乏和移植排斥反应的存在限制了胰岛移植的临床应用。胰岛干细胞可以有效解决这个难题。目的:文章对胰岛β干细胞的来源、诱导分化效率,目前存在的问题和应用前景进行综述。方法:应用计算机检索Pubmed数据库1990-01/2009-12有关于糖尿病干细胞研究的相关文献,检索关键词:diabetes,stem cell,treatment,islets。通过阅读标题和文摘进行初筛,排除重复性研究、Meta分析类文献,保留23篇文献进行分析总结。结果与结论:由干细胞诱导分化得到的胰腺β细胞可以发挥调节血糖的作用。目前用于诱导分化为胰腺β细胞的干细胞来源包括胚胎干细胞、胰腺干细胞、骨髓间充质干细胞等。在不同的干细胞诱导分化为胰腺β细胞的研究中,分为体内和体外两种诱导分化方法,而体外诱导法多数采用分步诱导的方式,也有部分实验利用基因技术的方法进行诱导。目前胰岛干细胞的研究仍处于初步阶段,如何诱导产生大量的功能性β细胞仍是一个巨大挑战。     

骨髓间充质干细胞促进胰岛再生的作用与研究现状

背景：研究发现,骨髓间充质干细胞移植入糖尿病大鼠后能够降低其血糖。 目的：综述骨髓间充质干细胞在促进胰岛再生方面的作用与研究现状。 方法：应用计算机检索2003年7月至2011年12月PubMed数据库相关文章,检索词为“bone marrow derive mesenchymal stem cell,islet cells”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索2003年7月至2011年12月万方数据库相关文章,检索词为“骨髓间充质干细胞,胰岛细胞”,并限定文章语言种类为中文。最终纳入符合标准的文献25篇。 结果与结论：目前,移植胰岛治疗糖尿病已取得良好疗效,但由于胰岛来源匮乏和异种或异体来源的胰岛引起免疫排斥反应而难以使众多糖尿患者受益。骨髓间充质干细胞取材方便,容易进行体外分离、培养和纯化,且具有多向分化潜能。若将骨髓间充质干细胞诱导分化为胰岛细胞,可望解决胰岛细胞来源和免疫排斥问题。文章对骨髓间充质干细胞分化为胰岛细胞治疗糖尿病的研究进展进行综述,并指出了存在问题和今后的研究方向。     

胰岛干细胞的体外培养和生长特性

无论是Ⅰ型还是Ⅱ型糖尿病 ,成功应用组织细胞移植进行治疗的主要障碍之一是能产生胰岛素的胰岛组织来源极其困难。传统观念认为胰岛 β细胞在出生后就不能新生 ,但近年的研究显示 ,胰腺通过胰岛 β细胞功能变化和细胞量的增加或减少来维持血糖浓度局限于一个狭窄的生理范围内。现在的观念认为 ,成年机体的胰岛管组织能在体外培养条件下快速增殖 ,并转变为具有多向分化潜能的胰岛干细胞 ,进而能分化形成胰岛 β细胞。最近 ,特别是在小鼠和人的胰岛干细胞的体外培养、生成分化方面取得了一些进展 ,本文简述了这一新技术及相关进展     

哺乳动物胰腺干细胞研究进展

糖尿病是危害人类健康的重大疾病之一，目前的药物及胰岛素替代疗法尚不能从根本上医治该病。近年来，随着组织干细胞工程的兴起，体外分离、克隆胰腺干细胞，并定向诱导其分化为胰岛β细胞，移植β细胞根治Ⅰ型和部分Ⅱ型糖尿病已成为又一研究热点。本文综述了有关胰腺干细胞的分布、活性表现、相关标记物以及胰腺干细胞分离．培养及定向诱导分化为胰岛β细胞等领域的研究进展。     

骨髓间充质干细胞体外诱导分化为胰岛样细胞的降血糖作用

背景：移植胰岛及胰岛细胞治疗糖尿病已初见成效,但由于胰岛来源匮乏和免疫排斥反应而研究受阻。 目的：移植将大鼠骨髓间充质干细胞在体外诱导分化为胰岛样细胞,观察其对糖尿病大鼠的治疗作用。 方法：将大鼠骨髓间充质干细胞用碱性成纤维细胞生长因子、肝细胞生长因子等诱导,免疫细胞染色等检测诱导情况。SD大鼠腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病模型,建模成功后,随机分为对照组移植诱导胰岛样细胞的实验组,实验组经肾包囊移植诱导后的胰岛样细胞,对照组移植相同体积生理盐水,观察移植后糖尿病大鼠血糖和体质量变化。 结果与结论：大鼠骨髓间充质干细胞体外经肝细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等因子诱导后可以向胰岛样细胞转化。细胞移植后,对照组大鼠血糖无明显变化(P > 0.05),实验组大鼠血糖与对照组和移植前相比较,明显降低(P < 0.05)。大鼠骨髓间充质干细胞经含肝细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等的诱导体系可诱导成胰岛样细胞,经诱导的细胞有一定胰岛素分泌能力,将诱导后细胞通过肾包囊途径移植入糖尿病大鼠体内,可降低大鼠血糖水平。     

体外诱导胰腺干细胞向胰岛样细胞团的分化***☆

背景：目前由于胰岛来源匮乏,使得胰岛细胞移植治疗糖尿病无法满足临床需求,故体外将胰腺干细胞诱导分化为胰岛成为研究焦点。 目的：于体外将小鼠胰腺干细胞诱导成胰岛样细胞团并对其进行相关检测,探寻一种胰腺干细胞体外诱导分化成胰岛及鉴定的技术和方法。 方法：体外获得纯化的小鼠胰腺干细胞,采用联合诱导剂对其进行成胰岛方向的诱导分化,并对诱导形成的胰岛样细胞团进行形态学观察、双硫腙染色、RT-PCR和Western blot检测。 结果与结论：实验通过细胞形态学和细胞生长特性的观察以及免疫细胞化学染色证实体外成功获得了小鼠胰腺干细胞,采用联合诱导剂将其诱导成胰岛样结构,呈球形,以较细长的蒂部与瓶底连接,双硫腙染色将其染成铁红色。RT-PCR和Western blot 法可分别检测到胰岛样细胞团的胰岛素mRNA和胰岛素蛋白。结果证实小鼠胰腺干细胞可体外诱导分化成含β细胞的胰岛样细胞团。 关键词：胰腺干细胞;诱导;胰岛样细胞团;干细胞培养;小鼠 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.020     

干细胞与糖尿病治疗

干细胞诱导分化为胰岛 β细胞以重建胰岛为糖尿病的治疗开辟了新途径。胚胎干细胞和成体干细胞是较好的用于细胞替代治疗的细胞来源 ,但干细胞参与糖尿病治疗还存在取材困难 ,分离困难等问题。葡萄糖及成纤维细胞生长因子是胰岛 β细胞基因表达的重要影响因子。     

诱导人孤雌胚胎干细胞分化为胰岛样细胞团

背景:随着人类孤雌胚胎干细胞系的成功建立,对该细胞的进一步分化功能研究成为新的研究热点。目的:研究体外培养的人类孤雌胚胎干细胞诱导分化为胰岛样细胞团的潜能。方法:自主建系孤雌来源人胚胎干细胞和正常来源人胚胎干细胞各1株,运用基于胰腺体内发育规律的改良5阶段诱导法诱导人孤雌胚胎干细胞为胰岛样细胞团,加入不同生长因子及诱导试剂对人胚胎干细胞分5阶段序贯培养。结果与结论:终末分化细胞光镜下呈团状聚集,RT-PCR、免疫荧光染色检测分化细胞表达胰岛细胞特征性的基因与蛋白。胰岛素释放实验提示获得的细胞具有胰岛样生化功能。由人类孤雌胚胎干细胞来源的胰岛样细胞团具备胰岛的基本特征,是未来治疗1型糖尿病的可用材料。     

胚胎干细胞来源的巢蛋白阳性细胞向胰岛素分泌细胞分化的实验研究

目的探讨胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的诱导，为糖尿病患者实施细胞移植治疗建立基础。方法将胚胎干细胞（ESC）在成纤维细胞（MEF）饲养层上扩增后脱离饲养层，让ESC自发分化成拟胚体（EB），再将EB诱导为巢蛋白（nestin）阳性的神经前体细胞（NPC），最后将NPC诱导成胰岛素分泌细胞（IPC）。结果ESC在MEF饲养层上扩增4d后，在悬浮培养状态下自发分化为EB。将EB在NPC选择性培养基中做贴壁培养后，ESC先分化为上皮样细胞，再分化为神经细胞样细胞。经过nestin免疫组化检测，在经过NPC培养基诱导4d的细胞，nestin阳性细胞占86．5％。nestin阳性细胞在IPC选择性培养基中诱导5～6d后，可分化成胰岛素分泌细胞。结论ESC来源的nestin阳性细胞既可以分化为NPC，也可以分化为IPC。     

人胚胎生殖干细胞移植对大鼠心肌梗死的影响

目的:探讨直接注射移植人胚胎生殖干细胞对大鼠心肌梗死的影响.方法:缝扎SD大鼠左冠状动脉前降支,建立心肌梗死模型.取5～10周人胚胎生殖腺嵴,组织块体外培养,生物学鉴定为人胚胎生殖干细胞(hEG).将其直接注射于大鼠急性心肌梗死边缘.于移植后1 d、1、2、4周处死大鼠,免疫组织化学方法观察心肌特异转录因子GATA-4和抗人细胞核抗体MAB1281在移植细胞的表达.结果:免疫组织化学显示移植组MAB1281检测阳性,GATA-4在移植细胞阳性表达.结论:hEG细胞直接注射移植大鼠心肌梗死处,细胞能存活并呈现向心肌细胞分化的表现,显示出正常心肌细胞的光镜结构.     

Bio-engineering insulin-secreting cells from embryonic stem cells: A review of progress

According to the Edmonton protocol, human islet transplantation can result in insulin independency for periods longer than 3 years. However, this therapy for type 1 diabetes is limited by the scarcity of cadaveric donors. Owing to the ability of embryonic stem cells to expandin vitro and differentiate into a variety of cell types, research has focused on ways to manipulate these cells to overcome this problem. It has been demonstrated that mouse embryonic stem cells can differentiate into insulin-containing cells, restoring normoglycaemia in diabetic mice. To this end, mouse embryonic stem cells were transfected with a DNA construct that provides resistance to neomycin under the control of the regulatory regions of the human insulin gene. However, this protocol has a very low efficiency, needing improvements for this technology to be transferred to human embryonic stem cells. Optimum protocols will be instrumental in the production of an unlimited source of cells that synthesise, store and release insulin in a physiological manner. The review focuses on the alternative source of tissue offered by embryonic stem cells for regenerative medicine in diabetes and some key points that should be considered in order for a definitive protocol forin vitro differentiation to be established.     

表观遗传修饰调控胚胎干细胞定向分化的研究进展

胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)来源于囊胚内胚层细胞团,是一种能分化为各种组织细胞的全能细胞,它们具有自我复制并保持多向分化的潜能;基因分析显示[1],ES 细胞有强的转录活性,其分化时伴随着不同数目不同类型的转录因子变化,一些基因转录活性上调或下调会影响其它基因的表达,进而影响其增殖分化;近年来,ES 细胞的研究主要集中在表观遗传机制对其分化的调控上.     

分子影像学方法示踪胚胎干细胞移植治疗急性肝损伤

背景：胚胎干细胞具有多向分化潜能,已被用于急性肝损伤的治疗,但其在体内治疗过程中的增殖迁移情况尚不清楚。 目的：利用分子影像技术监测移植胚胎干细胞在急性肝损伤修复过程中的行为。 方法：利用慢病毒载体,将萤火虫荧光素酶、红色荧光蛋白以及单纯疱疹病毒胸苷激酶三融合基因转入小鼠胚胎干细胞(D3)中,筛选得到稳定整合3个报告基因的D3胚胎干细胞系。将上述胚胎干细胞或分化了6 d的拟胚体细胞通过脾脏注射到急性肝损伤SV129模型小鼠体内,利用生物发光成像技术监测移植的细胞。 结果与结论：RT-PCR结果显示,三融合基因的转入并未影响胚胎干细胞Oct-4和Nanog的表达。利用小动物活体成像系统可以观察到移植细胞从脾脏迁移到肝脏的过程。移植的胚胎干细胞和拟胚体细胞都在肝脏处形成畸胎瘤,由于单纯疱疹病毒胸苷激酶同时也是自杀基因,可以与更昔洛韦作用诱导转基因细胞死亡,通过注射更昔洛韦来抑制畸胎瘤的生长并逐步将其杀死。组织学分析显示,畸胎瘤里包含来自于3个胚层的组织。提示三融合基因的转入并未影响胚胎干细胞的多向分化潜能,且胚胎干细胞用于细胞治疗有潜在的成瘤风险,影响了对肝损伤的修复,治疗策略有待进一步改进,并需要实时监控其在体内的行为。     

Plasticity and tissue regenerative potential of bone marrow-derived cells

Diverse in vivo studies have suggested that adult stem cells might have the ability to differentiate into cell types other than those of the tissues in which they reside or derive during embryonic development. This idea of stem cell “plasticity” has led investigators to hypothesize that, similar to embryonic stem cells, adult stem cells might have unlimited tissue regenerative potential in vivo, and therefore, broad and novel therapeutic applications. Since the beginning of these observations, our group has critically examined these exciting possibilities for mouse bone marrow-derived cells by taking advantage of well-characterized models of tissue regeneration, Cre/lox technology, and novel stem cell isolation protocols. Our experimental evidence does not support plasticity of hematopoietic stem cells as a frequent physiological event, but rather indicates that cell fusion could account for reported cases of hematopoietic stem cell plasticity or “transdifferentiation” in vivo. Our studies highlight the need for meticulous technical controls during the isolation, transplantation, tracking, and analysis of bone marrow-derived cells during in vivo studies on plasticity. Further studies will be necessary to better define experimental conditions and criteria to unequivocally prove or reject plasticity in vivo. In this review, we focus on results from several studies from our laboratory, and discuss their conclusions and implications.     

干细胞移植用于肝再生治疗的研究

背景：肝脏终末期疾病的常规综合治疗不能达到理想的治疗效果,因此,干细胞移植治疗肝脏疾病成为研究的热点之一,并且已经成为治疗肝脏疾病的新方法。 目的：明确干细胞移植用于肝再生治疗的实验研究和临床应用结果。 方法：分别对不同来源的干细胞如骨髓干细胞、胚胎干细胞、脂肪干细胞以及外周血造血干细胞移植分化治疗肝脏疾病进行体外和体内实验研究分析,并且应用免疫组化染色、病理学以及血清中各项生化指标检测与正常肝脏细胞的生物特性及功能进行比较分析,确定干细胞移植治疗肝脏疾病的效果。 结果与结论：骨髓干细胞、胚胎干细胞、脂肪干细胞以及外周血造血干细胞均可以在特定条件下诱导分化成为肝样细胞,对损伤肝脏不仅有治疗作用而且能够促进肝脏的修复和再生,同时还可以进行干细胞移植转基因治疗。除此之外,干细胞移植可以避免免疫排斥反应的发生,可用于治疗各种类型的肝脏疾病。     

Generation of retinal cells from mouse and human induced pluripotent stem cells

We previously reported a technique for generating retinal pigment epithelia (RPE) and putative photoreceptors from embryonic stem (ES) cells. Here we tested whether our procedure can promote retinal differentiation of mouse and human induced pluripotent stem cells (iPSCs). Treating iPSCs with Wnt and Nodal antagonists in suspension culture induced expression of markers of retinal progenitor cells and generated RPE cells. Subsequently, treatment with retinoic acid and taurine generated cells positive for photoreceptor markers in all but one human cell lines. We propose that iPSCs can be induced to differentiate into retinal cells which have a possibility to be used as patient-specific donor cells for transplantation therapies.     

不同分化阶段诱导性多能干细胞移植实验研究进展

诱导性多能干细胞（iPSCs）是由动物体细胞重编程得到的具有胚胎干细胞特性的全能干细胞。近年来,随着多能干细胞诱导技术的不断优化以及体外分化技术的飞速发展,多种分化状态的多能干细胞被用于移植实验。我们结合最新研究进展,阐述各种分化阶段诱导性多能干细胞用于动物移植治疗的优缺点,以及最新移植方法所存在的问题。