牛胚胎干细胞分离克隆及定向分化研究

胚胎干（embryonic stem，ES）细胞自Evans和Kanfman（1981）首次从小鼠胚胎中分离到后，胚胎干细胞技术一度成为各国学者研究的热点。ES细胞是自附置前早期胚胎或附置后胚胎原始生殖细胞分离克隆的一种具有自我更新和全向分化潜能的细胞，其具有与胚胎细胞相似的形态特征及分化潜能，同时又可以在体外进行培养、扩增、转化、筛选和冻存。它为克隆治疗以及深入研究基因结构与功能、胚胎发育、各种遗传病模型以及克隆动物和转基因动物等提供了新型实验材料。ES细胞在发育生物学基础研究、组织工程研究、临床医学等方面具有诱人的应用前景和重要的科学意义。本研究以牛为实验材料，探讨影响牛ES细胞分离克隆的因素，完善牛ES细胞的分离克隆程序，为人类ES细胞的研究提供相关的技术参数，主要取得了如下几方面的成果。     

胚胎干细胞的研究进展

人类胚胎干细胞(ES细胞)系自1998年建立以来,在细胞定向分化方面已取得显著成绩。本文对ES细胞与妇产科的关系及其生物学特性、体外培养及定向分化、应用前景等进行综述。     

非人灵长类胚胎干细胞研究进展

胚胎干细胞是来源于胚胎发育早期的具有多分化潜能的未分化细胞。非人灵长类作为与人类亲缘关系最密切的动物，其ES细胞与人类十分接近。非人灵长类ES细胞的建系成功为开展干细胞的基础和应用研究提供了重要的工具。本文阐述非人灵长类ES细胞的建系、分化的研究进展。     

小鼠胚胎干细胞体外定向分化为心肌细胞的实验研究

1981年，英国Evans等首先报道了由小鼠囊胚内细胞群经体外培养而成功获得胚胎性干细胞(embryonic stem cells，ES)。同年，美国Martine。建立了小鼠ES细胞系，由于ES细胞具有分化的全能性，在体外培养过程中加入合适的诱导分化剂可以诱导出所需要的特殊类型细胞和组织，从而引起了人们的极大关注。ES细胞向心肌细胞定向分化的研究将为临床心肌损害的治疗提供一条新的思路。     

胚胎干细胞生物学特性

来源于早期胚胎或原始生殖细胞的胚胎干细胞(ES细胞)可在体外抑制分化培养条件下无限扩增,并保持未分化状态和多能性.ES细胞研究是国际生物科学的热点课题之一.多年来,众多学者对ES细胞形态结构、核型、分化潜能、碱性磷酸酶、胚胎阶段特异性细胞表面抗原的表达以及一些分子标记等生物学特性作了大量研究报道,为ES细胞分离鉴定提供了理论基础.     

胚胎干细胞分化为胰岛素分泌细胞的诱导条件

目的：探索胚胎干细胞ES—D3分化为胰岛素分泌细胞的诱导条件。方法：ES—D3细胞培养于鼠胚成纤维细胞滋养层上，对数生长期时转入无血清含bFGF的DMEM液中，隔天换液，2周后，用DTZ染色、ELISA、免疫细胞化学染色等方法鉴定诱导生成的胰岛素分泌细胞及其所分泌的胰岛素。结果：ES—D3细胞在不含白血病抑制因子和滋养细胞的无血清培养体系中呈悬浮生长，并于第4天形成拟胚体，加入促分化因子bFGF可使胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化，诱导生成的胰岛素分泌细胞在培养基中自我组装形成三维立体细胞簇。诱导第17天，DTZ染色发现大量被染成暗红色的胰岛素分泌细胞，免疫细胞化学染色亦证实了胰岛素分泌细胞的存在；同时，用ELISA法检测到胰岛素分泌。随着诱导天数增加，DTZ染色阳性细胞数及胰岛素含量均增加?结论：胚胎干细胞ES—D3在无血清含bFGF培养基中能被诱导分化为胰岛素分泌细胞，且该细胞能够分泌胰岛素。     

人胚胎干细胞分化研究进展

胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell,ES细胞）是由着床前囊胚期内细胞团（Inner Cell Mass,ICM）或早期胚胎原始生殖嵴的胚胎生殖细胞（Primordial Germ Cells,PGCs）建立的、可在体外未分化状态下长期增殖传代的、具有稳定的二倍体核型和多能干细胞表面特异抗原标记的、可分化为3个胚层来源的各种组织和细胞类型（包括生殖腺和生殖细胞）的永久细胞系。基于其特性,目前普遍认为,ES细胞对体外研究动物和人胚胎的发生发育,新基因的发现,药物的筛选和致畸实验及作为细胞组织移植治疗,克隆治疗和基因治疗的细胞源及产生克隆和转基因动物等领域将产生重要的影响。本文综述了人胚胎干细胞诱导分化研究进展。     

人类胚胎干细胞的研究进展及其应用前景

人胚胎干细胞就其来源分为来源于囊胚内细胞群的hESCs和来源于胎儿生殖嵴的hEGCs，两都具有类似于其他哺乳动物ES细胞的形态学特征、细胞表面标志、碱性磷酸酶和端粒酶活性，经过反复传代复苏仍然保持二倍体核型和未分化状态，在体外可以分化为人体多种类型的细胞。本将就人胚胎干细胞的研究进展、应用前景及目前存在的问题作一综述。     

胚胎干细胞自我更新的信号转导途径和体外培养系统的研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells，ES细胞）主要来自囊胚内细胞团及受精卵发育至桑堪胚之前的早期胚胎细胞，或从胎儿生殖嵴分离得到的原生殖细胞以及体细胞核转移至去核卵母细胞后培育出来的全能细胞.自1981年Evans和Kaufman等成功地分离、建立了小鼠胚胎干细胞系以来，历经将近20年，第一株人ES细胞系在美国威斯康星大学成功建立。同年，另一研究小组用流产胎儿性腺成功地分离和培养了人胚胎生殖细胞系（embryonic germ cells，EG细胞）.     

胚胎干细胞的研究新进展

随着干细胞生物学研究热潮的掀起，胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）的研究也取得了巨大进步。ES细胞是指胚泡期的内细胞团中分离出的尚未分化的、能在体外培养、具有发育全能性的早期胚胎细胞。ES细胞具有胚胎细胞和体细胞的某些特性，既可进行体外培养、扩增、转化和制作基因突变模型等遗传操作，又保留了分化成包括生殖细胞在内的各种组织细胞的能力。因此，具有无限增殖、自我更新和多向分化的潜能。ES细胞在临床移植医学、细胞治疗、组织工程、药理学及发育生物学基础等研究领域具有重要的科学意义和巨大的应用前景，对于有效地治疗人类多种疾病，维护和促进人类健康具有巨大的潜在价值。     

大鼠胚胎神经干细胞的分离培养及鉴定

利用无血清培养和细胞克隆技术从孕鼠(14d)胚胎中分离出神经干细胞，并进行传代培养，采用免疫细胞化学技术检测神经巢蛋白和成熟脑细胞特异性抗原神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)的表达，同时采用H-E染色法鉴定神经细胞类型。证实从大鼠胚胎大脑皮质分离出的细胞具有连续的克隆能力，并表达神经巢蛋白，分化的细胞表达神经元和神经胶质细胞的特异性抗原，为中枢神经系统的干细胞。     

体外培养的人胚胎脑皮层神经干细胞的生长特性

目的从胎龄10～12周的人工流产胚胎脑皮层分离、培养神经干细胞后观察其生长特性.方法分别分离、鉴定孕10～12周人工流产的人胚胎脑皮层及孕16d Wistar大鼠脑皮层来源的神经干细胞,并在体外培养增殖.通过普通及电子显微镜观察、生长情况测定等方面的比较来观察其生长特性.结果不同来源的神经干细胞均保持着未分化状态,能够自我更新以及具有多向分化潜能.但来源于人胚胎脑皮层的神经干细胞生长速度明显较慢,且其生长需多种细胞因子的联合刺激.结论人胚胎脑皮层神经干细胞体外培养存在生长速度慢,分裂相所占比例低,群体倍增时间长以及其生长需多种细胞因子的联合刺激等问题.     

LaZ转基因小鼠腹侧中脑神经干细胞的扩增与诱导分化

目的构建LaZ转基因小鼠腹侧中脑神经干细胞的扩增与诱导分化技术平台,为进行体内移植携带报告基因的神经干细胞研究奠定基础.方法利用无血清培养基,分离并体外培养LaZ转基因胚胎小鼠腹侧中脑神经干细胞,连续稳定传代20代后,以免疫荧光、免疫细胞化学法及组织化学方法检测神经球Nestin和分化后细胞中神经纤维（NF）、胶质原纤维酸性蛋白（GFAP）、Galc和半乳糖苷酶（X-Gal）的表达.结果从LaZ转基因小鼠腹侧中脑分离的细胞群具有连续形成神经球的能力,其Nestin表达阳性.分化后的细胞可表达神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的特异性抗原.所有细胞半乳糖苷酶组织化学均为阳性.结论LaZ转基因小鼠腹侧中脑神经干细胞可稳定扩增,具有多向分化潜能,分化后细胞携带LaZ报告基因,可用于进一步的移植实验研究.     

大鼠胚胎神经干细胞的培养及分化的观察

目的探索大鼠胚胎神经干细胞的培养、传代和冻存、复苏的方法,以及观察胚胎神经干细胞在自然条件下分化为神经元细胞和神经胶质细胞的过程.方法从胚胎大鼠脑组织中分离得到神经干细胞,采用无血清培养技术进行培养、传代和鉴定.诱导分化后采用SABC法对分化的细胞进行神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经胶质酸性蛋白(GFAP)检测以作细胞鉴定.结果成功培养出大鼠胚胎神经干细胞,并对其进行传代、冻存及复苏,培养的细胞能分化为神经元细胞和神经胶质细胞.结论大鼠胚胎神经干细胞能在体外适宜的培养条件下进行长期的培养、传代及冻存、复苏,并具有多向分化潜能.     

小鼠胚胎干细胞饲养层的制备

目的：探讨小鼠胚胎干细胞饲养层细胞的制备。方法：小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层细胞培养胚胎干细胞。另在无饲养层细胞培养液中,含白血病抑制因子条件下培养小鼠胚胎干细胞,观察两种情况下胚胎干细胞的生长情况。结果：小鼠胚胎成纤维细胞呈放射状或旋涡状走行,胚胎干细胞呈克隆状生长。结论：胚胎干细胞能良好生长,且保持未分化状态。     

干细胞移植治疗心肌梗死的研究进展

心血管疾病,尤其是心肌梗死已成为人类死亡的主要疾病。干细胞移植为心肌梗死的治疗带来了新的希望。目前可供移植的种子细胞包括胚胎干细胞,骨骼肌生肌细胞,骨髓干细胞,内皮祖细胞,肝脏干细胞,移植避免了免疫排斥和伦理道德问题。近期实验表明移植的干细胞能在心肌疤痕中存活,增强心功能。     

人胚神经干细胞体外分离扩增及移植应用

目的　从胎龄 10周 - 12周的人工流产胚胎脑皮分离 ,鉴定神经干细胞并加以扩增后移植进入脑瘫患儿脑内的治疗效果。方法　利用无血清培养从胎龄 10周 - 12周的人工流产胚胎皮层分离具有增殖能力的细胞群 ,经过连续传代后得到大量亚克隆 ,采用免疫荧光细胞化学技术检测 Nestin抗原和分化后特异性成熟神经细胞抗原的表达。确定合适的受体后将其多点植入胼胝体及受损脑区。结果　从皮层分离的细胞群具有连续克隆能力 ,免疫组化证实其 Nestin抗原阳性。移植术后患儿病情有一定好转。结论　我们分离的中枢神经系统的细胞具有自我更新能力 ,是神经干细胞。这种神经干细胞为以脑瘫为代表的某些神经系统疾病的进一步治疗提供了有潜在价值的细胞资源。     

小鼠胚胎干细胞建系及GFP标记

目的：为组织工程提供新型种子细胞,建立胚胎干（ES）细胞系。方法：取129／svj白色小鼠4.5d的囊胚,分离囊胚的内细胞团（ICM）细胞;在条件培养液及小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）作铺层下,细胞扩增传代,碱性磷酸酶（AKP）染色及oct4、ssea-1等特异性抗体鉴定细胞,并将细胞注射至裸鼠皮下观察细胞在动物体内的生长变化。结果：细胞体外培养呈“巢状”生长,可以持续传代;AKP染色及oct4、ssea-1等特异性抗体免疫反应均阳性;裸鼠皮下注射的细胞发育生长为包含各胚层细胞成分的畸胎瘤。在此基础上以基因转染方法将细胞标记绿色荧光蛋白（GFP）。结论：从小鼠ICM所分离的细胞为小鼠胚胎干细胞,且标记GFP的ES细胞在传代及形成胚体的过程中均能显示GFP,对将来组织构建的种子细胞起到示踪作用。     

人胚胎神经干细胞的分离培养及鉴定

目的探索人胚胎神经干细胞的体外分离培养条件,并观察神经干细胞增殖、分化的特点.方法采用机械方法从流产的10～18周胎龄的人胚胎前脑分离神经干细胞,用无血清培养液,加入表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)刺激细胞增殖,进行体外扩增、传代培养.传3～4代的神经细胞球在含10%胎牛血清的DMEM/F12培养液贴壁诱导分化培养.采用免疫荧光法鉴定神经干细胞和分化的神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞.结果从人胚胎前脑分离的细胞在含有EGF和bFGF的无血清培养液中能形成大量的神经细胞球,这些神经细胞球可在体外增殖及传代培养.神经细胞球用特异性的鼠抗人巢蛋白(nestin)抗体鉴定,大部分为阳性细胞.神经细胞球在血清培养液贴壁培养后可分化出神经纤维细丝(NF)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、半乳糖脑苷脂(Gal-C)表达阳性的细胞.结论从人胚胎前脑分离的细胞具有自我更新能力和多向分化潜能,属于神经干细胞;在含有EGF和bFGF的无血清培养液中,神经干细胞能在体外大量扩增.     

Derivation and characterization of Chinese human embryonic stem cell line with high potential to differentiate into pancreatic and hepatic cells

Background  Human embryonic stem cells have prospective uses in regenerative medicine and drug screening. Every human embryonic stem cell line has its own genetic background, which determines its specific ability for differentiation as well as susceptibility to drugs. It is necessary to compile many human embryonic stem cell lines with various backgrounds for future clinical use, especially in China due to its large population. This study contributes to isolating new Chinese human embryonic stem cell lines with clarified directly differentiation ability.

Methods  Donated embryos that exceeded clinical use in our in vitro fertilization-embryo transfer (IVF-ET) center were collected to establish human embryonic stem cells lines with informed consent. The classic growth factors of basic fibroblast growth factor (bFGF) and recombinant human leukaemia inhibitory factor (hLIF) for culturing embryonic stem cells were used to capture the stem cells from the plated embryos. Mechanical and enzymetic methods were used to propogate the newly established human embryonic stem cells line. The new cell line was checked for pluripotent characteristics with detecting the expression of stemness genes and observing spontaneous differentiation both in vitro and in vivo. Finally similar step-wise protocols from definitive endoderm to target specific cells were used to check the cell line’s ability to directly differentiate into pancreatic and hepatic cells.

Results  We generated a new Chinese human embryonic stem cells line, CH1. This cell line showed the same characteristics as other reported Chinese human embryonic stem cells lines: normal morphology, karyotype and pluripotency in vitro and in vivo. The CH1 cells could be directly differentiated towards pancreatic and hepatic cells with equal efficiency compared to the H1 cell line.

Conclusions  This newly established Chinese cell line, CH1, which is pluripotent and has high potential to differentiate into pancreatic and hepatic cells, will provide a useful tool for embryo development research, along with clinical treatments for diabetes and some hepatic diseases.