胚胎干细胞定向诱导分化为心肌细胞进展

在个体发育过程中，通常把那些具有自我复制能力并能在一定条件下分化形成一种以上类型细胞的多潜能细胞称为干细胞。根据其发育阶段，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。由于胚胎干细胞具有在体外培养下保持未分化状态的增殖能力及分化为多种细胞类型的潜能，使之成为一种研究哺乳动物细胞分化、组织形成过程的基本体系，以及临床移植治疗的新的细胞来源。人们利用胚胎干细胞建立了各种体外分化模型，本文将概述现今对胚胎干细胞定向诱导分化为心肌细胞方面的主要进展和趋势。     

神经前体细胞不是胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的必经途径

探讨胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的途径,对胰腺组织工程的临床运用有重要意义。将胚胎干细胞在有小鼠胚胎成纤维细胞饲养层和白血病抑制因子的条件下培养扩增后,再将扩增后的胚胎干细胞不经过神经前体细胞阶段直接诱导为胰岛素分泌细胞,并与传统的多阶段诱导(经过神经前体细胞阶段)进行比较。结果发现,胚胎干细胞脱离饲养层细胞后,经过9~10d的分化诱导,可以分化为具有胰岛β-细胞特征的胰岛素分泌细胞。与传统的多阶段诱导方法相比,诱导过程简化,诱导时间缩短,所得到的胰岛素分泌细胞数量无明显差异。说明胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化存在多条途径。神经前体细胞阶段不是胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的必须途径。用传统的多阶段分化诱导法和直接诱导法都可以将胚胎干细胞诱导成胰岛素分泌细胞。     

哺乳动物松果腺结构和功能

哺乳动物松果腺来源于神经管,有左右两个原基,由神经外胚层细胞衍化和分化松果腺细胞和胶质细胞,大鼠的松果腺于胚胎12天开始形成,胚胎第16天进入细胞增生期,自出生到9-12周龄时完成细胞分化。由于哺乳动物松果腺的种系差异,在描述上有若干命名系统,Vollrath 用 ABC 和αβγ分别表示松果腺近侧部、中间部、远侧部及其     

食蟹猴胚胎干细胞的培养及向神经细胞诱导分化

目的 建立食蟹猴胚胎干细胞系体外培养体系,并诱导其向神经细胞分化,为在体移植实验奠定基础。方法 用小鼠胚胎成纤维细胞作为滋养层,长期培养食蟹猴胚胎干细胞。在无血清培养基中添加小鼠重组Noggin的方式诱导其向神经细胞分化,并对分化各阶段细胞进行免疫组化染色检测分化效果。结果 食蟹猴胚胎干细胞在滋养层上成克隆样生长,可以长期扩增超过20代并保持胚胎干细胞的特性。诱导向神经细胞分化约14d,即可形成呈玫瑰花环样的神经前体细胞结构,可见大量Nestin阳性细胞,及部分Tuj-1阳性细胞;分化约21d时,可见大量Nestin阳性细胞以及大量Tuj-1阳性细胞;分化超过35d,可见GFAP阳性细胞,而Tuj-1阳性细胞减少。结论 成功建立食蟹猴胚胎干细胞的培养体系,在此基础上诱导其分化可获得大量神经前体细胞,尤其是早期神经细胞。     

第七章 单克隆抗体在细胞生物学中的应用

多细胞生物一个最显著的特征是在不同组织的细胞中发现有不同的结构和功能。分化是一个大生物持续生存的基础,并使其获得特殊的功能。尽管神经、肝和肌肉细胞都来至同样的分化方式,但它们具有完全不同的功能。在胚胎期。受精卵变为4个细胞阶段后,在其一端开始极化、然后进入干细胞分化阶段。从这开始、位于细胞核DNA上基因群所控制的开关作用,决定了一个个体不同组织的分化方向。     

小鼠胚胎干细胞分化心肌细胞钠通道、钙通道电生理特性研究

目的:研究小鼠胚胎干细胞分化心肌细胞钠通道、钙通道电生理特性。方法:通过布法罗大鼠肝细胞条件培养基和小鼠胚胎成纤维细胞饲养层培养ES-D3细胞, 经过诱导分化, 收集第12d的干细胞分化心肌细胞并和培养的胚胎期小鼠心肌细胞一起做膜片钳实验, 比较两种细胞离子通道电生理特性。结果:第12d的干细胞分化心肌细胞钠通道、钙通道电流形态和通道特性与胚胎期心肌细胞类似。结论:ES细胞分化过程中出现离子通道功能表达, 干细胞分化心肌细胞与胚胎期小鼠心肌细胞钠通道、钙通道电生理特性类似。     

5-氮胞苷诱导体外培养的胚胎干细胞向心肌样细胞分化

目的研究5-氮胞苷(5-aza)体外诱导胚胎干细胞分化为心肌细胞的可行性。方法将P19细胞接种于培养板中或铺有琼脂的培养板中,5μmol/L5-aza培养7d后用不含5-aza的培养基继续培养。倒置显微镜观察细胞跳动情况,用免疫细胞化学、RT-PCR检测及电镜观察等方法鉴定细胞分化。结果5-aza暴露结合悬浮培养可诱导P19细胞分化为有节律跳动的心肌细胞。分化的细胞表达心肌特异的GATA-4、α-MHC mRNA及α-sarcomeric actin、cTnT蛋白,同时透射电镜观察到细胞质内有明显的肌丝。结论5-aza在体外可诱导胚胎干细胞向心肌样细胞分化,悬浮培养有助于细胞的心肌化过程。     

囊胚培养液对小鼠胚胎的毒性:体外生殖辅助医疗器械安全性评价

背景:囊胚培养液是可以支持胚胎从受精卵发育到囊胚阶段的一种重要培养液,其安全性直接影响囊胚的质量。目的:观察囊胚培养液对小鼠胚胎发育的影响。方法:选用B6D2F1品系小鼠,将雌性小鼠进行超数排卵处理,与同品系雄鼠合笼过夜,次日收集1细胞期受精卵,在M16培养液中培养至4细胞期后,检查胚胎发育情况并转移到受试囊胚培养液中继续培养(实验组),5 d后检查囊胚发育情况并计算囊胚形成率。同时,用含有内毒素的囊胚培养液M16培养小鼠受精卵,作为阳性对照组;用已被证实没有胚胎毒性的囊胚培养液M16培养液培养1细胞期受精卵,作为阴性对照组。结果与结论:阳性对照组囊胚形成率为0,阴性对照组囊胚形成率为87.1%,实验组囊胚形成率为87.3%,实验组囊胚形成率大于80%,说明受试囊胚培养液可以支持小鼠受精卵正常发育到囊胚阶段,对胚胎没有毒性效应。     

人胚胎干细胞HuES17向造血干细胞的分化

背景：人类胚胎干细胞是来源于着床前囊胚的内细胞团,能在长期培养中无限增殖并保持未分化状态,且具有分化成人体组织各种细胞类型能力的细胞。 目的：进一步验证人胚胎干细胞HuES17细胞株向造血干细胞分化的能力。 方法：人胚胎干细胞HuES17采用与人包皮成纤维细胞二维共培养的方式培养,采用人胚胎干细胞与小鼠骨髓基质细胞(OP9) 二维共培养的方法诱导胚胎干细胞向造血干细胞分化。 结果与结论：人胚胎干细胞与小鼠骨髓基质细胞(OP9) 二维共培养诱导造血分化的第四五天即开始出现OP9细胞逐渐老化,很快死亡;可以观察到人胚胎干细胞分化,然而,随着OP9细胞死亡,分化的人胚胎干细胞亦死亡,不能诱导人胚胎干细胞向造血干细胞分化。提示人胚胎干细胞HuES17细胞株可能不能向造血干细胞分化,或向造血干细胞分化的能力较低。     

人胚胎成纤维细胞对人胚胎干细胞生长的作用

目的：比较人和小鼠胚胎成纤维细胞对人胚胎干细胞生长的作用,为胚胎干细胞定向诱导各系统细胞应用于临床,消除异种蛋白污染打下基础。方法：分别采用人胚胎成纤维细胞和小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层细胞,支持人受精卵的培养,观察其增殖和分化情况。结果：人和小鼠胚胎成纤维细胞分别加入白血病抑制因子（hLIF）均能很好支持人胚胎干细胞生长增殖,并保持未分化状态。结论：完全可以使用人胚胎成纤维细胞支持人胚胎干细胞增殖,消除异种蛋白污染的可能性,为胚胎干细胞定向诱导分化发育应用于临床打下坚实基础。     

兔脂肪干细胞体外诱导分化为胰岛β样细胞的可行性

背景：胚胎干细胞、胰腺干细胞、肝卵圆细胞、小肠上皮干细胞和骨髓间充质干细胞均可以在体外诱导分化为胰岛β样细胞,那么脂肪干细胞是否也可以呢？ 目的：探讨兔脂肪干细胞向胰岛β样细胞分化的可行性。 方法：以常规方法从兔脂肪抽吸物中分离、培养脂肪干细胞;传2代后,用高浓度葡萄糖(25 mmol/L)培养液DMEM以及碱性成纤维生长因子和尼克酰胺诱导兔脂肪干细胞向胰岛β样细胞分化。 结果与结论：第2代兔脂肪干细胞经过高糖诱导后,细胞形成细胞团;并且形成了双硫腙染色阳性的细胞团;免疫细胞化学表明诱导后细胞内的细胞胰岛素染色阳性。说明兔脂肪干细胞在体外可以定向诱导分化为胰岛β样细胞,这种胰岛β样细胞具有表达、储存胰岛素的功能。     

人胚胎海马发育的形态学研究──Ⅰ．一般结构观察

利用Ｎｉｓｓｌ染色及体视学方法，对６０例６周至足月人胚胎海马进行了研究。根据海马形态变化及锥体细胞分化特征，将海马发育分为三个阶段．第一期以海马外形及内部结构建立为主；第二期以锥体细胞的形成和海马外形、内部结构进一步完善为特征；第三期锥体细胞日趋成熟．在胚胎早期，锥体层和颗粒层由大量未分化细胞构成，细胞为球状，体积小，胞质少，染色深，以后逐步分化为锥体细胞及颗粒细胞．体视学资料表明，颗粒细胞、锥体细胞的数密度及细胞核体密度随胎龄增长而降低，而细胞算术平均体积则逐步增加。上述参数变化因其部位不同而有所差异，说明锥体细胞分化、发育是不均匀的。ＣＡ２区分化快，发育好，颗粒细胞分化最迟缓。     

人胚胎干细胞表达生殖细胞分化相关基因的研究

目的 探讨人胚胎干细胞(hES)系H1生殖细胞分化相关基因的表达.方法 免疫荧光、碱性磷酸酶检测和核型分析等方法联合鉴定H1的基本生物学特性,RT-PCR方法检测未分化H1的生殖细胞分化相关基因的基本表达模式,分别以人正常睾丸组织和人胚胎成纤维细胞株HFF-1作为阳性和阴性对照组织.结果 H1保持正常核型并维持未分化状态.未分化H1表达减数分裂前生殖细胞标志基因STELLAR、DAZL、FRAGILIS、PUM1、PUM2和GDF3;不表达原始生殖细胞(PGCs)标志基因BLIMP-1、减数分裂特异标志基因SCP1、减数分裂启动标志基因STRA8以及生殖细胞分化后期标志基因VASA.结论 未分化Hl细胞表达生殖细胞减数分裂前标志基因,但不表达分化后期基因,BLIMP-1可能成为区分未分化hES细胞与PGCs的特异性标志基因.     

整合素在胚胎发育中的表达及其作用

从精、卵结合,受精卵分裂、分化、增殖、迁移,胚层分化、组织、器官的形成,直至胎儿的发育、成熟这一过程中, 细胞粘附分子起着重要作用。人胚的桑椹胚期、牛胚8细胞期、鼠胚在脱透明带前即有整合素的表达,使得胚胎能够通过整合素α_5β_1、α_vβ_3与配体纤黏连蛋白(FN)、整合素     

人胚胎表皮角蛋白细胞分化中PAI-2表达的研究

目的　通过研究人胚胎期表皮分化中PAI 2的表达及变化规律 ,探讨PAI 2与人表皮角蛋白细胞的关系。　方法　用免疫细胞化学及原位杂交技术对早、中、晚期人胚胎表皮角蛋白细胞染色 ,观察PAI 2蛋白及其mRNA原位分布、合成情况 ;用免疫细胞化学及核酸斑点杂交实验检测离体培养的人胚胎表皮角蛋白细胞中PAI 2的表达情况。　结果　PAI 2在人胚胎期主要存在于分化程度高的表皮浅层角蛋白细胞内。胚胎期的表达高峰在胚胎中期 ,胚胎晚期其蛋白水平开始降低 ,而mRNA则维持在相对高位。PAI 2聚集于原位及离体培养的角质蛋白细胞胞浆近胞膜处。　结论　PAI 2可能参与了表皮角蛋白细胞分化的调控。     

Nestin、CK19及insulin等在胚胎胰腺发育中的表达

目的:研究Nestin、CK19、胰岛素、胰高血糖素及生长抑素在胚胎胰腺发育中的表达,探讨胰岛细胞分化发育的机制。方法:采用免疫组化SABC法及免疫组化双染法(LAB SA),对30例6～14wk人胚胎胰腺中,Nestin、CK19、胰岛素,胰高血糖素及生长抑素阳性的细胞进行定位。结果:(1)胚胎胰腺发育中Nestin阳性细胞存在于胰腺的间质,数量极少;CK19在胰腺导管上皮分化中持续表达,呈强阳性;(2)7wk胰腺导管上皮开始分化出胰岛细胞,胰岛素、胰高血糖素及生长抑素表达阳性,三者的表达并无时段差异性;随着胎龄的增加,阳性细胞数增加,14wk时胰岛逐渐形成,表达达到高峰。结论:胚胎胰腺的发育中,胰腺间质存在胰腺干细胞;胚胎早期胰腺导管上皮细胞开始分化并分泌胰岛素,其自分泌的激素可能参与调节胰岛细胞的迁移和胰岛的形成。     

人羊膜定向诱导胚胎干细胞分化为表皮样细胞机理的初步探讨

目的:初步探讨人羊膜诱导小鼠胚胎干细胞向表皮样细胞定向分化的机理。方法: 小鼠胚胎干细胞与人羊膜在双层6孔培养板中共培养4-5 d,对照组未加羊膜,观察其形态学分化。分别用β₁整合素、角蛋白19/15和套膜蛋白免疫组化检测胚胎干细胞向表皮样细胞的分化。结果: 共培养4-5 d后,小鼠胚胎干细胞分化为表皮细胞样的单层细胞,细胞排列紧密,呈多边形,免疫组织化学染色显示,大部分细胞呈现β₁整合素阳性,少数细胞呈角蛋白19和角蛋白15阳性,未见套膜蛋白阳性细胞,对照组大部分细胞死亡,存活细胞形态各异,未见β₁整合素、角蛋白19/15和套膜蛋白免疫组化染色阳性细胞。结论: 人羊膜分泌的可溶性物质可能对小鼠胚胎干细胞向表皮样细胞分化起重要作用。     

诱导胚胎干细胞向软骨细胞分化研究进展

胚胎干细胞因其具有体外无限增殖能力和体内外分化发育的全能性,有望为细胞治疗或组织工程化组织构建提供可靠的种子细胞来源.如何诱导胚胎干细胞向目的细胞分化是目前面临的一大难题.首先回顾软骨细胞的体内发生、发育过程,继而对目前已知的能在体外培养环境中影响胚胎干细胞向软骨细胞分化的各类因素进行分析综述,并探讨进一步的研究方向.     

2002年诺贝尔生理学或医学奖新闻稿

人体由数百种细胞类型构成，而所有的细胞类型均起源于受精卵。在胚胎和胎儿发育期间，细胞的数目剧增，细胞成熟并分化形成机体各种各样的组织和器官。成年人体内也会产生大量的细胞。与此同时，在胎儿和成年人体内也存在着正常的细胞死亡过程，以维持组织内正常的细胞数目。这种精确的、受调控的细胞死亡被称为程序性细胞死亡。     

人胚胎纹状体来源神经干细胞的体外培养

背景：目前神经干细胞多由动物获得,不适合人类临床移植治疗。 目的：探索体外环境下人胚胎纹状体来源神经干细胞的培养方法,同时观察其生物学特性。 方法：取经水囊引产的孕8-16周人胚胎纹状体,体外用无血清DMEM培养基进行培养,待细胞形成神经球后进行传代,并应用含体积分数10%胎牛血清的DMEM/ F12培养液进行诱导分化。 结果与结论：体外培养的人胚胎纹状体来源神经干细胞生长迅速,表达神经干细胞标志物nestin。克隆形成实验显示细胞克隆形成率为6.0%-7.0%;BrdU掺入实验显示细胞增殖率为37.9%。免疫荧光染色显示经诱导分化的细胞表达神经元标志物Ⅲ型β微管蛋白、星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白及神经干细胞标志物nestin,但不表达少突胶质细胞标志物髓鞘碱性蛋白。可见人胚胎纹状体来源神经干细胞在体外无血清条件下可保持其生物学特点,具有自我更新能力,经胎牛血清诱导后可向神经元及星形胶质细胞分化。