骨髓间充质干细胞趋化因子受体的表达及其趋化性迁移研究进展

骨髓间充质干细胞作为种子细胞在组织工程领域中具有强大的应用前景,体内外的趋化性迁移研究试图阐明骨髓间充质干细胞特异性组织归巢的潜在机制。对趋化因子受体在其细胞表面和细胞内的表达特征、功能性趋化效应轴与细胞迁移、定向募集的关系等进行综述,为细胞治疗或组织工程应用提供理论依据。     

趋化因子受体CXCR4在骨髓间充质干细胞中的表达

目的体外研究趋化因子受体CXCR4在骨髓间充质于细胞中的表达情况。方法体外培养大鼠骨髓基质细胞,构建CXCR4腺病毒表达载体,采用Western blotting对骨髓基质细胞的CXCR4受体表达水平进行检测。结果骨髓间充质干细胞能高表达CXCR4蛋白。结论CXCR4蛋白在骨髓间充质干细胞高表达,为进一步研究SDF-1／CXCR4轴介导BMSCs在肝脏选择性归巢打下基础。     

低氧和氧化应激对不同来源间充质干细胞旁分泌的差异性影响

背景：间充质干细胞的生物学行为受所处生存微环境的影响,微环境条件预处理是调控间充质干细胞功能的重要手段。目的：对比氧化应激和低氧条件下脐带间充质干细胞、脂肪间充质干细胞旁分泌功能的差异,为治疗不同疾病选择适当的间充质干细胞预处理方式提供理论依据。方法：培养脐带间充质干细胞和脂肪间充质干细胞,分别加入不同浓度的H₂O₂或不同体积分数的O₂干预,检测细胞形态、增殖、活力和旁分泌因子表达。结果与结论：(1)普通培养环境下,脐带间充质干细胞中脑源性神经营养因子和转化生长因子β的表达水平显著高于脂肪间充质干细胞,而脂肪间充质干细胞中基质细胞衍生因子1α和肿瘤坏死因子刺激因子6的表达水平显著高于脐带间充质干细胞;(2)中低浓度水平(≤100μmol/L)H₂O₂对2种间充质干细胞活力的影响无显著差异,但H₂O₂浓度从50μmol/L增至100μmol/L使脐带间充质干细胞中血管内皮生长因子表达水平显著增高,脂肪间充质干细胞中碱性成纤维细胞生长因子...     

大鼠脾切除对移植脂肪间充质干细胞的肝脏归巢效率及肝硬化的影响

目的 探讨脾切除对移植脂肪间充质干细胞(ADSCs)的肝脏归巢及肝硬化的影响.方法 肝硬化大鼠建模后随机分为4组:假手术组(sham)、假手术+ADSCs移植组(ADSCs)、脾切除组(Sp)和脾切除+ADSCs移植组(Sp+AD-SCs).假手术或脾切术后7 d经尾静脉注射ADSCs,7 d后检测肝功能、肝脏病理改变...     

干扰素-γ对脂肪间充质干细胞免疫调节相关基因表达的影响

目的探讨IFN-γ对脂肪来源间充质干细胞(ADSCs)免疫调节相关基因表达的影响。方法体外分离培养ADSCs,应用流式细胞术对3代细胞表面抗原CD14、CD34、CD45、CD90、CD105和HLA-DR进行检测;并将细胞置于骨和脂肪诱导分化培养基中进行诱导分化,检测其多向分化潜能。实验分为正常对照组和IFN-γ处理组(IFN-γ浓度1000 u/ml),处理24h后,通过实时定量PCR方法检测各组细胞免疫调节、趋化因子、粘附分子以及生长因子相关基因的表达情况。结果 IFN-γ处理后,显著上调2种免疫调节因子基因(IDO-1和HLA-G5)在ADSCs表达水平,显著上调2种粘附分子基因(ICAM-1和VCAM-1)表达水平,显著上调3种趋化因子基因(CXCL9、CXCL10和CXCL11)表达水平(0.01)。结论 IFN-γ刺激可以上调ADSCs部分免疫调节因子、粘附分子和趋化因子基因表达,对生长因子基因表达影响不大。     

间充质干细胞归巢效应的研究进展

间充质干细胞(MSCs)是一种非造血祖细胞,具有低免疫原性及多向分化潜能,是细胞治疗的首选来源。目前已被科研工作者广泛应用于组织工程、免疫治疗、干细胞移植等多个相关领域。但目前科研工作者们仍然面临着一个难题,那就是低归巢率直接负面影响了其治疗效果。因此,提高MSCs归巢率是目前临床研究,同时也是使用MSCs治疗疾病的关键。本文就MSCs归巢机制的阐述及促进MSCs归巢的相关研究进展作一综述。     

人脂肪间充质干细胞成功诱导分化为脂肪细胞

目的分离培养人脂肪间充质干细胞(h ADSCs),探讨h ADSCs生长特性及分化为脂肪细胞的能力。方法采用Ⅰ型胶原酶消化和贴壁筛选联合培养方法,从人腹部吸脂术所抽取的脂肪组织中分离培养间充质干细胞,传代,绘制其生长曲线,免疫细胞化学染色检测细胞表面标志物以鉴定所分离细胞;利用三联诱导法诱导人脂肪间充质干细胞向脂肪细胞分化,并进行油红O染色鉴定,显微镜下观察。结果原代人脂肪源间充质干细胞贴壁生长,为形态相对均一的梭形细胞,呈平行排列生长,生长曲线呈"s"型分布,间充质干细胞相关标志物CD44、CD49d高表达,而CD34、CD106则呈阴性。三联诱导法成功诱导人脂肪源间充质干细胞向脂肪细胞分化,诱导7d后镜下可见脂滴的出现,12d后最为显著,油红O染色脂滴着红色。结论 h ADSCs经过体外扩增及成脂诱导成功分化为脂肪细胞,可成为组织工程理想种子细胞。     

基于网络药理学探讨趋化因子-13对间充质干细胞增殖和迁移的影响

目的 以网络药理学技术探讨趋化因子-13（CXCL-13）对人骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖和迁移的影响。 方法 在线数据库预测CXCL-13作用于BMSCs的靶点。Metascape数据库对靶点的基因本体论和京都基因与基因组百科全书(KEGG）信号通路进行富集分析。STRING 11.0数据库进行蛋白质相互作用分析,Cytoscape 3.8的cytoHubba 0.1插件筛选核心基因编码的蛋白质。BMSCs分为对照组、CXCL-13组和PI3K抑制剂组。分别以MTT、流式细胞术和Transwell细胞小室迁移实验检测各组BMSCs的吸光度（A）值、细胞凋亡率和细胞迁移数目情况;ELISA检测各组BMSCs上清液表皮生长因子(EGF)和血管内皮生长因子(VEGF)蛋白含量。Western blotting检测各组BMSCs的Akt、磷酸化Akt（p-Akt）蛋白的表达。 结果 CXCL-13作用于BMSCs 21个靶点。与细胞增殖相关的生物学过程包括干细胞增殖、调节内皮细胞增殖、正向调控平滑肌细胞增殖等32条;与细胞迁移相关的生物学过程包括调节细胞迁移、阿米巴状细胞迁移、调节内皮细胞迁移等22条。KEGG通路包括癌症途径、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等40条。核心蛋白包括肿瘤蛋白P53（TP53）、表皮生长因子受体（EGFR）、90kD热休克蛋白αB1（HSP90AB1）、蛋白激酶Cα（PRKCA）、雌激素受体2（ESR2）及前列腺素E受体4（PTGER4）。与其他组相比,CXCL-13组BMSCs的吸光度（A）值和细胞迁移数目均显著增高（P＜0.01,n=15）,细胞凋亡率明显降低（P＜0.01,n=15）;PI3K抑制剂组BMSCs的A值、细胞凋亡率和细胞迁移数目与CXCL-13组相比均呈相反变化（P＜0.01,n=15）。相对于对照组,CXCL-13组BMSCs的EGF和VEGF蛋白含量显著提高（P＜0.01,n=15）,Akt和p-Akt相对表达均明显升高（P＜0.01,n=9）;而PI3K抑制剂组EGF和VEGF蛋白含量、Akt和p-Akt相对表达呈相反变化。 结论 CXCL-13激活PI3K-Akt通路促进BMSCs旁分泌EGF和VEGF蛋白,提高BMSCs增殖和迁移,抑制BMSCs凋亡。     

骨髓和脂肪来源的间充质干细胞免疫调节作用的比较

目的比较脂肪源间充质干细胞(AMSCs)和骨髓来源间充质干细胞(BMSCs)的免疫调节能力的差异。方法用流式细胞仪分析AMSCs和BMSCs的表型。通过MSCs和淋巴细胞共培养体系,检测MSCs对T细胞增殖、周期、活化、凋亡以及Th细胞分化的影响。结果表型分析结果显示AMSCs和BMSCs的表型基本一致。AMSCs和BMSCs都能抑制T细胞的增殖和早期活化,并在调节辅助性T细胞亚群的分化上作用类似。但在MSC对活化后T细胞的凋亡影响方面,BMSCs能够抑制活化T细胞的凋亡,而AMSC没有这种作用。结论 AMSCs和BMSCs对T淋巴细胞的影响基本类似,其对活化T细胞凋亡影响的差异还有待进一步的机制研究。     

A549肺癌细胞条件培养液促进人骨髓间充质干细胞的增殖和迁移

目的:探讨A549肺癌细胞对人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)增殖和运动的影响.方法:以提取A549肺癌细胞和BEAS-2B正常人肺上皮细胞上清液制备条件培养基,培养的hBMSCs分别为A549组和BEAS-2B组;2组均添50 nmol/L趋化因子-8(CXCL-8),分别为A549 C组和BEAS-2B C组,若同...     

不同来源间充质干细胞表面标记的比较

目的 探讨人脐带间充质干细胞（HUCMSCs）、人脂肪间充质干细胞（ADSCs）和人经血源子宫内膜间充质干细胞（MenSCs）之间表面标记的差异及随培养代次增加表面标记的变化。 方法 分别将HUCMSCs、 ADSCs和MenSCs培养至第3、6、9、12代,用流式细胞术、免疫荧光法检测CD29、CD44、CD73、CD90、CD105、CD45的表达并进行比较。 结果 培养MenSCs和HUCMSCs呈纺锤状,ADSCs形态多样以梭型、多角形为主。流式细胞术检测显示,人HUCMSCs、ADSCs和MenSCs的第3代CD29、CD44、CD73和CD105阳性表达率均在95%以上,CD45阴性表达;第3代MenSCs CD90的表达率为(72.43±0.76)%,均低于其在HUCMSCs（99.67±0.12）%和ADSCs（99.70±0.15）%表达（P＜0.001）。HUCMSCs、ADSCs和MenSCs随培养代次的增加表面标记CD29、CD44、CD73、CD90、CD105和CD45表达率差异无显著性（P>0.05）。免疫荧光结果与流式细胞术结果一致。 结论 HUCMSCs、ADSCs和MenSCs随培养时间的增加稳定高表达 CD29、CD44、CD73、CD90和CD105,不表达CD45,MenSCs的CD90表达率低于其在HUCMSCs和ADSCs的表达。     

Recapitulation of in vivo-like paracrine signals of human mesenchymal stem cells for functional neuronal differentiation of human neural stem cells in a 3D microfluidic system

Paracrine signals produced from stem cells influence tissue regeneration by inducing the differentiation of endogenous stem or progenitor cells. However, many recent studies that have investigated paracrine signaling of stem cells have relied on either two-dimensional transwell systems or conditioned medium culture, neither of which provide optimal culture microenvironments for elucidating the effects of paracrine signals in vivo. In this study, we recapitulated in vivo-like paracrine signaling of human mesenchymal stem cells (hMSCs) to enhance functional neuronal differentiation of human neural stem cells (hNSCs) in three-dimensional (3D) extracellular matrices (ECMs) within a microfluidic array platform. In order to amplify paracrine signaling, hMSCs were genetically engineered using cationic polymer nanoparticles to overexpress glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF). hNSCs were cultured in 3D ECM hydrogel used to fill central channels of the microfluidic device, while GDNF-overexpressing hMSCs (GDNF-hMSCs) were cultured in channels located on both sides of the central channel. This setup allowed for mimicking of paracrine signaling between genetically engineered hMSCs and endogenous hNSCs in the brain. Co-culture of hNSCs with GDNF-hMSCs in the 3D microfluidic system yielded reduced glial differentiation of hNSCs while significantly enhancing differentiation into neuronal cells including dopaminergic neurons. Neuronal cells produced from hNSCs differentiating in the presence of GDNF-hMSCs exhibited functional neuron-like electrophysiological features. The enhanced paracrine ability of GDNF-hMSCs was finally confirmed using an animal model of hypoxic-ischemic brain injury. This study demonstrates the presented 3D microfluidic array device can provide an efficient co-culture platform and provide an environment for paracrine signals from transplanted stem cells to control endogenous neuronal behaviors in vivo.     

脂肪间充质干细胞CD73亚群心肌分化能力评价

目的探讨CD73+和CD73-脂肪间充质干细胞(ADMSCs)两个亚群向心肌分化能力的差异,筛选出心肌分化优势亚群,为进一步开展细胞治疗心肌疾患提供实验参考。方法流式细胞仪分选CD73+/CD73-ADMSCs亚群,HE染色观测其形态。体外5-氮杂胞甙(5-aza)诱导CD73+/CD73-亚群,免疫荧光法检测心肌特异性肌钙蛋白T(c Tn T),Real-time PCR检测c Tn T、Gata-4变化;4’6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)标记两个亚群后,移植到大鼠心肌内,免疫荧光法检测移植细胞c Tn T表达。结果 CD73+ADMSCs形态以小细胞为主呈细长形或纺锤状,CD73-细胞以宽大扁平或方形等为主。体外成心肌诱导后,CD73+ADMSCs心肌特异性c Tn T表达率为45.5%、CD73-亚群为5.75%,基因水平上CD73+亚群表达c Tn T、Gata-4明显高于阴性亚群(P0.01)。体内CD73+亚群较阴性亚群高表达c Tn T。结论 CD73+ADMSCs较CD73-ADMSCs具有更高向心肌分化的潜能,CD73+ADMSCs可能更具有心肌治疗的前景。     

Epigenetic programming of mesenchymal stem cells from human adipose tissue

Stromal stem cells identified in various adult mesenchymal tissues (commonly called mesenchymal stem cells [MSCs]) have in past years received more attention as a result of their potential interest as replacement cells in regenerative medicine. An abundant and easily accessible source of adult human MSCs are stem cells harvested from liposuction material. Similarly to bone marrow-derived MSCs, human adipose tissue-derived stem cells (ASCs) can give rise to a variety of cell types in vitro and in vivo; however, they have a propensity to differentiate into primarily mesodermal lineages. Even so, their capacity to differentiate into nonadipogenic mesodermal pathways seems to be restricted. Emerging DNA methylation profiles at adipogenic and nonadipogenic gene promoters in freshly isolated, cultured, or differentiated ASCs aim to provide an epigenetic explanation for this restrictive differentiation potential. A review of these studies indicates that human ASCs are epigenetically marked by mosaic hypomethylation of adipogenic promoters, whereas nonadipogenic lineage-specific promoters are hypermethylated. Surprisingly, in vitro differentiation toward various pathways maintains the overall methylation profiles of undifferentiated cells, raising the hypothesis that ASCs are at least epigenetically preprogrammed for adipogenesis. Novel attempts at reprogramming the epigenome of MSCs have been initiated to enhance the differentiation capacity of these cells.     

间充质干细胞的免疫调节特性及其在干细胞移植中的应用

间充质干细胞具有独特的免疫负调节特性,能在不同层次作用于T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）和树突状细胞,通过直接接触、分泌细胞因子转化生长因子（TGF-β）或调节这些细胞的代谢而发挥免疫调节作用,可望在干细胞移植后免疫重建及移植物抗宿主病的治疗中发挥重要作用。     

低血清培养对骨髓间充质干细胞细胞周期同步化的影响

目的探索骨髓间充质干细胞细胞周期同步在G0/G1期的培养条件。方法培养骨髓间充质干细胞并用CD44、CD90、CD71、CD11b进行流式细胞术鉴定,观察50、5和100mL/L胎牛血清培养条件下细胞周期的变化情况及对细胞凋亡的影响。结果骨髓间充质干细胞CD44、CD90、CD71阳性,CD11b阴性。50mL/L胎牛血清培养1d和5mL/L胎牛血清培养1~3d可使G0/G1期细胞比例减少,S期和G2期细胞比例增加,但随着时间延长,G0/G1期细胞比例明显增加,S期和G2期细胞比例减少,细胞周期阻滞在G0/G1期,50mL/L胎牛血清不增加细胞凋亡比例,5mL/L胎牛血清在3d内使细胞凋亡比例明显增加,随时间延长又逐渐下降。5mL/L胎牛血清培养5d组G0/G1期细胞比例增加最为明显,由75.9%上升到89.4%,凋亡细胞比例仅为0.162%。结论5mL/L胎牛血清培养5d是使间充质干细胞细胞周期同步在G0/G1期的理想的培养条件。     

大鼠白色和棕色脂肪来源的间充质干细胞成脂分化特性的比较

目的探讨白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)来源的间充质干细胞成脂分化特性的差异。方法雄性SD大鼠15只,3只用于细胞分离培养,12只用于细胞移植。体外分离培养WAT和BAT两种来源的脂肪干细胞,用油红O染色检测两种干细胞的成脂分化率,用免疫荧光技术检测成脂诱导、分化后的细胞是棕色脂肪细胞还是白色脂肪细胞。4’6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)标记两种来源的干细胞后移植至腹股沟区,分别在第1、2、3周取材,免疫荧光技术检测植入细胞的分化趋向。结果 WAT来源的干细胞增殖速度明显快于BAT来源的干细胞,前者成脂分化率为0.205±0.069,后者为0.165±0.053,两种干细胞的成脂诱导率差异无统计学意义(P0.05)。两种干细胞分别植入体内后,在第1、2、3周发现,两种干细胞均表达棕色脂肪特异性蛋白解耦联蛋白1(UCP1)。结论 WAT和BAT来源的干细胞在体外及体内诱导成脂后均分化为棕色脂肪细胞。     

体外三维培养骨髓间充质干细胞诱导分化为肝细胞及其极化特征

目的探讨体外三维诱导培养体系下人骨髓间充质干细胞向肝细胞分化及极化特征。方法从成人骨髓中分离出骨髓间充质干细胞(BMSC),利用胶原蛋白三维培养体系进行体外诱导培养。用HE染色法观察分化肝细胞的形态及结构特征,用免疫组化法检测肝细胞特异性蛋白的表达,用免疫荧光法检测极化蛋白BSEP和SRBI的表达特征。结果成人BMSC在体外胶原蛋白三维诱导培养体系中呈多层排列生长,形成细胞间紧密连接及管状结构。BMSC分化来源肝细胞特异性表达ALB及AFP。肝细胞极化蛋白BSEP和SRBI在肝细胞呈特征性分布。结论 BMSC在体外胶原三维培养体系中可诱导分化为肝细胞,并形成肝组织特征性的极化结构。     

Characterization of human ethmoid sinus mucosa derived mesenchymal stem cells (hESMSCs) and the application of hESMSCs cell sheets in bone regeneration

Mesenchymal stem cells (MSCs) have been extensively applied in the field of tissue regeneration. MSCs derived from various tissues exhibit different characteristics. In this study, a cluster of cells were isolated from human ethmoid sinus mucosa membrane and termed as hESMSCs. hESMSCs was demonstrated to have MSC-specific characteristics of self-renewal and tri-lineage differentiation. In particular, hESMSCs displayed strong osteogenic differentiation potential, and also remarkably promoted the proliferation and osteogenesis of rat bone marrow mesenchymal stem cells (rBMSCs) in vitro. Next, hESMSCs were prepared into a cell sheet and combined with a PSeD scaffold seeded with rBMSCs to repair critical-sized calvarial defects in rats, which showed excellent reparative effects. Additionally, ELISA assays revealed that secreted cytokines, such as BMP-2, BMP-4 and bFGF, were higher in the hESMSCs conditioned medium, and immunohistochemistry validated that hESMSCs cell sheet promoted the expression of BMP signaling downstream genes in newly formed bone. In conclusion, hESMSCs were demonstrated to be a class of mesenchymal stem cells that possessed high self-renewal capacity along with strong osteogenic potential, and the cell sheet of hESMSCs could remarkably promote new bone regeneration, indicating that hESMSCs cell sheet could serve as a novel and promising alternative strategy in the management of bone regeneration.     

Effect of gestational age on migration ability of the human umbilical cord vein mesenchymal stem cells

Purpose

Migration ability of mesenchymal stem cells (MSCs) towards chemotactic mediators is a determinant factor in cell therapy. MSCs derived from different sources show different properties. Here we compared the migration ability of the term and the pre-term human umbilical cord vein MSCs (hUCV-MSCs).