胚胎干细胞向肝细胞定向诱导分化的体外实验研究

目的 探讨胚胎干细胞体外定向诱导分化为肝细胞的条件和机制。方法 选用Balb／c小鼠胚胎干细胞,经过拟胚体发育分化5d后开始定向诱导培养,将拟胚体转入白明胶处理的培养板中贴壁生长,在不同时间段分别在细胞培养基中添加酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)、肝细胞生长因子(HGF)等细胞生长因子进行肝细胞定向诱导。细胞分化过程的形态学变化用倒置显微镜追踪观察;用放免法对细胞培养上清中抗小鼠甲胎蛋白(AFP)和抗小鼠白蛋白(ALB)进行动态检测,用免疫细胞化学法检测肝细胞分化标记物AFP,ALB,CK8,CK18,并计算其阳性表达率(肝细胞分化率)。结果 胚胎干细胞在重组小鼠白血病抑制因子(LIF)存在的情况下保持未分化生长状态,撤去LIF后很快发育为拟胚体并继续分化。在第8天检测到上清中AFP出现,浓度为3．4n/ml,ALB在第11天开始检测到,浓度为0．2μg／ml,随培养时间延长,AFP和ALB浓度逐渐增加。第8天分化细胞开始出现AFP阳性,第10天出现CK8、CK18阳性,第11天出现ALB阳性,阳性细胞结构符合正常肝细胞结构特点。计算分化细胞中ALB阳性细胞率,得到肝细胞的分化率为30％。结论 胚胎干细胞经过拟胚体发育阶段,在特定培养条件和aFGF、HGF、等生长因子的作用下,可定向分化为肝细胞,这种细胞分化系统有望成为肝细胞替代疗法中的新型肝细胞来源。     

川芎含药血清诱导小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞的实验研究

目的:探讨川芎含药血清诱导小鼠胚胎干细胞(ES)分化为心肌细胞的特征,建立简便、高效的定向诱导ES细胞向心肌细胞分化的体系。方法:观察川芎含药血清作用下ES细胞活性,诱导第3天起可见自发性、有节律跳动的类胚体出现,第5天达到高峰,约有70%的拟胚体产生跳动。用RT-PCR法在跳动的拟胚体中检测心肌细胞特异性标志物β-MHC的表达。结果:川芎含药血清培养下的细胞β-MHC的表达水平和分化率均明显升高,与大鼠血清组和胎牛血清组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:川芎含药血清可明显提高体外诱导胚胎干细胞向心肌细胞分化的效率。     

人胆囊类器官培养体系的建立与鉴定

目的 构建人胆囊类器官的培养体系,实现人胆囊类器官体外稳定快速扩增,并鉴定其特性。方法 分离人来源胆囊组织上皮细胞,运用三维培养体系将细胞嵌入基质胶中进行3D培养。观察胆囊类器官生长过程中球囊样结构的面积、周长与形态,计算形状因子。利用细胞免疫荧光染色技术检测胆囊类器官的干性标志物CD133、富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5(LGR5)以及胆管上皮细胞标志物肝细胞核因子1β(HNF1β)、上皮细胞黏附分子（Ep CAM）、细胞角蛋白7、细胞角蛋白19、性别决定区Y框9(SOX9)的表达情况。使用5-溴脱氧尿嘧啶核苷（Brd U）摄入实验检测小分子CHIR-99021和blebbistatin对类器官增殖特性的影响。结果 胆囊类器官在体外培养过程中,类器官形成的球囊面积逐渐增大,第7天的类器官面积与第1天比较差异有统计学意义（P<0.01）,第7天时其形状因子从第1天的0.80(0.75,0.84)增高至0.83(0.81,0.85)(P<0.01),表明类器官在体外稳定生长且形状逐渐趋于一个完美的圆。免疫荧光染色可见类器官表达胆管上皮细胞标志物。在培养基中加入小分子CH...     

干细胞样肝原始细胞的体外分化

目的：探讨干细胞样肝原始细胞集落体外分化的潜能。方法：分离孕13.5d的C57BL／6小鼠胎肝组织细胞并培养，第2天出现圆形成椭圆形干细胞肝原始细胞集落，随机挑取边界清楚的细胞集落分别培养，利用倒置相差显镜连续观察细胞生长过程中的形态学变化并用显微摄影记录结果，最后利用免疫细胞化学分析鉴定分化后细胞的性质。结果：干细胞样肝原始细胞集落在体外培养时可形成类似肝小叶的形状，集落中央大部分细胞分化成双核细胞，集落周边细胞仍为单核细胞，但体积明显增大，整个集中的细胞呈放射状排布。分化后，细胞群中的部分细胞表达成熟肝细胞标志白蛋白（albumin)，少部分细胞表达胆管上皮细胞标志细胞角蛋白19（cytokeratin19,CK19)，但所有细胞均不表达低分化肝细胞标志α－甲胎蛋白（α-fetoprotein,AFP)。结论：干细胞样肝原始细胞在体外具有我向分化能力，可分化为表达成熟肝细胞的胆管上皮细胞标志的细胞。     

丁酸钠体外诱导大鼠肝卵圆细胞系WB-F344细胞分化为胆管上皮细胞

目的:观察不同浓度丁酸钠对大鼠肝卵圆细胞系WB-F344细胞生长、分化的影响,探讨丁酸钠体外诱导WB-F344细胞分化为胆管上皮细胞的条件及分化规律.方法:不同浓度丁酸钠(0.75、2.25、3.75、4.5 mmol/L)作用于WB-F344细胞(丁酸钠处理组),观察细胞形态学的变化,MTT法检测细胞生长情况,3.75 mmol/L丁酸钠作用WB-F344细胞后,免疫组化观察细胞角蛋白19(CK19)蛋白表达的变化;RT-PCR观察CK19、β4-整合蛋白、γ-谷胺酰转肽酶(GGT)以及甲胎蛋白(AFP)、白蛋白(ALB) mRNA表达的变化.以同期常规培养未作处理的WB-F344细胞作为空白对照组.结果:丁酸钠处理后,各组WB-F344细胞生长均受到抑制,3.75、4.5 mmol/L丁酸钠处理组光密度值明显低于空白对照组(P＜0.01),而0.75、2.25 mmol/L组与空白对照组无明显差异;3.75、4.5 mmol/L丁酸钠诱导后细胞变大变圆,细胞核增大,核质比减小,而0.75、2.25 mmol/L组细胞形态无显著变化.3.75 mmol/L丁酸钠处理组WB-F344细胞CK19阳性率为(92.3±1.1)%,明显高于空白对照组(1.3±0.2)%(P＜0.01).3.75 mmol/L丁酸钠处理组可见β4-integrin表达,而空白对照组未见表达;GGT、CK19表达较空白对照组增强;空白对照组见AFP表达,而3.75 mmol/L丁酸钠处理组未见表达;ALB在两组均未见表达.结论:3.75 mmol/L丁酸钠适合体外诱导大鼠肝卵圆细胞系WB-F344细胞向胆管上皮细胞分化.     

表皮干细胞分化结膜上皮细胞基因检测的实验研究。

目的通过实时RT～PCR方法检测经定向诱导分化的表皮干细胞分子生物学特性,探讨干细胞疗法用于眼表重建的可行性。方法实验组细胞以结膜上皮细胞为饲养细胞进行共培养,并设立空白对照组细胞培养相同时间,分别于第1、3、5、7天取各组细胞提取RNA进行实时RT—PCR定量检测β2-微球蛋白、角蛋白K13基因的表达水平。结果实验组细胞共同培养3d后出现β2-微球蛋白、角蛋白K13基因的表达,第5、7天的表达量显著提高（P〈0．01）。结论经本实验方法定向诱导分化后表皮干细胞可表达与正常结膜上皮细胞相类似的分子生物学特征。     

小鼠胚胎干细胞定向分化为神经细胞的研究进展

小鼠胚胎干细胞（embryonic stem cell,ES cell）体外培养可以分化成为外胚层组织,并进一步分化为神经元和神经胶质细胞。这些细胞已用于中枢神经系统疾病的细胞替代治疗和治疗药物的研发。小鼠胚胎干细胞定向分化为神经细胞的方法主要有拟胚体介导的神经细胞分化、基质细胞诱导的神经细胞分化、默认模式介导的神经细胞分化、单层粘附培养诱导的神经细胞分化和遗传工程介导的神经细胞分化等。本文综述了这些分化方法。     

小鼠胚胎干细胞体外非定向分化培养系统的建立及其形态学观察

目的 建立胚胎干细胞(embryonic stem cells，ES cells)体外非定向分化培养系统，为其向各种成熟细胞的定向诱导分化提供方法学和形态学基础。方法 选用BALB／c小鼠ES细胞，分别进行未分化培养和非定向分化培养，对培养系统中ES细胞的发育和分化情况进行观察。结果 ①ES细胞在含小鼠白血病抑制因子的培养液中保持未分化状态，呈克隆性生长；②ES细胞在分化第2～10天和11～13天分别发育为拟胚体(embryonic bodys，EBs)和囊胚；③分化第14天，囊胚贴壁形成以贴壁点为中心的细胞群落并分化多种类型细胞，包括类上皮细胞、心肌细胞和神经细胞等；④分化第17～30天，三维组织结构形成；⑤分化第36天，细胞出现衰退裂解。结论 ES细胞在该培养系统中自然分化为包括三个胚层的多种类型细胞，为下一步定向分化提供技术支持。     

模拟子宫微环境诱导大鼠胎盘间充质干细胞向子宫内膜上皮细胞方向分化的实验研究

目的 模拟子宫微环境诱导大鼠胎盘间充质干细胞（PMSCs）向子宫内膜上皮细胞方向分化。方法 原代培养大鼠PMSCs及传代,绘制细胞生长曲线,制备子宫内膜条件培养液,用子宫内膜条件培养液和雌激素（β-雌二醇）进行体外诱导分化PMSCs;免疫荧光化学法检测细胞波形蛋白和角蛋白的表达;实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）检测上皮细胞标记细胞角蛋白7（CK-7）、细胞角蛋白18（CK-18）、细胞角蛋白19（CK-19）、上皮膜抗原（EMA）的基因表达;Western blotting检测波形蛋白和角蛋白表达量。结果 实验组CK-7、CK-18、CK-19、EMA mRNA相对表达量高于对照组（P <0.05）;实验组波形蛋白相对表达量低于对照组（P <0.05）;实验组角蛋白相对表达量高于对照组（P <0.05）。结论 使用子宫内膜诱导培养液和雌激素能够促进大鼠PMSCs向子宫内膜上皮细胞方向分化,其作用显著,体外模拟子宫微环境在PMSCs向子宫内膜上皮细胞方向分化中有着重要的作用。     

川芎含药血清诱导小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞的实验研究

目的:探讨川芎含药血清诱导小鼠胚胎干细胞(ES)分化为心肌细胞的特征,建立简便、高效的定向诱导ES细胞向心肌细胞分化的体系。方法:观察川芎含药血清作用下ES细胞活性,诱导第3天起可见自发性、有节律跳动的类胚体出现,第5天达到高峰,约有70%的拟胚体产生跳动。用RT-PCR法在跳动的拟胚体中检测心肌细胞特异性标志物β-MHC的表达。结果:川芎含药血清培养下的细胞β-MHC的表达水平和分化率均明显升高,与大鼠血清组和胎牛血清组比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论:川芎含药血清可明显提高体外诱导胚胎干细胞向心肌细胞分化的效率。     

Hepatic differentiation from embryonic stem cells in vitro

Objective To investigate an method for hepatic differentiation from embryonic stem cells (ES cells) in vitro and the resulting differentiation ratio, in order to develop a procedure for producing a new type of hepatocyte for hepatocyte replacement therapy in the treament of liver failure.Methods ES cells from Balb/C mice were cultured and maintained in an undifferentiated state in gelatin-coated dishes using Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) containing 1000 U/ml leukemia inhibitory factor (LIF). Then, LIF was withdrawn from the DMEM to allow the ES cells to develop into embryonic bodies (EBs). EBs were plated onto tissue culture dishes, and growth factors such as acidicfibroblast growth factor (aFGF) and hepatocyte growth factor (HGF) were added to the medium to promote directional differentiation. The course of development and differentiation was observed dynamically using an inversion microscope. The expression of hepatic proteins, such as α-fetoprotein (AFP), albumin (ALB), cytokeratin 8 (CK8), cytokeratin 18 (CK18), in cytoplasm was analyzed by immunocytochemistry (ICC). The concentration of ALB in the medium was determined dynamically by radioimmunoassay (RIA). Results ES cells replicated as clones, without differentiating, in DMEM containing LIF. They developed into EBs in medium without LIF. Our ICC assay showed that differentiating cells did not express hepatic proteins, such as AFP, ALB, CK8, and CK18 until day 7, day 9, day 11, and day 11, respectively (up to 2 days later when growth factors are not present). The concentration of AFP in the medium was first detected on day 8, at a concentration of 3.4 ng/ml, and increased to 22.8 ng/ml by day 15. The concentration of ALB in the medium was 0.2 μg/ml on day 11, and increased to 2.2 μg/ml by day 15. ALB-positive cells under ICC manifest morphological structures were consistent with normal mouse hepatocytes. The differentiation ratio of hepatocytes in the ES cell differentiation system was 30％ on day 15 (significantly lower without the presence of growth factors).Conclusions ES cells can differentiate into mature hepatocytes. Growth factors, such as aFGF and HGF, can enhance this differentiation and produce sufficient numbers of functional hepatocytes. This method may be a reliable new way of differentiating ES cells into hepatocytes for use in replacement therapy in the treament of liver failure.     

类胚体中残留细胞分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子的关系

目的 研究小鼠胚胎干细胞体外类胚体分化后残留未分化细胞的分化能力,探讨其分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子（LIF）的关系。方法 小鼠R1胚胎干细胞体外经20 d的类胚体诱导分化后,胰酶消化为单细胞悬液,在不含LIF的DMEM培养液中贴壁培养。扩增后的细胞用流式细胞仪分析未分化及分化表面标志（CD9、SSEA1和Flk-1）的表达情况。分别于再次类胚体诱导分化前后,RT-PCR检测Oct-4、Nanog、Rex1、FGF5、Nestin、Brachyury、Flk-1和GATA6表达。将扩增后的残留细胞注射至裸鼠皮下,检测畸胎瘤形成能力。Oct-4/GFP 转基因小鼠胚胎干细胞在半固体培养基上作单细胞分化,20 d后统计分化残留率。结果 在不含LIF的DMEM培养液中的残留细胞呈克隆样生长,表达未分化胚胎干细胞标志CD9、SSEA1、Oct-4、Nanog和Rex1。残留细胞体外可再次诱导分化,表达3个胚层的分化标志。残留细胞裸鼠皮下注射6周后形成畸胎瘤。单细胞分化实验表明,常规培养的小鼠胚胎干细胞中约14%的细胞具有分化残留能力。结论 残留胚胎干细胞全能性维持不依赖外源性白血病抑制分化因子;常规培养的胚胎干细胞仅部分具有残留能力。     

类胚体中残留细胞分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子的关系

目的 研究小鼠胚胎干细胞体外类胚体分化后残留未分化细胞的分化能力,探讨其分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子(LIF)的关系.方法 小鼠R1胚胎干细胞体外经20 d的类胚体诱导分化后,胰酶消化为单细胞悬液,在不含LIF的DMEM培养液中贴壁培养.扩增后的细胞用流式细胞仪分析未分化及分化表面标志(CD9、 SSEA1和Flk-1)的表达情况.分别于再次类胚体诱导分化前后,RT-PCR检测Oct-4、 Nanog、Rex1、FGF5、Nestin、Brachyury、Flk-1和GATA6表达.将扩增后的残留细胞注射至裸鼠皮下,检测畸胎瘤形成能力.Oct-4/GFP 转基因小鼠胚胎干细胞在半固体培养基上作单细胞分化,20 d后统计分化残留率.结果 在不含LIF的DMEM培养液中的残留细胞呈克隆样生长,表达未分化胚胎干细胞标志CD9、SSEA1、Oct-4、Nanog和Rex1.残留细胞体外可再次诱导分化,表达3个胚层的分化标志.残留细胞裸鼠皮下注射6周后形成畸胎瘤.单细胞分化实验表明,常规培养的小鼠胚胎干细胞中约14%的细胞具有分化残留能力.结论 残留胚胎干细胞全能性维持不依赖外源性白血病抑制分化因子;常规培养的胚胎干细胞仅部分具有残留能力.     

体外诱导小鼠胚胎干细胞血管形成

目的探讨体外定向诱导胚胎干细胞向内皮细胞分化的条件,模拟体内血管生成和血管新生过程,为研究新血管的形成提供一种新思路.方法体外培养小鼠胚胎干细胞诱导形成胚胎小体,将11 d的胚胎小体种植到胶原中诱发出芽性血管新生;通过免疫组织化学染色方法检测胚胎小体及其出芽向内皮细胞和功能血管的分化.结果胚胎干细胞在体外能自发形成胚胎小体,其内部含有血管样结构,并伴有平滑肌的分化;种植到胶原中的胚胎小体能再现出芽性血管新生.结论胚胎干细胞在体外不但能定向分化成内皮细胞,还能再现体内血管生成、血管新生及动脉生成过程.     

血小板内皮细胞黏附分子的剪接体在胚胎干细胞血管形成过程中的表达

目的探讨血小板内皮细胞黏附分子(PECAM)1的剪接体在胚胎干细胞分化过程中的表达规律。方法体外培养胚胎干细胞,在细胞因子的作用下形成胚胎样小体(EB);然后将EB种植到胶原中,在细胞因子的作用下诱导出芽性血管新生。分别利用免疫组织化学、流式细胞术、逆转录聚合酶链反应等方法检测胚胎干细胞及其分化过程中PECAM1、Oct4及胚胎阶段特异性抗原(SSEA)1的表达。应用克隆分析的方法检测不同的PECAM1剪接体在EB形成和出芽性血管新生过程中的表达分布。结果PECAM1主要表达在胚胎干细胞细胞连结部位。随着胚胎干细胞的分化,Oct4及SSEA1表达下降。胚胎干细胞表达8种PECAM1的剪接体,包括全长、Δ12、Δ14、Δ15、Δ12&14、Δ12&15、Δ14&15、Δ12&14&15,其中Δ15和Δ14&15表达水平最高。在胚胎干细胞形成EB和出芽性血管新生过程中,剪接体表达水平发生变化,其中Δ12&14&15的表达明显上升,Δ15表达下降。结论未分化的胚胎干细胞表达PECAM1,剪接体的表达变化可能参与了胚胎干细胞的血管形成。     

胚胎干细胞向神经细胞诱导分化的实验研究

目的 探讨胚胎干细胞（ＥＳ）向神经细胞定向分化发育的可能性。方法 ＥＳ－Ｄ３在无小鼠白血病抑制因子（ｍＬＩＦ）存在的条件下培养ＥＳ细胞４ｄ,形成ＥＳ集落（即胚胎样小体）,经胰酶消化打散后种植于粘附性培养皿上。结果 上述细胞表达ＭＡＰ－２和ＧＦＡＰ蛋白。ＲＴ－ＰＣＲ分析进一步证明这些细胞能表达γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）γ亚单位和酷氨酸羟化酶以及脑因子－１神经相关基因。结论 ＥＳ细胞在体外能有效地被诱导成具有多种神经元特性的神经样细胞,可为神经移植提供源源不断的材料。     

小鼠胚胎干细胞诱导为甲状腺细胞的实验研究

目的探讨体外定向诱导胚胎干细胞（ESCs）分化为甲状腺细胞的可行性。方法E14小鼠ESCs诱导发育为拟胚体，再逐步添加促甲状腺素（TsH）、胰岛素（insulin）、KI等共培养。观察细胞分化过程的形态学变化，并以体外培养的成年小鼠甲状腺细胞为阳性对照；RT—PCR法检测甲状腺细胞分化相关基因TSHR、PAX8、NIS、TPO、Tg等表达情况：激光共聚焦显微镜双色荧光检测甲状腺细胞分化标记物PAX8和TTF-1的共表达；在荧光检测得甲状腺细胞分化率的基础上。送检电镜观察分化细胞的超微结构。结果诱导培养第6d分化细胞中有甲状腺细胞特有基因PAX8、NIS、TPO、Tg、TSHR的表达；第8d检测到分化细胞中甲状腺细胞标记物TSHR、TTF-1、PAX8、TTF-2的表达；细胞形态类似对照甲状腺细胞。结论ESCs经胚胎体发育阶段，在特定条件下可定向分化为甲状腺细胞。     

淫羊藿素诱导小鼠胚胎干细胞体外定向分化为神经细胞

目的:采用淫羊藿素(icaritin,ICT)改变小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)体外培养微环境,论证ICT提高ES细胞体外定向分化为神经细胞的效应。方法:采用拟胚体培养法,评价ICT对ES细胞体外定向分化为神经细胞的诱导作用;并利用RT-PCR法和免疫荧光法鉴定神经细胞特异基因和蛋白表达谱。结果:ICT在10-7mol/L浓度时,对ES细胞定向分化为神经细胞表型呈现最佳诱导效应,在分化d8 8时,分化率高达80%(P<0.001),并呈良好的量效和时效关系。分化神经表型者表达神经元特异性微管蛋白(β-tubulin Ⅲ)基因和神经胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白(GFAP)基因,同时伴有神经前体细胞特异性标志蛋白(nestin)及β-tubulin Ⅲ和GFAP特异性蛋白阳性表达。结论:应用拟胚体培养微环境调控法,ICT可诱导小鼠ES细胞定向分化为神经细胞,并与神经发育依赖性特异基因和蛋白表达呈正相关。