胚胎干细胞向胰岛细胞诱导分化的研究

胚胎干细胞(embryonic stem cell，ESC)因具有全能分化潜能而有望成为组织工程和细胞治疗中的重要种子细胞来源。如能将其诱导分化为能分泌胰岛素的细胞，将有助于解决胰岛素绝对或相对缺乏引起的糖尿病代谢失调状态。目前已有研究诱导分化出能分泌胰岛素的细胞，有的将之应用于糖尿病鼠模型并取得了可喜的效果。本对这一领域的研究现状进行综述。     

小鼠胚胎干细胞体外诱导分化为胰岛素分泌细胞

目的 建立小鼠胚胎干细胞(mESCs)分化为胰岛素分泌细胞的体外诱导体系。方法mESCs经拟胚体(EB)阶段,筛选出nestin阳性细胞,扩增培养后,用不同浓度烟碱对nestin阳性细胞进行诱导,观察诱导细胞的形态变化,并进行免疫组化染色、流式细胞仪分析和胰岛素分泌实验。结果 不同大小EB中nestin阳性细胞比例不同,直径为100μm大小EB中较多。nestin阳性细胞经烟碱诱导15d后,可形成分泌胰岛素的胰岛样细胞团,大部分细胞团胰岛素抗体检测为阳性。以10mmol/L烟碱诱导分化后得到的胰岛素分泌细胞较0mmol/L和5mmol/L多,这些细胞在不同浓度葡萄糖刺激下能分泌不同量胰岛素。结论10mmol/L烟碱诱导小鼠ESCs 15d,可获得较多胰岛素分泌细胞。     

小鼠iPSCs诱导分化为胰岛素分泌细胞及治疗糖尿病的实验研究

 目的: 利用3步法诱导方案,使小鼠诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)分化为胰岛素分泌细胞(insulin-producing cells,IPCs),观察诱导效率和成熟度,并观察其对糖尿病小鼠治疗效果。方法: 本实验室通过piggyBac转座子将C57/C雄性小鼠来源胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)构建为小鼠iPSCs,利用3步法诱导方案分化为IPCs,观察细胞分化过程中的形态变化;RT-PCR和免疫荧光检测其胰岛β细胞发育相关基因和蛋白的表达;流式细胞术分析分化效率;葡萄糖刺激实验检测胰岛素和C肽分泌水平。将IPCs移植入C57/C雄性糖尿病小鼠模型左肾包膜下,监测血糖和血清中胰岛素含量28 d,观察逆转高糖血症的效果。结果: 建立的3步诱导方案可以将小鼠iPSCs诱导分化为IPCs,其表达胰岛β细胞的标志性基因(Pdx1、Ngn3、Pax6和Ins2)和蛋白(Pdx1、Nkx6.1和胰岛素),在葡萄糖刺激下可分泌胰岛素和C肽。流式细胞术结果表明诱导分化的效率达28%。移植后3 d糖尿病小鼠血糖即降低至接近正常水平,血清胰岛素含量明显升高,对葡萄糖的调控能力明显增强。病理学观察IPCs细胞移植28 d后仍存活。结论: 建立的3步诱导法可将iPSCs高效定向诱导分化为IPCs,明显缩短了诱导分化的时间,移植至近交系同性别小鼠体内可逆转糖尿病的高糖血症。     

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。     

大鼠肌源性干细胞体外转分化为胰岛素分泌细胞

目的 探讨体外自体肌源性干细胞(MDSCs)定向诱导分化为胰岛素分泌细胞团的可行性。方法 用差速贴壁的方法对SD大鼠MDSCs进行分离和培养,加入联合诱导剂培养7～12d。通过形态学观察、双硫腙(DTZ)染色、免疫细胞化学染色、葡萄糖刺激实验和RT-PCR,对诱导细胞进行体外结构和功能鉴定。 结果 联合诱导后12d有典型的胰岛样结构出现;诱导后第12天细胞团表达胰岛素,而未诱导组细胞不表达;诱导后第7天检测到胰岛素 (INS)、胰高血糖素(GLU)和生长抑素(SS)基因的表达。 结论 体外诱导大鼠肌源性干细胞可定向分化为胰岛素分泌细胞存在可行性,本实验将可能为临床糖尿病干细胞治疗提供新的途径。     

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。     

胰岛素分泌细胞再生医学研究的最新进展

糖尿病是由于胰岛素绝对或相对不足引起的以高血糖和多并发症为特征的内分泌代谢性疾病,其本质是胰岛素分泌细胞受损或者胰岛素工作效率低下。通过再生医学手段将体外再生的胰岛素分泌细胞植入患者体内,重建有功能的胰岛素分泌系统不失为治疗Ⅰ型和部分Ⅱ型糖尿病的一种新途径。再生医学的研究和应用中,最有价值的细胞是干细胞。文中就干细胞诱导分化以及成体细胞重编程再生为胰岛素分泌细胞方面最新进展作一综述。     

人胎盘间充质干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究

目的：探索人胎盘间充质干细胞（MSCs）分化为胰岛素分泌细胞的诱导条件。方法从胎盘组织中获取MSCs,采用激活素A、表皮生长因子（EGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）等多种细胞因子诱导胎盘MSCs向胰岛素分泌细胞分化。利用免疫细胞化学染色、Western Blot及动物实验,对诱导后的细胞进行鉴定。结果经诱导后的细胞具备胰岛β细胞的部分特征,能表达胰十二指肠同源盒-1（PDX-1）、胰岛素和C肽,对糖尿病小鼠具有降糖作用。结论人胎盘MSCs经多种细胞因子诱导后可分化为胰岛素分泌细胞。     

脐带源间充质干细胞与大鼠胰腺细胞共培养向胰岛样细胞分化及移植治疗1型糖尿病

背景：脐带Wharton’s Jelly中间充质干细胞可以向胰岛样细胞诱导分化。 目的：验证脐带源间充质干细胞与大鼠胰腺细胞共培养向胰岛样细胞诱导分化的可能性,并观察移植后对糖尿病大鼠血糖的影响。 方法：分离、诱导、传代脐带Wharton’s Jelly中间充质干细胞,再与大鼠胰腺细胞共培养,诱导成胰岛细胞团样组织。将大鼠分为3组,正常对照组不进行移植及造模;模型组仅制备糖尿病大鼠模型;实验组造模后将胰岛样细胞移植入糖尿病大鼠肾脏包膜。 结果与结论：脐带Wharton’s Jelly细胞培养中有细胞从组织块中爬出,第7天形态发生变化,贴壁细胞部分变成梭形。分离培养的细胞表达具有间充质干细胞表面特有标志CD44、CD29、CD105,不表达CD34、CD45、CD14。诱导第7,10天PDX-1及人胰岛素强染色;胰岛素及C-肽浓度较单纯培养组明显升高;PDX-1及人胰岛素mRNA诱导第7、10天较高表达。移植第1周大鼠尾尖血糖链脲佐菌素实验组明显低于模型组(P < 0.01),但明显高于正常照组(P < 0.01)。8周链脲佐菌素实验组肾脏被膜下发现胞核染棕色染色的Brdu阳性、胞浆棕色染色的胰岛素阳性细胞。结果表明,脐带Wharton’s Jelly中存在脐带源间充质干细胞,与大鼠胰腺细胞共培养可促进间充质干细胞向胰岛样细胞诱导分化,移植入糖尿病大鼠肾脏被膜下,可显著降低糖尿病大鼠血糖。     

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。     

尿源性干细胞在体外向尿路上皮细胞和平滑肌细胞的分化

文题释义：干细胞分化：干细胞通过体外诱导的方法,基因组在时间和空间上选择性表达,产生特异性蛋白质,定向成为特定的成熟细胞。 平滑肌：是由平滑肌细胞组成的非横纹肌肌肉组织,分布在动脉和静脉血管管壁、膀胱、子宫、男性和女性生殖道、消化道、呼吸道、眼睛的睫状肌和虹膜。 背景：成体干细胞是存在于已分化组织中的多能干细胞,尿源性干细胞为新发现的成体干细胞,具有取材方便、高度增殖能力、多向分化潜能等优点,在组织工程学领域受到重视。 目的：研究人尿源性干细胞体外分离获取的方法,以及体外向尿路上皮细胞和平滑肌细胞分化的可行性。 方法：收集健康成人尿液标本,通过分离、培养获取尿源性干细胞;应用CCK-8实验检测细胞增殖能力,并绘制细胞生长曲线;应用流式细胞仪检测细胞表型;体外应用专用培养基诱导尿源性干细胞向尿路上皮细胞和平滑肌细胞分化;应用荧光定量PCR、免疫组织化学染色、免疫荧光细胞染色和Western blot鉴定尿源性干细胞的分化能力。 结果与结论：①从健康成人尿液中成功分离提取出尿源性干细胞,细胞具有高度增殖能力,生长曲线呈现S型;②尿源性干细胞高表达间充质干细胞表面标记物,CD29表达率为98.11%,CD90表达率为95.74%;③尿源性干细胞经体外诱导分化14 d后,可以表达尿路上皮细胞特异性基因Cytokeratin 7、Cytokeratin 20、Uroplakin Ⅲ和平滑肌细胞特异性基因α-SMA和SM22;④结果表明,尿源性干细胞经过体外诱导可以向尿路上皮细胞和平滑肌细胞分化,能够为尿路组织修复重建提供理想的种子细胞来源。 ORCID: 0000-0002-6460-3332(赵战魁) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

Stem cell characteristics and the therapeutic potential of amniotic epithelial cells

Multiple stem cell types can be isolated from the human placenta. Recent advances in stem cell biology have revealed that human amniotic epithelial cells (hAECs) are one of the perinatal stem cells which possess embryonic stem cell‐like differentiation capability and adult stem cell‐like immunomodulatory properties. Unlike other types of placental stem cells, hAECs are derived from pluripotent epiblasts and maintain multilineage differentiation potential throughout gestation. Similar to mesenchymal stem cells, hAECs are also able to modulate the local immune response. These, and other properties, make hAECs attractive for cellular therapy. This review article summarizes current knowledge of stem cell characteristics and immunomodulatory properties of amniotic epithelial cells and aims to advance our understanding towards the goal of novel therapy development.     

骨髓间充质干细胞及其向肝样细胞分化的潜能

背景：研究表明,在一定条件下骨髓间充质干细胞可诱导分化为肝样细胞,为治疗急性肝衰竭等终末期肝病提供了新的思路。 目的：对骨髓间充质干细胞的发现、分离培养、诱导分化及应用前景等方面做一综述。 方法：计算机检索中国期刊网全文数据库以及PubMed数据库1999至2014年期间有关骨髓间充质干细胞及其向肝样细胞分化的文章。检索词分别为“肝样细胞,骨髓间充质干细胞,细胞分化”和“hepatocyte-like cells,bone marrow mesenchymal stem cells,differentiation”。最后选择52篇文章纳入结果分析。 结果与结论：目前,肝组织工程的首要问题是寻找性状稳定具有肝特异性功能的种子细胞,成熟肝细胞获取难度较大,并具有产生免疫排斥反应、体外培养困难等缺陷,严重限制了肝移植的开展。骨髓间充质干细胞具有多向分化、自我更新快、易于扩增及培养等优点,被认为是最有前途的细胞来源。已有研究表明骨髓间充质干细胞在体内外均可分化为肝细胞,并具有肝细胞的合成和分泌功能。但如何大量扩增此类细胞的同时又能保持其良好的分化潜能、体外培养的最佳条件、诱导分化机制和临床应用的安全性等尚需进一步研究和探讨。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

Derivation and spontaneous differentiation of human embryonic stem cells

Embryonic stem (ES) cells are unique cells derived from the inner cell mass of the mammalian blastocyst. These cells are immortal and pluripotent, retain their developmental potential after prolonged culture, and can be continuously cultured in an undifferentiated state. Many in vitro differentiation systems have been developed for mouse ES cells, including reproducible methods for mouse ES cell differentiation into haematopoietic and neural precursors, cardiomyocytes, insulin‐secreting cells, endothelial cells and various other cell types. The derivation of new human ES cell lines provides the opportunity to develop unique models for developmental research and for cell therapies. In this review we consider the derivation and spontaneous differentiation of human ES cells.     

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.     

软骨细胞上清液诱导滑膜间充质干细胞微团培养成软骨

背景：滑膜间充质干细胞在体外具有多向分化的能力,有望成为软骨组织工程中治疗软骨缺损的种子细胞,在其向软骨细胞分化过程中,合适的生长因子起了重要作用。 目的：利用富含生长因子的软骨细胞上清液诱导滑膜间充质干细胞向软骨细胞分化,并对其鉴定。 方法：采用消化法分别获得SD大鼠滑膜间充质干细胞、软骨细胞。收集软骨细胞上清液离心、过滤冻存备用。培养滑膜间充质干细胞至第3代后离心成微团,并用软骨细胞上清液进行成软骨诱导分化,通过形态学观察、免疫组织化学法、RT-PCR检测进行鉴定。 结果与结论：滑膜间充质干细胞使用软骨细胞上清液成软骨诱导21 d后,微团可见似软骨样组织。免疫组化法进行Ⅱ型胶原鉴定,基质能被Ⅱ型胶原染色,细胞染色呈现棕黄色。RT-PCR结果显示诱导后的微团表达软骨特异性基因Ⅱ型胶原和蛋白聚糖。证实软骨细胞分泌的可溶性因子可以诱导大鼠滑膜间充质干细胞向软骨方向分化。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

间充质干细胞的生物学特性及临床应用

背景：间充质干细胞的临床应用是干细胞移植研究的热点,但其安全性和有效性仍存在争议。 目的：回顾总结近年来对于间充质干细胞的生物学特性及临床应用前景的研究。 方法：计算机检索Pubmed(1990年1月至2013年11月)和中国知网数据库（2011年至2013年）,检索关键词为“间充质干细胞;分离培养;表面抗体;诱导分化;临床应用”。 结果与结论：间充质干细胞可表达多种表面抗原,但没有特异性,同时其具有自我更新和向骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、骨骼肌细胞和神经细胞等的多向分化能力。由于其多向分化潜力,且能分泌多种细胞因子,还具有免疫调节能力,已成为再生医学、血液学和免疫学方面细胞疗法的候选细胞。间充质干细胞临床试验已处于第三期,尽管数据还不多,已发现存在利于肿瘤生长和转移、增加侵袭性真菌感染等方面问题。即使如此,其在血液系统恶性肿瘤等疾病面方面仍存在良好的应用前景。所以,找出间充质干细胞在体内的作用原理及修复其产生的不良影响是目前干细胞移植研究的重点。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

人心包外脂肪干细胞诱导转化为心肌细胞

背景：成体干细胞具有自我更新和分化为多种组织的能力,是组织工程学的重要组成部分。近来研究表明吸脂后人脂肪源性干细胞具有间充质干细胞的特点,能体外诱导分化为心肌细胞,但尚无对人心包外脂肪干细胞特点及诱导分化为心肌细胞的报道。目的：探讨人心包外脂肪干细胞体外培养及向心肌诱导分化的时期。方法：取人心包外脂肪组织,体外分离培养传代后,细胞免疫学检测不同时期细胞表面特异性抗原CD44,CD90的表达,并比较荧光强度,选择最佳诱导时期利用心肌培养基诱导培养后,免疫细胞化学检测心肌特异性抗α-actin、cTnT的表达,进行表型鉴定。结果与结论：人心包外脂肪干细胞体外培养过程中贴壁生长,增殖能力强,形态呈长梭形,旋涡状排列;其表面标记物CD44,CD90表达阳性,并在3、4代细胞中荧光强度达峰值,CD34,CD45表达阴性。经心肌诱导培养基体外诱导培养后,分化的细胞大多呈肌细胞样,细胞免疫化学检测证实心肌特异性抗α-actin、cTnT表达阳性,且在3、4代细胞数量达峰值,结果表明人心包外脂肪干细胞具有间充质干细胞的形态特征及细胞免疫学特征,能体外诱导分化为心肌细胞,存在最佳诱导时期。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

新生小鼠海马神经干细胞体外培养条件下的增殖与分化

背景：神经干细胞移植可用于中枢神经损伤的临床治疗。 目的：观察新生小鼠海马神经干细胞在体外培养条件下的增殖和分化。 方法：从新生昆明小鼠海马取材,采用机械分离法对原代细胞进行无血清培养,采用机械法复合酶消化法对原代细胞进行传代,以体积分数为10%胎牛血清诱导分化。免疫荧光行巢蛋白、β-微管蛋白Ⅲ和胶质纤维酸性蛋白染色,对培养的细胞进行鉴定。CCK-8法检测神经干细胞增殖能力。 结果与结论：从新生小鼠海马分离得到的细胞具有连续传代形成克隆球的能力,克隆球呈巢蛋白免疫反应阳性;加入胎牛血清可诱导分化为β-微管蛋白Ⅲ和胶质纤维酸性蛋白阳性细胞。提示实验成功建立了体外培养新生小鼠海马组织分离和培养神经干细胞的方法,培养的神经干细胞在体外培养条件下保持着自我增殖和分化的潜能。     

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.