全反式维甲酸促进多能干细胞向间充质干细胞样细胞分化

目的探索全反式维甲酸(RA)和SB431542对胚胎干细胞(ES)及诱导多能干细胞(i PS)分化为间充质干细胞(MSC)样细胞的影响。方法将培养的鼠ES和i PS根据不同的分化条件分为对照组、SB431542组及RA不同浓度组,对照组为达尔伯克改良伊格尔培养基(DMEM)完全培养基,SB431542组为DMEM完全培养基中含10μmol·L-1SB431542,RA不同浓度组的DMEM中分别含0.05、0.10、0.20、0.40 nmol·L-1RA。分化培养4 d后观察细胞形态,流式细胞术检测细胞表面标志物CD105和干细胞抗原1(Sca-1)的表达,以CD105+细胞和Sca-1+细胞的比例确定i PS和ES向MSC分化的程度。结果小鼠ES和i PS在ESGRO-2i培养基里生长较好。ES分化4 d后,对照组和SB431542组ES和i PS分化成内皮样细胞,在含有不同浓度RA的培养基中ES和i PS可有效分化为纤维状细胞。ES分化4 d后,SB431542组Sca-1+细胞比例显著高于对照组(P<0.05),CD105+细胞比例与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。在RA 0.05、0.10、0.20、0.40 nmol·L-1RA组中,ES分化的CD105+细胞比例显著高于对照组和SB431542组(P<0.05),Sca-1+细胞比例显著高于对照组(P<0.05),但与SB431542组比较显著降低(P<0.05);0.20 nmol·L-1RA组的CD105+和Sca-1+细胞比例显著高于0.05、0.10、0.40 nmol·L-1RA组(P<0.05)。i PS分化4 d后,SB431542组CD105+细胞和Sca-1+细胞比例显著高于对照组(P<0.05)。0.05、0.10、0.20、0.40 nmol·L-1RA组中,i PS分化的CD105+细胞比例显著高于对照组和SB431542组(P<0.05),Sca-1+细胞比例显著高于对照组(P<0.05),但与SB431542组比较均显著降低(P<0.05);0.20 nmol·L-1RA组Sca-1+细胞比例显著高于0.05、0.10、0.40 nmol·L-1RA组(P<0.05),0.20 nmol·L-1RA组CD105+细胞比例显著高于0.05、0.10 nmol·L-1RA组(P<0.05),但与0.40 nmol·L-1RA组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论利用RA可以促进ES和i PS向MSC样细胞分化,分化方法较为简单,分化周期较短,为多能干细胞向MSC样细胞的分化提供了一定的方法基础。     

Induced pluripotent stem cells and hepatic differentiation

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are generated by reprogramming somatic cells to a pluripotent state by the introduction of specific factors. They can be generated from cells of different origins, such as fibroblasts, keratinocytes, hepatocytes, and blood. iPSCs are similar to embryonic stem cells (ESCs) in several aspects, such as morphology, expression of pluripotency markers, and the ability to develop teratoma that contains tissue from three germ layers. In addition, iPSCs can undergo tridermal differentiation, including hepatic specific lineages. Considering that iPSCs could be a source of hepatocyte regeneration, iPSC-based therapy has been widely implicated in the treatment of liver disease and hepatic regeneration. In the present review, we discuss the therapeutic potential of iPSCs in hepatic repair and focus on the clinical applications of iPSCs.     

Reprogramming of adult human neural stem cells into induced pluripotent stem cells

Background Since an effective method for generating induced pluripotent stem cells (iPSCs) from human neural stem cells (hNSCs) can offer us a promising tool for studying brain diseases,here we reporte...     

诱导多能干细胞在战创伤救治中的应用展望

新式武器给战场救援带来极大挑战.新式武器导致的战创伤救治工作难度大、恢复周期长,若救治不及时将造成严重的战争减员.以诱导多能干细胞为主导的细胞疗法为战创伤救治带来新的希望.本文基于诱导多能干细胞的特点和相关技术进展,对以诱导多能干细胞为主的细胞移植疗法在各类战创伤救治中的应用前景进行展望.     

肝癌患者脂肪干细胞重编程为诱导多潜能干细胞

目的重编程肝癌患者来源的脂肪干细胞为诱导多潜能干细胞。方法包装携带Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc基因的反转录病毒,将病毒感染脂肪干细胞并培养诱导后的细胞,采用碱性磷酸酶染色、定量PCR和原位免疫荧光实验鉴定诱导的克隆样细胞。结果诱导的克隆样细胞表达碱性磷酸酶,定量PCR证实克隆样细胞表达胚胎干细胞多能性基因,免疫荧光实验证实其表达Oct4和Sox2。结论肝癌患者来源的脂肪干细胞可高效重编程为诱导多潜能干细胞,且脂肪干细胞可作为培养诱导多潜能干细胞的滋养细胞,为提高成体细胞重编程效率和建立基于诱导多潜能干细胞的肝癌模型研究提供了平台。     

利用细胞因子和丁酸钠将小鼠诱导多能干细胞高效诱导为有功能的肝细胞

Background  Hepatocyte transplantation has been proposed as an alternative to whole-organ transplantation to support many forms of hepatic insufficiency. Unfortunately, the lack of donor livers makes it difficult to obtain enough viable human hepatocytes for hepatocyte-based therapies. Therefore, it is urgent to find new ways to provide ample hepatocytes. Induced pluripotent stem (iPS) cells, a breakthrough in stem cell research, may terminate these hinders for cell transplantation. For the promise of iPS cells to be realized in liver diseases, it is necessary to determine if and how efficient they can be differentiated into functional hepatocytes.      

Methods  In this study, we directly compared the hepatic-differentiation capacity of mouse iPS cells and embryonic stem (ES) cells with three different induction approaches: conditions via embryonic body (EB) formation plus cytokines, conditions by combination of dimethyl sulfoxide and sodium butyrate and chemically defined, serum free monolayer conditions. Among these three induction conditions, more homogenous populations can be promoted under chemically defined, serum free conditions. The cells generated under these conditions exhibited hepatic functions in vitro, including glycogen storage, indocynine green (ICG) uptake and release as well as urea secretion. Although efficient hepatocytes differentiation from mouse iPS cells were observed, mouse iPS cells showed relatively lower hepatic induction efficiency compared with mouse ES cells.

Results  Mouse iPS cells would be efficiently differentiated into functional hepatocytes in vitro, which may be helpful in facilitating the development of hepatocytes for transplantation and for research on drug discovery.

Conclusion We demonstrate that mouse iPS cells retain full potential for fetal liver development and describe procedures that facilitates the efficient generation of highly differentiated human hepatocyte-like cells from iPS cells in vitro.

     

神经系统疾病中应用诱导多能干细胞的研究进展

诱导多能干细胞（iPSCs）是将已分化完全的体细胞进行重编程,使之成为多能干细胞。现已有多项关键新技术的实施大大提升了iPSCs的转染效率和临床安全性。目前将iPSCs定向分化成的神经前体细胞、胶质细胞和神经元样细胞移植治疗各种神经系统疾病,展现出非常良好的前景。同时,利用iPSCs技术能在体外构建相关疾病模型,并进行药物筛选。本文就目前iPSCs在神经系统疾病中的应用作一综述。     

诱导性多潜能干细胞的研究进展与应用

分化成熟的体细胞可在体外被重编程为诱导性多潜能干细胞,后者具有与胚胎干细胞相似的自我更新能力和发育多潜能性,同时避免了免疫排斥和伦理问题.患者特异性的诱导性多潜能干细胞将成为再生医学、药物筛选和毒理测试的理想工具.     

多基因修饰小鼠诱导多潜能干细胞分化为胰岛素分泌细胞

目的观测胰岛素转录关键调控因子胰腺十二指肠同源框蛋白1(PDX-1)、神经分化因子1(NeuroD1)及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A(MafA)对小鼠诱导多潜能干细胞(iPS细胞)分化为胰岛素分泌细胞的作用。方法筛选鉴定小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)重编程的iPS细胞。以重组腺病毒Ad-mPDX-1-IRES-GFP、Ad-mNeuroD1-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP联合感染小鼠iPS细胞,体外培养后以RT-PCR检测胰岛B细胞功能基因表达;免疫荧光检测胰岛素蛋白表达及定位;ELISA检测不同糖浓度(0、5、10、20、30、40mmol/L)下胰岛素的分泌量。结果起源于MEFs的iPS细胞能形成边缘光整的致密克隆,表达干性基因Nanog、Rex-1、SSEA-1,并能在体内外分化为三胚层组织,显示MEFs被成功地重编程为iPS细胞。Ad-PDX-1-IRES-GFP、Ad-mNeuroD-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP感染的小鼠iPS细胞能分化为胰岛类B细胞,RT-PCR结果显示其胰岛B细胞功能基因的表达与小鼠胰岛B细胞株MIN6相似。免疫荧光检测可见胰岛类B细胞内有胰岛素表达。ELISA检测结果显示胰岛类B细胞对不同浓度葡萄糖有较好的反应性。结论胰岛素转录关键调控因子PDX-1、NeuroD1和MafA三者能协同作用,使小鼠iPS细胞分化为具有显著胰岛素合成和分泌能力的胰岛素分泌细胞。     

诱导多能干细胞在肝脏疾病中的研究进展

干细胞,特别是诱导多能干细胞(iPS细胞)可分化为有功能的肝细胞,同时避开了胚胎干细胞的伦理问题,为终末期肝病的替代治疗提供了新的种子细胞.文章对iPS细胞在肝脏疾病研究中的实验方法、研究结果以及临床应用前景予以阐述,为iPS细胞在肝病治疗方面的实验和临床应用提供借鉴.     

地中海贫血患者来源外周血及脐带血细胞诱导式多能干细胞的建系和造血分化

目的：探讨地中海贫血（地贫）患者特异诱导式多能干细胞系（ iPSCs）细胞模型的建立及造血分化能力。方法采集HbH病引产胎儿（α地贫）的脐带血、双重杂合子β地贫输血患者（基因型为IVS－Ⅱ－654／CD17）外周血各1例,分离单核细胞后进行短期培养,核转染再程序化为iPSCs,检测iPSCs未分化状态和多能性标志物。 iPSCs与OP9细胞共培养向造血干细胞诱导分化,进行吉姆萨染色检查和流式细胞术检测造血干细胞的分化结果。结果地贫患者iPSCs表达干细胞多能性标志物Oct4、SSEA4、Tra－1－60、Tra－1－81,碱式磷酸酶染色阳性,悬浮培养可以形成类球形拟胚体,畸胎瘤形成实验显示地贫患者iPSCs可分化为内、中、外胚层细胞。流式细胞术检测结果显示CD34＋细胞分别为8.71％（α－iPSCs分化结果）和4.46％（β－iPSCs分化结果）。结论α、β地贫患者外周血与脐带血可再程序化为 iPSCs,该细胞系具有多能分化特性,与OP9共培养能分化为造血干细胞。     

多能干细胞与肾脏再生的研究进展

虽然肾脏移植术为肾功能不全晚期患者提供了一种有效的治疗策略,但尚存在供体器官有限、免疫排斥反应和终身服用免疫抑制剂等缺陷。多能干细胞具有无限自我增殖能力及在体内分化成为多种类型细胞的特点,尤其是胚胎干细胞和诱导性多能干细胞可分化为人体内的任何一种细胞,在组织、器官再生方面显示出良好的应用前景。该文主要对多能干细胞在肾脏再生方面的研究进展进行综述。     

将成人神经祖细胞重编程为诱导多能干细胞

Since an effective method for generating human neural precursor (NP) cells induced iPS cells can offer us a promising tool for studying human brain diseases, here we report direct reprogramming of adult human NP cells into iPS cells by retroviral transduction using four defined factors. NP cells were successfully isolated and cultured from the hippocampus tissue of epilepsy patients. When combined with four factors (Oct3/4, Sox2, Klf4, and c-Myc), iPS cell colonies were successfully obtained. Morphology, gene expression, and epigenetic status confirmed that these hNP-derived iPS cells exhibited ESC-like properties, including the ability to differentiate into all three germ layers both in vitro and in teratomas. Hence, our optimized method would be useful for generating human iPS cells from hNP cells and provide an important tool for studying neural system diseases.     

两种重编程系统诱导人牙源性多潜能干细胞的对比研究

目的：对比研究两种人牙源性多潜能干细胞重编程体系的特点。方法分别利用 STEMCCA 慢病毒／饲养层和仙台病毒／基质胶两种重编程系统,将人根尖乳头干细胞重编程为 iPS 细胞,比较两种方法的诱导效率、诱导工作量、iPS 细胞非整倍体核型比例、外源性基因消除难易程度等情况。结果 STEMCCA 重编程体系需要制备饲养层细胞 MEF,重编程效率约为0．1％,后期经 Cre-Loxp 酶切技术可得到无外源性转录基因的 iPS 细胞。仙台病毒重编程体系为无饲养层培养,基质胶制备方便、标准统一,重编程效率约为0．7％,明显高于 STEMCCA 系统（P ＜0．05）,外源性病毒和转录基因经自然传代后逐渐消除。结论与 STEMCCA 系统相比,仙台病毒／基质胶体系更适于人牙源性 iPS 细胞的诱导。     

麦管玻璃化法冷冻保存人诱导多能干细胞

目的:麦管玻璃化法冷冻保存人诱导多能干细胞(induced pluripotent cells,iPS细胞).方法:将机械法切割的iPS细胞团块,依次在10%玻璃化冷冻液和20%玻璃化冷冻液中处理后保存于20%的冷冻液中,封装于0.25 ml麦管并快速置于液氮中保存.解冻时将iPS团块依次置入0.2 mol/L蔗糖溶液...     

利用piggyBac转座子构建小鼠诱导性多能干细胞及其鉴定

目的：利用 piggyBac 转座子载体携带鼠源 Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc 4 个核转录因子,重编程胎鼠成纤维细胞（MEFs）为诱导性多能干细胞（iPSCs）,并探讨其作用效果。方法：分离Oct4-GFP小鼠的 MEFs,将携带鼠源 Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc等4个基因的piggyBac 转座子转入至MEFs;观察iPSCs克隆形成过程的形态表现;分析iPSCs染色体组成,评价iPSCs的核型变化。RT-PCR法检测小鼠iPSCs中胚胎干细胞（ESCs）相关基因Oct4、Nanog和FGF4的表达;免疫荧光、碱性磷酸酶染色和流式细胞术检测小鼠iPSCs中SSEA-1和Nanog蛋白表达。将iPSCs接种到NOD-SCID小鼠腹股沟进行畸胎瘤实验,4周后取畸胎瘤制备组织切片进行HE染色,观察组织分化情况。结果：通过piggyBac转座子成功构建iPSCs,其具有正常的核型,形态与小鼠ESCs相似,克隆边界清晰、呈圆形或卵圆形,克隆内细胞致密、核大。RT-PCR 和免疫荧光染色分析,iPSCs可表达多能性基因和蛋白（Oct4、Sox2、Kif4和c-Myc）。在免疫缺陷小鼠体内接种iPSCs可形成具有3个胚层组织的畸胎瘤。结论：以piggyBac转座子为载体将Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc 4个转录因子基因导入MEFs,可以成功诱导MEFs成为具有ESCs特征的正常核型iPSCs。     

急性肺损伤患者诱导性多能干细胞系的建立

目的利用急性肺损伤患者皮肤成纤维细胞构建诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）系。方法采用
慢病毒介导逆转录的方法,将含有Oct4、Sox2、Klf4和Nanog四个因子的混合慢病毒转染人皮肤成纤维细胞,诱导出胚胎干细胞
样克隆。根据人胚胎干细胞的特性,利用AP染色、实时荧光定量PCR（RT-PCR）技术、免疫荧光、畸胎瘤形成实验对获得的iPS
细胞进行鉴定。结果获得的iPS细胞镜下观察呈典型的ES样克隆状生长,圆形或椭圆形,与饲养层细胞分界清楚;AP染色阳
性,RT-PCR及免疫荧光检测iPS细胞高表达人胚胎干细胞标志性基因及蛋白,移植到免疫缺陷鼠体内能够形成向三胚层分化的
畸胎瘤。结论成功建立了急性肺损伤患者iPS细胞系,可为急性肺损伤的发病机制研究和临床药物筛选提供良好的细胞模型。
     

真皮多能干细胞在创伤愈合中作用的实验研究

目的研究真皮多能干细胞的部分基本生物学特性，观察其在创伤愈合中的意义。方法采用前期建立的技术分离、纯化并扩增真皮多能干细胞；利用流式细胞技术观察真皮多能干细胞周期变化；四唑盐比色试验（MTT法）观察其辐射敏感性。收集伤后1，2，3和4d伤11液，观察其对真皮多能干细胞的反应性。结果分离、纯化的真皮多能干细胞形态较为均一，增殖能力强；培养的细胞凋亡数量少，多处于静止期，对辐射极为敏感；这种细胞增殖对伤口液具有良好的反应性，尤其伤后早期伤口液作用更为明显。结论发育成熟的个体中仍存在较为幼稚的真皮多能干细胞，它们在创伤愈合过程中具有重要意义，特别是在创伤修复启动中的作用值得进-步深入研究。     

疾病特异性诱导多能干细胞:神经退行性疾病研究和临床治疗的有力工具

神经退行性疾病是一组由慢性进行性中枢神经系统退行性变性而产生的疾病总称.多数神经退行性疾病进展缓慢,发病机制不明,迄今仍无有效治疗措施.随着各种人类疾病特异性诱导多能干细胞(iPSC)的建立,利用患者自身细胞诱导形成的iPSC进行神经退行性疾病的研究更加切实可行.目前疾病特异性iPSC在神经退行性疾病模型建立、药物筛选及细胞移植等方面的研究取得了很大进展,对揭示神经退行性疾病的发病机制,并推动早期诊断及临床治疗的发展具有重要的理论意义和极大的应用潜力.本文重点介绍iPSC定向诱导神经细胞在帕金森病、阿尔茨海默病、脊髓性肌萎缩症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症和舞蹈病等5种常见神经退行性病中的建模、药物筛选及临床治疗方面的研究进展,同时对该领域当前面临的问题进行分析和评价.