羊膜上皮细胞和羊膜间充质干细胞构建组织工程皮肤

背景：由于人胎盘来源的间充质干细胞具有多方面的优点,近年来已成为干细胞研究的热点。目的：分析鉴定羊膜间充质干细胞和羊膜上皮细胞的生物学特性,探讨其作为皮肤种子细胞在三维气液培养构建组织工程皮肤中的应用情况。方法：用胰酶胶原酶多步消化法获取羊膜间充质干细胞和羊膜上皮细胞,通过流式细胞术、反转录-聚合酶链反应和免疫荧光染色技术,鉴定两种细胞的表面分子标记、干细胞特性、与皮肤角质形成细胞的相似性,并利用两种细胞为种子细胞以鼠Ⅰ型胶原为基质进行三维气液培养。结果与结论：①流式细胞术检测体外培养羊膜间充质干细胞和羊膜上皮细胞均高表达CD90、CD73、CDl05,不表达造血干细胞标志CD34以及MHC-Ⅱ类分子HLA-DR。②反转录聚合酶链反应检测到羊膜间充质干细胞表达干细胞特性基因CMCY和NANOG,羊膜上皮细胞表达干细胞特性基因CMCY和KLF4,两种细胞均有干细胞特性。③反转录-聚合酶链反应检测羊膜间充质干细胞表达皮肤角质形成细胞特性基因K19、β1-integrin、K8,羊膜上皮细胞表达K19、β1-integrin、K5、K8,免疫荧光染色见羊膜上皮细胞表达与角质形成细胞增殖相关的的特性蛋白K14,说明羊膜上皮细胞与皮肤角质形成细胞更具相似性,在特定条件下更易于分化为皮肤角质形成细胞。④利用两种细胞成功构建组织工程皮肤,苏木精-伊红染色切片显示其具有一定的皮肤结构,且羊膜上皮细胞发生了初步分化。以上结果说明羊膜间充质干细胞与羊膜上皮细胞通过三维培养构建人皮肤组织是可行的。     

人羊膜上皮细胞的干细胞特性

背景:研究发现人羊膜上皮细胞具有类似胚胎干细胞或多能干细胞的多向分化潜能,说明其可能是未来组织工程重建的一种新型种子细胞.目的:研究体外培养的人羊膜上皮细胞的干细胞特性.方法:取足月剖宫产的人羊膜组织,经酶消化法和差异黏附法获得纯度高的人羊膜上皮细胞,接种于含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基中进行原代和传代培养,用免疫荧光法和流式细胞仪检测法检测人羊膜上皮细胞表面胚胎干细胞的表面标记蛋白OCT-4和干细胞表面分子标记CD29、CD34、CD44、CD45、CD105的表达.结果与结论:人羊膜上皮细胞在体外培养条件下呈上皮细胞特有的铺路石样外观,其胞浆中有OCT-4免疫荧光表达,其干细胞标记分子CD29、CD34的表达是阳性,但干细胞标记分子CD44、CD45、CD105的表达为阴性.结果表明人羊膜上皮细胞具有干细胞的某些特性,其可能是未来组织工程重建的一种新型种子细胞.     

人羊膜上皮细胞的干细胞特性

背景：研究发现人羊膜上皮细胞具有类似胚胎干细胞或多能干细胞的多向分化潜能,说明其可能是未来组织工程重建的一种新型种子细胞。目的：研究体外培养的人羊膜上皮细胞的干细胞特性。方法：取足月剖宫产的人羊膜组织,经酶消化法和差异黏附法获得纯度高的人羊膜上皮细胞,接种于含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基中进行原代和传代培养,用免疫荧光法和流式细胞仪检测法检测人羊膜上皮细胞表面胚胎干细胞的表面标记蛋白OCT-4和干细胞表面分子标记CD29、CD34、CD44、CD45、CD105的表达。结果与结论：人羊膜上皮细胞在体外培养条件下呈上皮细胞特有的铺路石样外观,其胞浆中有OCT-4免疫荧光表达,其干细胞标记分子CD29、CD34的表达是阳性,但干细胞标记分子CD44、CD45、CD105的表达为阴性。结果表明人羊膜上皮细胞具有干细胞的某些特性,其可能是未来组织工程重建的一种新型种子细胞。     

人类羊膜细胞的神经生物学特性研究现状

羊膜位于胎儿绒毛膜的表面,为光滑、无血管、无神经、无淋巴的透明薄膜,厚约0.02-0.50mm,由羊膜上皮细胞、基底膜和基质组成.形成于原肠胚之前的受精第8天,羊膜组织细胞保持有前原肠胚胚胎细胞的可塑性,羊膜组织主要由来源于外胚层的羊膜上皮（amniotic epithelial cells,AECs）和来源于中胚层的羊膜间充质（amniotic mesenchyme cells,AMCs）两类细胞组成,羊膜上皮细胞具有三种胚原基层细胞的分化潜能,内胚层、中胚层和外胚层.神经发育生物学研究认为神经发生早期,羊膜组织直接与神经上皮联系,向羊水中释放神经递质及神经营养因子,在神经系统发育过程中起着重要作用.由于羊膜组织是来源于胎儿的产物,暴露于母体免疫系统监视下,AECs表面人类白细胞抗原DR遗传座位（human leucocyte antigen-DR,HLA-DR）低表达,不表达HLA-A,B,C抗原,此外,羊膜组织系产后废弃物无伦理学问题;羊膜组织细胞来源充分,具有神经细胞的神经生物学特点和功能,利用上述优势使羊膜组织细胞有望成为再生医学领域的可靠细胞来源,开展细胞移植治疗神经系统退行性疾病和外伤性神经损伤.     

骨髓间充质干细胞体外诱导向内皮和上皮细胞的分化

背景：骨髓来源的间充质干细胞在体外具有多系分化潜能,但其在体外向肺组织细胞的分化能力尚存在争议。目的：体外诱导验证小鼠骨髓间充质干细胞向内皮细胞和上皮细胞分化的能力。方法：分离小鼠骨髓来源的间充质干细胞,以内皮诱导液向内皮细胞分化。另外将小鼠骨髓间充质干细胞分别在以下诱导培养基中进行上皮诱导3周：单纯上皮诱导培养液,上皮诱导培养液加10μg/L转化生长因子β1,并以未经诱导的小鼠骨髓间充质干细胞作为阴性对照,肺泡上皮作为阳性对照。结果与结论：小鼠骨髓间充质干细胞在上皮诱导培养液中诱导培养3周后,部分细胞由梭形变为典型的卵石样上皮细胞形态,诱导后约 60%细胞表达广谱上皮细胞标志pan-CK,RT-PCR结果显示分化后的细胞表达上皮细胞特异标志CK18,未经诱导的间充质干细胞未表达。小鼠骨髓间充质干细胞在内皮诱导24h后即出现了典型的血管网状结构,vWF免疫荧光染色显示约 70%的细胞呈阳性,RT-PCR 显示分化后的细胞表达内皮细胞特异性标志CD31、vWF和 CD34。提示骨髓来源的间充质干细胞体外诱导培养具有跨胚层多系分化能力。     

体外诱导羊膜来源间充质干细胞分化为血管内皮细胞

背景：羊膜来源间充质干细胞植入机体不同类型组织后是否可以分化为相应组织靶细胞呢？目的：检测血管内皮细胞生长因子在体外诱导人羊膜间充质干细胞分化为血管内皮细胞的可行性。方法：分离培养羊膜间充质干细胞,鉴定其表面抗原表达,用含体积分数2%胎牛血清以及50μg/L血管内皮生长因子的条件培养基诱导,诱导后细胞通过内皮细胞标志物血管内皮生长因子受体2以及v-WF染色鉴定。结果与结论：羊膜间充质干细胞表面抗原CD29、CD44、CD105阳性,CD34、CD45、CD106以及HLA-DR阴性。诱导后细胞形态明显改变,内皮细胞标志物血管内皮细胞生长因子受体2以及v-WF染色结果阳性。提示羊膜间充质干细胞在体外具有分化为血管内皮细胞的能力。     

体外诱导羊膜来源间充质干细胞分化为血管内皮细胞

背景:羊膜来源间充质干细胞植入机体不同类型组织后是否可以分化为相应组织靶细胞呢?目的:检测血管内皮细胞生长因子在体外诱导人羊膜间充质干细胞分化为血管内皮细胞的可行性.方法:分离培养羊膜间充质干细胞,鉴定其表面抗原表达,用含体积分数2%胎牛血清以及50 μg/L血管内皮生长因子的条件培养基诱导,诱导后细胞通过内皮细胞标志物血管内皮生长因子受体2以及v-WF染色鉴定.结果与结论:羊膜间充质干细胞表面抗原CD29、CD44、CD105阳性,CD34、CD45、CD106以及HLA-DR阴性.诱导后细胞形态明显改变,内皮细胞标志物血管内皮细胞生长因子受体2以及v-WF染色结果阳性.提示羊膜间充质干细胞在体外具有分化为血管内皮细胞的能力.     

骨髓间充质干细胞体外诱导向内皮和上皮细胞的分化

背景:骨髓来源的间充质干细胞在体外具有多系分化潜能,但其在体外向肺组织细胞的分化能力尚存在争议.目的:体外诱导验证小鼠骨髓间充质干细胞向内皮细胞和上皮细胞分化的能力.方法:分离小鼠骨髓来源的间充质干细胞,以内皮诱导液向内皮细胞分化.另外将小鼠骨髓间充质干细胞分别在以下诱导培养基中进行上皮诱导3周:单纯上皮诱导培养液,上皮诱导培养液加10 μg/L 转化生长因子β1,并以未经诱导的小鼠骨髓间充质干细胞作为阴性对照,肺泡上皮作为阳性对照.结果与结论:小鼠骨髓间充质干细胞在上皮诱导培养液中诱导培养3周后,部分细胞由梭形变为典型的卵石样上皮细胞形态,诱导后约60%细胞表达广谱上皮细胞标志pan-CK,RT-PCR结果显示分化后的细胞表达上皮细胞特异标志CK18,未经诱导的间充质干细胞未表达.小鼠骨髓间充质干细胞在内皮诱导24 h后即出现了典型的血管网状结构,vWF免疫荧光染色显示约70%的细胞呈阳性,RT-PCR显示分化后的细胞表达内皮细胞特异性标志CD31、vWF和CD34.提示骨髓来源的间充质干细胞体外诱导培养具有跨胚层多系分化能力.     

人羊膜间充质干细胞在大鼠受损肝组织中分化为肝细胞

背景:羊膜间充质干细胞在体外适当的诱导条件下可分化为肝细胞样细胞,而在受损肝脏原位是否可分化为肝细胞值得探讨。目的:观察人羊膜间充质干细胞在大鼠肝损伤原位植活及分化情况。方法:采用胰酶-胶原酶二酶消化法从羊膜组织中分离人羊膜间充质干细胞。采用腹腔注射D-氨基半乳糖建立大鼠肝损伤模型,随机分为2组,人羊膜间充质干细胞移植组造模后注射L-DMEM悬浮的人羊膜间充质干细胞悬液,对照组注射等量L-DMEM。结果与结论:①FCM分析结果显示,所分离的人羊膜间充质干细胞表达CD29、CD44和CD166;免疫荧光染色显示人羊膜间充质干细胞表达波形蛋白,不表达CK19。②与对照组比较,人羊膜间充质干细胞移植后肝病理无明显差异,均呈急性肝坏死病理改变。③免疫荧光双染色结果显示,人羊膜间充质干细胞移植后1周主要定植于肝小叶且表达CK19,至2周表达CK18,至3周表达Alb。结果表明,人羊膜间充质干细胞在大鼠受损肝组织中能被植活,且可分化为肝细胞,提示人羊膜间充质干细胞移植在临床肝病的治疗方面可能具有潜在应用价值。     

人脐带羊膜来源和骨髓来源间充质干细胞的免疫调控特征比较

本研究旨在比较人脐带羊膜来源的间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)与骨髓来源MSC的免疫调控能力,为临床开展异基因造血干细胞移植提供实验依据。采用胶原酶消化法分离人脐带羊膜贴壁细胞,并从细胞形态、生长特性、细胞表型、多向分化能力进行鉴定。利用淋巴细胞转化实验和混合淋巴细胞反应比较人脐带羊膜来源MSC与人骨髓来源MSC的免疫调控能力的差异。结果表明,人脐带羊膜来源和骨髓来源的MSC具有相似的生物学特征,即细胞呈成纤维样形态生长,并具有强大的体外扩增能力;流式细胞仪检测细胞表型结果显示,脐带羊膜来源MSC高表达CD73、CD90、CD105,而骨髓来源MSC表面标志CD34、CD45以及参与免疫反应的细胞表面分子HLA-DR和CD86等为阴性。其诱导多向分化能力结果表明,两组细胞均可向成脂肪、成骨和成软骨分化。混合淋巴细胞反应和淋巴细胞转化实验证明,两组MSC均可抑制异体T细胞的增殖,且随MSC数量的增加,抑制效应逐渐增强;RT-PCR检测显示两组MSC表达相同的免疫相关因子。结论:人脐带羊膜来源的MSC可以替代成人骨髓MSC,可作为满足实验和临床需要的MSC重要来源。     

体外培养人羊膜间充质细胞的神经生物学特点

目的：探讨体外培养人羊膜间充质细胞（hAMCs）的神经生物学特征。方法：应用MTS分析法、BrdU掺入法和增殖细胞核抗原（PCNA）的免疫荧光染色,探讨体外培养hAMCs的增殖活性。利用免疫细胞化学法检测hAMCs 中间充质细胞标记（STRO-1、Vimentin）、神经干细胞标记蛋白（Nestin、PSA-NCAM）、神经细胞标记蛋白（β-tubulin-Ⅲ、TH）和神经分化相关蛋白（math-1、mash-1）的表达。结果： MTS分析法显示hAMCs在接种后第6—8天增殖速度最快,第8—24天活细胞数基本保持稳定;BrdU和PCNA的免疫荧光染色结果显示体外培养hAMCs中具有大量BrdU和PCNA阳性细胞存在;体外培养的hAMCs表达间充质干细胞特异性标记物STRO-1和Vimentin,也表达神经干细胞标记物Nestin和PSA-NCAM,同时还可见神经元特异性标记物β-tubulin-Ⅲ和TH,以及神经元分化相关蛋白math-1和mash-1的表达;体外培养hAMCs中存在有TH/BrdU和β-tubulin-Ⅲ/BrdU双阳性细胞。结论：体外培养的hAMCs表达间充质干细胞、神经干细胞、神经元的特异性标记蛋白,同时具有增殖活性;hAMCs表达神经元分化相关蛋白,提示hAMCs具有向神经元分化的潜能。     

Isolation and characterization of mesenchymal cells from human fetal membranes

Bone marrow (BM) multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) present with multipotent differentiation potential and immunomodulatory properties. As an alternative to bone marrow, we have examined fetal membranes, amnion and chorion, of term human placenta as a potential source of multipotent MSCs. Here we show that amnion mesenchymal cells (AMCs) and chorion mesenchymal cells (CMCs), isolated by mechanical separation and subsequent enzymatic digestion, demonstrate plastic adherence and fibroblast-like morphology and are able to form colonies that could be expanded for at least 15 passages. By FACS analysis, AMCs and CMCs were shown to be phenotypically similar to BM-MSCs and, when cultured in differentiation media, they demonstrated high morphogenetic plasticity by differentiating into osteocytes, chondrocytes and adipocytes. In an attempt to isolate cells with MSC characteristics from human fetal membranes, AMCs and CMCs expressing CD271 were enriched by immunomagnetic isolation and were demonstrated to possess higher clonogenic and osteogenic differentiation potential than CD271-depleted fractions. Based on these findings, amnion and chorion can be considered as a novel and convenient source of adult MSCs.     

人羊膜组织细胞的神经干细胞特性形态学研究

目的:利用形态学研究方法,探讨神经干细胞特异性标志蛋白的表达和增殖分化特性,鉴定人类羊膜组织中神经干/前体细胞的存在。方法:利用免疫组织化学法,检测人类羊膜组织和培养人类羊膜细胞中nestin、musashi-1、vimentin和PSA-NCAM等神经干细胞特异性标志蛋白的表达,利用BrdU掺入实验鉴定羊膜组织来源神经干/前体细胞的增殖分化能力。结果:免疫组织化学检测证实人羊膜组织表达nestin、musashi-1、CD133和vimentin等神经干细胞特异性标志蛋白,主要分布于羊膜组织的间质层。培养羊膜细胞的免疫荧光化学染色显示nestin、musashi-1、vimentin和PSA-NCAM阳性细胞的存在。BrdU掺入的组织形态学实验显示培养羊膜细胞中存在BrdU标记阳性细胞,其中具有BrdU与nestin、musashi-1、vimentin双标阳性细胞,显示羊膜细胞中存在具有增殖活性神经干细胞标记蛋白表达阳性细胞;而BrdU与β-tubullinIII、TH和GFAP双标阳性细胞的存在,表明神经元和胶质细胞是由培养羊膜细胞增殖分化的。结论:羊膜组织中存在神经干细胞特异性标记蛋白Nestin、Musashi-1、CD133、PSA-NCAM和Vimentin表达阳性细胞,BrdU掺入的组织形态学结果不仅证实羊膜细胞中Nestin、Musashi-1、Vimentin阳性细胞具有增殖活性,而且其中存在已分化的神经元和胶质细胞,提示羊膜组织细胞内存在神经干/前体细胞。     

羊膜上皮细胞的体外培养及干细胞特性研究

目的:体外分离培养人羊膜上皮细胞(hAECS)并探讨其生物学特性。方法:取足月产胎儿胎盘,无菌条件下将胎盘的羊膜层与绒毛膜层分离。将洗净的羊膜组织用眼科剪剪成约1mm×1mm大小,加入0.05%的含有0.53mMEDTA4Na的胰酶制备羊膜上皮细胞并进行培养。用免疫荧光、Westernblot等方法检测干细胞相关表面标记物(0CT-4、Nanog、SSEA-4)等的表达情况。结果:根据免疫荧光组织化学,Westernblot的结果显示,羊膜上皮细胞0CT-4、Nanog、ssea-4、Nestin表达阳性。结论:羊膜上皮细胞表达类似胚胎干细胞的表面标志物,可以作为干细胞的新来源。     

Characterization and potential applications of progenitor-like cells isolated from horse amniotic membrane

The aim of this work was to isolate, for the first time, progenitor-like cells from the epithelial (AECs) and mesenchymal (AMCs) portions of the horse amniotic membrane, and to define the biological properties of these cells. AECs displayed polygonal epithelial morphology, while AMCs were fibroblast-like. Usually, six to eight passages were reached before proliferation decreased, with 13.08 and 26.5 cell population doublings attained after 31 days for AECs and AMCs, respectively. Immunocytochemical studies performed at passage 3 (P3) showed that both cell populations were positive for the expression of specific embryonic markers (TRA-1-60, SSEA-3, SSEA-4 and Oct-4). Meanwhile, RT-PCR performed at P1 and P5 showed expression of mesenchymal stem/stromal cell markers (CD29, CD105, CD44 and CD166) with negativity for CD34 at P1, although this marker began to be expressed by P5. The cells also expressed MHC-I at both P1 and P5, but lacked MHC-II expression at P1. Both AECs and AMCs demonstrated high plasticity, differentiating in vitro toward the osteogenic, adipogenic, chondrogenic and neurogenic lineages. Equine amnion-\derived cells could also be frozen and recovered without loss of their functional integrity in terms of morphology, presence of specific stemness markers and differentiation ability, although the renewal capacity was lower than that observed for freshly isolated cells. To investigate potential therapeutic effects and cell tolerance in vivo, horse amnion-derived cells were allogeneically injected into three horses with tendon injuries, resulting in a quick reduction in tendon size and ultrasonographic cross-sectional area measurements. These results suggest that horse amnion-derived cells may be useful for cell therapy applications.     

人类羊膜细胞表达神经干细胞特异性蛋白研究

目的利用神经干细胞特异性标志蛋白鉴定人类羊膜组织中多分化潜能神经前体细胞的存在.方法利用免疫组织化学法检测人类羊膜组织和培养人类羊膜细胞中巢蛋白(nestin)、胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)、musashi-1、波形蛋白(vimentin)和PSA-NCAM等神经干细胞特异性标志蛋白的表达.结果人羊膜组织中存在nestin/GFAP双阳性细胞,此外,还表达musashi-1、vimentin和PSA-NCAM等神经干细胞特异性标志蛋白;培养羊膜细胞中存在vimentin和PSA-NCAM阳性细胞,以及nestin/GFAP双阳性细胞.结论羊膜组织和培养羊膜细胞中有神经干细胞特异性标记蛋白的表达.     

成年大鼠骨髓多能成体祖细胞的克隆化培养及其鉴定

目的优化培养条件，获得体外克隆化培养的成年大鼠骨髓多能成体祖细胞（rMAPC），并对其进行表型分析及分化潜能鉴定。方法选择低血清条件培养基全骨髓直接贴壁法初步分离大鼠骨髓干细胞，用极限稀释法进行克隆化培养；用流式细胞术及免疫细胞化学法对克隆化培养的rMAPC进行表型分析，并进行体外成脂肪、成骨及成神经细胞诱导，RT—PCR检测Oct4及三个胚层早期标志物，确定其表型及分化潜能。结果单个细胞来源rMAPC在体外扩增至20代仍保持良好的生长状态；流式细胞术及细胞免疫组化检测结果显示CD71、α—SMA及Vimentin表达阳性；CD34、CD44、CD45表达阴性；细胞周期分析显示S＋G，＋M期细胞约占17％，而处于G0／G1．期的细胞占83％；rMAPC体外可被诱导向脂肪细胞、骨细胞及神经细胞分化；RT—PCR检测到Oct4及三个胚层早期标志物的表达。结论体外克隆化培养的rMAPC能维持良好的干细胞生物学特性。     

小鼠毛囊来源间充质干细胞体外诱导成软骨的细胞标记物★

背景:小鼠毛囊来源的间充质干细胞有很强的多向诱导分化能力,但少有研究关注其在诱导分化为软骨细胞过程中的细胞表面标记物。目的:观察小鼠毛囊来源的间充质干细胞分化为软骨细胞过程中的形态、细胞表面标记物和硫酸黏多糖含量的变化。方法:体外分离培养ICR新生小鼠皮肤干细胞,用成软骨细胞诱导液诱导培养7,14d观察各项指标。结果与结论:经成软骨细胞诱导液处理后,小鼠毛囊来源的间充质干细胞中CD44(+)细胞数量无明显增加,硫酸黏多糖含量无变化,CD54(+)细胞和CD166(+)细胞则显著增加,两者硫酸黏多糖含量亦明显升高。表明小鼠毛囊来源的间充质干细胞能诱导形成软骨样细胞;CD44不能作为小鼠毛囊来源的间充质干细胞向软骨细胞分化的细胞表面标记物;CD54和CD166以及硫酸黏多糖可作为对小鼠毛囊来源的间充质干细胞向软骨细胞分化的监测指标。     

Microenvironmental factors involved in human amnion mesenchymal stem cells fate decisions

Human amnion mesenchymal stem cells (HAMCs) show great differentiation and proliferation potential and also other remarkable features that could serve as an outstanding alternative source of stem cells in regenerative medicine. Recent reports have demonstrated various kinds of effective artificial niche that mimic the microenvironment of different types of stem cell to maintain and control their fate and function. The components of the stem cell microenvironment consist mainly of soluble and insoluble factors responsible for regulating stem cell differentiation and self‐renewal. Extensive studies have been made on regulating HAMCs differentiation into specific phenotypes; however, the understanding of relevant factors in directing stem cell fate decisions in HAMCs remain underexplored. In this review, we have therefore identified soluble and insoluble factors, including mechanical stimuli and cues from the other supporting cells that are involved in directing HAMCs fate decisions. In order to strengthen the significance of understanding on the relevant factors involved in stem cell fate decisions, recent technologies developed to specifically mimic the microenvironments of specific cell lineages are also reviewed. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.