定向诱导人尿液细胞源性多能干细胞向多巴胺能神经元的分化

目的探讨定向诱导人尿液来源诱导性多能干细胞(U-iPS)向多巴胺(DA)能神经元分化。方法单层贴壁法体外培养U-iPS,通过时向性添加TGF-β及BMP信号通路抑制剂,SHH细胞因子,GSK3β抑制剂Chir99021将U-iPS诱导为DA能神经前体细胞(NPCs),通过添加BDNF/GDNF等细胞因子将其进一步分化为DA能神经元。在诱导分化的4个时间点(第0天、7天、14天及25天)采用RT-qPCR和免疫荧光检测多能干细胞标志物Oct4与Nanog的表达;NPCs标志物Nestin、Pax6和Foxa2的表达;DA神经前体细胞标志物Lmx1a和En1的表达;神经元标志物Tuj1的表达以及DA能神经元标志物TH的表达情况。以人皮肤成纤维细胞来源的iPS(F-iPS)向DA能神经元的诱导分化作为对照进行分化效率的比较。结果 U-iPS在第0天表达多能干标志物Oct4和Nanog;诱导第7天能转化为Nestin、Pax6及Foxa2阳性的NPCs;第14天转化为Lmx1a和En1阳性的DA能神经前体细胞;第25天分化得到的神经元样细胞表达神经元标志物Tuj1,其中部分细胞表达DA能神经元标志物TH。各时间点神经类细胞标志物的表达与F-iPS诱导分化得到的神经类细胞标志物的表达差异无统计学意义(P0.05)。结论 U-iPS细胞具有向DA能神经元分化的潜力,能在体外经过诱导分化得到TH阳性的DA能神经元,且与F-iPS向DA能神经元分化的效率无明显差异。     

人诱导性多能干细胞向神经干细胞分化的方法探讨

目的:探讨人诱导性多能干细胞(iPS细胞)体外定向分化为神经干细胞(NSCs)的方法。方法:人iPS细胞悬浮培养4 d形成的拟胚体(EB)经维甲酸(RA)诱导4 d,诱导后的EB在无血清培养基中筛选并扩增培养。倒置显微镜下观察诱导后细胞的形态变化,RT-PCR检测iPS细胞多能性基因Nanog、Oct4和Sox2的表达,免疫荧光法检测NSCs特异性标志物Nestin、神经元标志物β-tubulinⅢ和神经胶质细胞标志物GFAP的表达。结果:(1)人iPS细胞在饲养层细胞上稳定传代,表达多能性基因Nanog、Oct4和Sox2,去除饲养层后悬浮培养能形成球形EB;(2)经RA诱导后的EB在无血清培养基中筛选培养第1 d贴壁生长,周围爬出细胞;第3 d,在高倍镜下可见中央聚集的细胞呈环形的rosette结构,rosette结构增多到第7 d达高峰。对照组未观察到rosette结构。随后大部分rosette细胞脱离瓶壁悬浮生长,形成神经球样克隆。免疫荧光显示神经球呈nestin阳性表达。贴壁培养的神经球能分化成β-tubulinШ和GFAP阳性细胞。结论:RA诱导结合无血清培养基筛选法能诱导iPS细胞高效分化为NSCs。     

Sox2诱导小鼠胚胎成纤维细胞直接重编程为神经干细胞

目的:探讨Sox2诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)直接重编程为神经干细胞的方法,为诱导神经干细胞(induced neural stem cells,i NSCs)作为种子细胞治疗脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)奠定实验基础。方法:逆转录病毒感染Sox2转录因子的MEFs在神经干细胞培养基中贴壁培养10 d。随后,悬浮、贴壁反复循环培养3次。Real-time PCR检测神经干细胞标志基因和多潜能标志基因的表达。i NSCs在分化培养基中贴壁培养7~14 d,免疫荧光分别检测神经干细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的标志物nestin、MAP2、GFAP和MBP的表达。将i NSCs显微注射至小鼠大脑皮质,7~14 d后免疫荧光检测神经细胞标志物nestin、MAP2、GFAP和MBP的表达。结果:Real-time PCR显示i NSCs的多种神经干细胞标志基因nestin、Blbp、Pax6和zbtb16表达较诱导前显著增高(P0.05),且i NSCs不表达多潜能相关基因Nanog、Oct4和zfp42。免疫荧光显示i NSCs高表达神经干细胞标志物nestin。免疫荧光同时表明i NSCs可在体内外存活并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。结论:Sox2可以诱导MEFs直接重编程为神经干细胞。i NSCs具有自我更新的能力,且在体内外都具有三向分化潜能,可作为修复SCI合适的种子细胞。     

人参皂苷Rg1干预骨髓间充质干细胞转化为多潜能干细胞关键基因mRNA的表达

背景：将成体细胞重编程为诱导多潜能干细胞方案主要通过反转录病毒将Oct-4, Sox2, c-Myc, Klf4等基因转入成体细胞而实现。 目的：观察人参皂苷Rg1作用于骨髓间充质干细胞后,对成体细胞向诱导多潜能干细胞转化的关键性基因Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4、Nanog mRNA表达的影响。 方法：培养骨髓间充质干细胞,对照组培养基为α-MEM,体积分数5%FBS,1%双抗;用药组培养基为α-MEM,体积分数15%FBS,1 000 U/mL Rat ESGRO®,1%双抗,并加入6.25 μmol/L和12.5 μmol/L人参皂苷Rg1。检测骨髓间充质干细胞Oct4,Sox2,c-Myc,Klf4,Nanog等mRNA的表达。 结果与结论：人参皂苷Rg1 6.25 μmol/L培养30 d,Nanog、c-Myc、Oct、Klf4、Sox2 mRNA表达均有升高,且Nanog、c-Myc与对照组差异有显著性意义。人参皂苷Rg1能促进骨髓间充质干细胞表达c-Myc,Nanog,但Nanog阳性的诱导多潜能干细胞在基因表达谱上很难与胚胎干细胞区分出来,提示人参皂苷Rg1对骨髓间充质干细胞向诱导多潜能干细胞转化可能具有促进作用。     

大鼠骨髓胚胎样干细胞的培养和鉴定

目的:探索骨髓胚胎样干细胞(ELSCs)的分离纯化和鉴定方法,并探讨该细胞分离培养方法的可行性。方法:采用全骨髓培养、明胶包被和无血清培养的方法,培养SD大鼠骨髓细胞,5 d后进行第1次传代,以后每2 d传代1次。观察其形态结构;免疫荧光检测其表面标志物CD73、CD90、CD105、SSEA-4、Sox-2、Nanog;流式细胞术检测干性标志物SSEA-4、OCT-4、Sox-2、Nanog的表达,并与骨髓间充质干细胞(MSCs)相比较;检测其向成骨细胞和成脂细胞的诱导分化能力。结果:获得的ELSC呈现长梭形,体积小且形态均一。免疫荧光示其表达CD73、CD90、CD105、SSEA-4、Sox-2、Nanog;流式细胞术检测示ELSCs表达CD73、CD90、CD105,且纯度高于95%,与MSCs相比,ELSCs的SSEA-4、OCT-4、Sox-2、Nanog等干性基因表达较高。结论:该方法获得的ELSCs干性较强、强度较高,可分离、培养出ELSCs。     

诱导多能干细胞建系及体外造血祖细胞定向分化体系的建立

背景：目前,大量文献报道了诱导多能性干细胞系的建立,但大规模体外诱导分化造血祖细胞的研究还缺乏深入的探讨。 目的：建立诱导多能性干细胞体外定向诱导形成造血祖细胞的方法。 方法：采用慢病毒感染的方法将含有Oct4、Sox2、Nanog和Lin28全能性基因的慢病毒颗粒转导人皮肤成纤维细胞,获得了诱导多能性干细胞;在诱导分化体系中添加了Y-27632,克服干细胞扩增中的凋亡现象;运用OP9细胞产生的条件培养液建立诱导多能性干细胞体外定向分化形成造血祖细胞的分化体系。 结果与结论：①前3代细胞克隆传代时,诱导多能性干细胞发生凋亡的现象很多,很难大规模扩增培养。培养基中添加阻断ROCK活化的抑制剂,能够明显抑制胚胎干细胞的凋亡。②诱导多能性干细胞在OP9细胞条件培养液作用下,经过体外诱导分化,形成CD34+造血祖细胞。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：     

新生小鼠端脑神经干细胞可诱导分化为运动神经元

目的 探讨新生小鼠端脑神经干细胞诱导分化为运动神经元的可能性,并探索新的运动神经元诱导因子.方法 用悬浮培养法从新生小鼠端脑分离培养神经干细胞,按诱导因素的不同分为3组:组1为对照组,诱导因素为生长培养基+5%胎牛血清(FBS);组2为诱导因子组,诱导因素为生长培养基+5% FBS+视黄酸(RA)+Shh+联丁酰基环磷酸腺苷(dbcAMP);组3为骨骼肌细胞培养液组,诱导因素为骨骼肌细胞生长过的培养液.用双重免疫荧光方法检测分化细胞的微管相关蛋白2(MAP2)和同源蛋白(HB9)的表达,以验证运动神经元的分化,每组随机选取12个标本计数.结果 分化培养中检测到MAP2和HB9共表达的运动神经元,组1的运动神经元分化比例为1%;组2的分化比例为4.7%;组3的分化比例为2.9%.与组1相比有显著的统计学差异.结论 新生小鼠端脑神经干细胞能诱导分化为运动神经元;骨骼肌细胞可能分泌运动神经元诱导因子.     

嗅黏膜神经干细胞的体外培养和向酪氨酸羟化酶阳性神经元的分化

目的:建立体外培养和诱导嗅黏膜神经干细胞向酪氨酸羟化酶阳性神经元分化的方法,探讨该细胞的干性和分化特性。方法:首先用含10%胎牛血清的DMEM/F-12混合培养基培养成年大鼠嗅黏膜细胞,当细胞贴壁后将培养基更换为含表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblastgrowth factor,bFGF),不含血清的干细胞培养基,以促进干细胞增殖形成神经球。将神经球取出用干细胞培养基悬浮培养以纯化扩增神经干细胞。应用干细胞相关蛋白Nestin及CD133的抗体对神经干细胞进行免疫荧光染色,观察上述蛋白在细胞的表达。用Neurobasal培养基(含B27、NGF、ATRA及SHH)培养扩增后的神经干细胞,诱导其向神经元分化。用神经丝蛋白(neurofilament-200,NF-200)和酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)抗体对分化的细胞进行免疫荧光染色;用免疫印迹法检测上述细胞裂解样品内的相应标志蛋白的电泳条带。结果:嗅黏膜神经干细胞高表达Nestin及CD133两种神经干细胞标志蛋白;干细胞经诱导分化后其形态具有神经元特征,并且高表达NF和TH两种神经细胞标志蛋白。结论:贴壁/悬浮序贯培养方法可体外纯化扩增嗅黏膜神经干细胞,该细胞可分化为酪氨酸羟化酶阳性神经元。     

成年大鼠脑膜组织中具有干细胞特性的细胞亚群体外可向神经元诱导分化

背景：神经干细胞具有多向分化潜能,可以分化为神经元和神经胶质细胞等,替代受损伤的脑细胞,达到修复神经损伤的目的。 目的：观察成年大鼠脑膜组织中具有干细胞特性细胞亚群的成神经诱导分化能力。 方法：取成年SD大鼠,麻醉后获取脑膜组织制备成细胞悬液,接种在培养皿中进行传代培养,进行Nestin免疫荧光染色。取第3代细胞,用含曲古抑菌素A的完全培养基进行成神经诱导培养,诱导7 d之后采用Westen blotting检测神经细胞相关标志性蛋白NF-200和BM88蛋白的表达。 结果与结论：培养24 h,脑膜细胞中有部分球形细胞发生悬浮,部分细胞出现贴壁生长现象。另外,还可以观察到部分散在球形细胞逐渐形成克隆球,随着体积的不断增大,生长速度呈现下降趋势。免疫细胞化学染色分析干细胞标记物Nestin呈强阳性表达,细胞核使用Hoechst染色之后,荧光显微镜可检测到呈蓝色的细胞核。成神经诱导7 d时相关标志性蛋白NF-200和BM88蛋白均呈明显表达。结果表明,成年SD大鼠脑膜组织中具有干细胞特性的细胞亚群在体外诱导后能够向神经元方向发生分化。 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      

大鼠视网膜干细胞的增殖和多向分化**

背景：国内对视网膜干细胞的体外分离培养及鉴定仍处于初步探索阶段。 目的：体外分离、培养及鉴定新生大鼠视网膜干细胞,探讨其多向分化潜能。 方法：用神经干细胞无血清培养方法分离和培养新生24 h的SD大鼠睫状体细胞,第6代视网膜干细胞经胎牛血清诱导分化,应用免疫细胞化学方法检测视网膜干细胞的分化特性。 结果与结论：体外培养的细胞球具有连续克隆能力,Nestin抗原阳性,BrdU 标记结果显示悬浮细胞团主要由分裂增殖的细胞组成,并表达胚胎发育早期视网膜内原始细胞的特异性抗原Chx-10;诱导分化后的细胞表达星形胶质细胞特异性标志物GFAP、神经元特异性标志物NSE、感光细胞标志物Opsin、双极细胞特异性抗原PKC和节细胞特异性抗原β-tubulin,实验初步证实培养的视网膜干细胞具有神经干细胞特性,能自我更新和增殖分化成为感光细胞类型的细胞。 关键词：视网膜干细胞;细胞培养;无血清;细胞分化;大鼠 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.06.015     

Regeneration and transdifferentiation potential of muscle-derived stem cells propagated as myospheres

We have isolated from mouse skeletal muscle a subpopulation of slow adherent myogenic cells that can proliferate for at least several months as suspended clusters of cells (myospheres). In the appropriate conditions, the myospheres adhere to the plate, spread out, and form a monolayer of MyoD(+) cells. Unlike previously described myogenic cell lines, most of the myosphere cells differentiate, without cell fusion, into thin mononucleated contractile fibers, which express myogenin and skeletal muscle myosin heavy chain. The presence of Pax-7 in a significant proportion of these cells suggests that they originate from satellite cells. The addition of leukemia inhibitory factor to the growth medium of the myospheres enhances proliferation and dramatically increases the proportion of cells expressing Sca-1, which is expressed by several types of stem cells. The capacity of myosphere cells to transdifferentiate to other mesodermal cell lineages was examined. Exposure of cloned myosphere cells to bone morphogenetic protein resulted in suppression of myogenic differentiation and induction of osteogenic markers such as alkaline phosphatase and osteocalcin. These cells also sporadically differentiated to adipocytes. Myosphere cells could not, so far, be induced to transdifferentiate to hematopoietic cells. When inoculated into injured muscle, myosphere-derived cells participated in regeneration, forming multinucleated cross-striated mature fibers. This suggests a potential medical application.     

无血清悬浮分离培养法分离、培养、鉴定脊髓源性神经干细胞

背景：目前临床上尚未发现完全治愈脊髓损伤,使其达到结构及功能恢复的治疗方法。已有的神经营养因子治疗方法促进神经细胞再生的效果有限,而干细胞移植治疗可能是现阶段修复脊髓损伤的有效方法之一。 目的：无血清悬浮分离培养法培养胎鼠脊髓源性神经干细胞,采用形态学、免疫荧光技术和多向分化能力进行神经干细胞鉴定。 方法：应用悬浮分离培养法,培养纯化孕13.5 d C57BL/6胎鼠的脊髓源性神经干细胞。倒置显微镜观察细胞形态学变化;CCK-8法检测细胞的增殖能力。免疫荧光技术检测Nestin和Sox2表达;使用自然分化法验证第4代脊髓源性神经干细胞多向分化特性,明确其分化能力。 结果与结论：采用无血清悬浮分离培养法可以顺利获取脊髓源性神经干细胞。培养的脊髓源性神经干细胞增殖活性良好,高表达Nestin和Sox2,且两种标记物与DAPI核染高度均匀吻合,说明细胞纯度高。进一步诱导分化显示,细胞可以向GFAP和Tuj1阳性细胞分化,证明脊髓源性神经干细胞分化潜能较好。该实验可建立一套体外培养脊髓源性神经干细胞分离、培养、纯化及鉴定体系,为后续神经干细胞的应用研究奠定基础。 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      

成年比格犬骨髓间质干细胞体外软骨方向分化的实验研究

目的：体外诱导成年比格犬骨髓间质干细胞（BMSCs）定向分化为软骨细胞，探讨体外诱导成软骨的方法和条件。方法:比格犬股骨取骨髓10 mL，体外行原代和传代培养扩增，加入转化生长因子（TGF-β1），以高密度细胞团块培养，诱导BMSCs分化为软骨细胞。甲苯胺蓝染色检测软骨基质的分泌，免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。结果:诱导的软骨样组织甲苯胺蓝染色阳性;Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性。结论： 应用含TGF-β1的诱导液在体外可以诱导比格犬BMSC分化为软骨细胞，诱导的软骨细胞可作为软骨组织工程较理想的种子细胞。     

乳鼠肌源性干细胞向许旺样细胞的诱导分化

背景：有证据显示,肌源性干细胞能够促进肌纤维的再生,增强再生肌组织的功能,并具有分化为神经外膜组织细胞和具有许旺细胞表型细胞的潜能。 目的：分析许旺细胞条件培液诱导小鼠乳鼠源肌源性干细胞向许旺细胞的分化,探讨其作为神经组织工程的种子细胞的可行性。 方法：取C57BL/6乳鼠四肢骨骼肌,采用改良的Preplate技术纯化培养肌源性干细胞,利用抗体Desmin和Sca-1对纯化后的细胞进行免疫细胞化学鉴定。采用许旺细胞条件培液诱导其向许旺细胞分化,并行许旺细胞特异性抗体S100β、P75NTR免疫细胞化学鉴定。 结果与结论：从小鼠骨骼肌中分离得到肌源性干细胞,能在体外稳定增殖传代,Desmin和Sca-1免疫细胞化学染色阳性。肌源性干细胞经体外诱导分化后部分细胞S100β、P75NTR染色阳性。说明应用改良的Preplate方法,可从新生小鼠骨骼肌中分离得到肌源性干细胞;采用许旺细胞条件培液能将其诱导分化为许旺样细胞,有可能成为神经组织工程神经较理想的许旺细胞替代物。     

培养胚胎神经干细胞移植入纹状体后的形态学观察

本研究的目的是 :将体外培养的小鼠胚胎大脑皮层和脊髓的神经干细胞经单细胞悬液微移植后观察其在大鼠纹状体的存活、迁移和分化的状况。实验在无血清条件下将这些细胞扩增、培养再经活细胞荧光染料 Di I标记后 ,采用微移植的方法 ,通过脑立体定位仪上用微玻璃针将干细胞分别植入成年大鼠双侧纹状体的对称部位。大鼠存活 8周后 ,经灌注固定、恒冷箱切片 ,在荧光显微镜下观察标记的移植细胞的迁移状况 ;用星形胶质细胞特异性抗体观察移植区 GFAP的表达 ,以显示移植细胞分化状况。结果表明 :来源于胚胎小鼠大脑皮层和脊髓的体外培养神经干细胞经微移植后 ,均可在成年大鼠脑内纹状体区域存活 ,移植的神经干细胞可向周围的脑实质内迁移 ,迁移细胞沿特定的纹状体结构分布。神经干细胞主要分化成星形胶质细胞。本实验结果提示 ,移植的神经干细胞可在脑实质内存活、迁移和分化。     

牙髓干细胞培养及分化的研究进展

干细胞是未分化的细胞,具有自我更新、高度增殖及多向分化等特性。牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)不仅具有干细胞的上述特性,而且具有取材方便、易于培养、易于冷藏等优点。本文就DPSC与其他三种干细胞在培养多向分化潜能、分化诱导因素、向诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell,i PSC)的分化潜能以及在组织工程学中的应用进行比较,并讨论DPSC的培养及分化优势。     

Characterization of human myoblast cultures for tissue engineering

Skeletal muscle tissue engineering, a promising specialty, aims at the reconstruction of skeletal muscle loss. In vitro tissue engineering attempts to achieve this goal by creating differentiated, functional muscle tissue through a process in which stem cells are extracted from the patient, e.g. by muscle biopsies, expanded and differentiated in a controlled environment, and subsequently re-implanted. A prerequisite for this undertaking is the ability to cultivate and differentiate human skeletal muscle cell cultures. Evidently, optimal culture conditions must be investigated for later clinical utilization. We therefore analysed the proliferation of human cells in different environments and evaluated the differentiation potential of different culture media. It was shown that human myoblasts have a higher rate of proliferation in the alamarBlue assay when cultured on gelatin-coated culture flasks rather than polystyrene-coated flasks. We also demonstrated that myoblasts treated with a culture medium with a high concentration of growth factors [growth medium (GM)] showed a higher proliferation compared to cultures treated with a culture medium with lower amounts of growth factors [differentiation medium (DM)]. Differentiation of human myoblast cell cultures treated with GM and DM was analysed until day 16 and myogenesis was verified by expression of MyoD, myogenin, alpha-sarcomeric actin and myosin heavy chain by semi-quantitative RT-PCR. Immunohistochemical staining for desmin, Myf-5 and alpha-sarcomeric actin was performed to verify the myogenic phenotype of extracted satellite cells and to prove the maturation of cells. Cultures treated with DM showed positive staining for alpha-sarcomeric actin. Notably, markers of differentiation were also detected in cultures treated with GM, but there was no formation of myotubes. In the enzymatic assay of creatine phosphokinase, cultures treated with DM showed a higher activity, evidencing a higher degree of differentiation. In this study, we obtained detailed information regarding the cultivation and differentiation of human myoblast cultures in different environments. By exploring optimal culture conditions for skeletal muscle tissue engineering, we acquired culture data for comparison with other sources of stem cells in order to find the most applicable stem cell for focussed clinical usage.     

人胚胎干细胞向内皮细胞的分化诱导

BACKGROUND:Human embryonic stem cells exhibit self-renewal and multi-differentiation potential, and can differentiate into endothelial cells under certain induction conditions. OBJECTIVE:To explore induced conditions of the human embryonic stem cells differentiating into endothelial cells and to investigate the effect of vascular endothelial growth factors on the endothelial differentiation of human embryonic stem cells. METHODS:After resuscitation, passage 40 human embryonic stem cell lines H9 were subjected to suspension culture to prepare embryos, and after 5-day culture, these cells were cultured in attachment medium to differentiate into embryoid bodies, followed by induction with 50 µg/L vascular endothelial growth factors. Passage 2 and 15 embryonic stem cells after induced differentiation were taken for Dil-Ac-LDL uptake test and immunohistochemical staining, respectively. RESULTS AND CONCLUSION:After 1-day culture, cord-like or polygonal monolayer cells around embryoid bodies showed bud-like and radial growth with a relative rapid speed merging into surrounding colonies; at 2-3 days, the number of suspension cells increased further, but the small-round cells in the center began to die; at 5 days, embryoid bodies started to passage, and aggregated cells exhibited typical paving stone-like appearance. Moreover, some human embryonic cells after induced differentiation could actively take up fluorescent labeled LDL, and red fluorescent particles appeared. Additionally, passage 15 embryonic stem cells after induced differentiation could express CD31 and FLK-1. These findings suggest that human embryonic stem cells induced by vascular endothelial growth factors can differentiate into endothelial cells.