人胚神经干细胞的冻存与复苏

目的：研究神经干细胞浆存复苏后的成活率及再培养生长情况。方法：利用无血清培养基短期体外培养胚胎来源的神经干细胞后，以冻存液（体积分数为70％DMEM／F12，体积分数为20％胎牛血清，10％DMSO）进行冻存，于1周，4周，8周，12周，16周，20周，24周分别复苏，计活细胞比例并进行再培养。结果：复苏后神经干细胞的成活比例分别为68％、65％、65％、62％、61％、60％、60％，再培养生长良好。结论：本实验对神经干细胞成功地进行了冻存，复苏和再培养，对临床择期进行神经干细胞移植手术和建立“神经干细胞库”具有重要的意义。     

麦管玻璃化法冷冻保存人诱导多能干细胞

目的:麦管玻璃化法冷冻保存人诱导多能干细胞(induced pluripotent cells,iPS细胞).方法:将机械法切割的iPS细胞团块,依次在10%玻璃化冷冻液和20%玻璃化冷冻液中处理后保存于20%的冷冻液中,封装于0.25 ml麦管并快速置于液氮中保存.解冻时将iPS团块依次置入0.2 mol/L蔗糖溶液...     

玻璃化冷冻法保存人类胚胎干细胞

[目的]探讨玻璃化冷冻方法保存人类胚胎干细胞的效率.[方法]冷冻保存人类胚胎干细胞,按冷冻方法的不同分为玻璃化冷冻组和慢速冷冻组,比较两组解冻后人类胚胎干细胞的细胞复苏率、克隆生长与分化情况,并比较分析解冻后的与未经冷冻的胚胎干细胞的生长、分化情况,鉴定解冻后人类胚胎干细胞的全能性.[结果]玻璃化冷冻组与慢速冷冻组解冻后的细胞复苏率分别为81.9%和22.8%(P＜0.001).慢速冷冻组解冻后克隆生长较玻璃化冷冻组缓慢且更易分化.两组未分化的胚胎干细胞继续培养的生长与分化情况一致.玻璃化冷冻组解冻后第6代人类胚胎干细胞染色体核型正常,SSEA-4、SSEA-3阳性,表达OCT-4基因.人类胚胎干细胞来源的畸胎瘤包含了来源于3个胚层的组织细胞.[结论]玻璃化冷冻是保存人类胚胎干细胞的有效方法,解冻后的干细胞在继续培养过程中仍可保持其正常核型和全能性.     

4种全能性基因转入人胚胎成纤维细胞诱导 多能性干细胞系的建立及其鉴定

目的：利用人类胚胎成纤维细胞(human embryonic fibroblast cells, hEFs)获得诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)系并对其全能性进行鉴定。方法：本研究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hEFs,获得iPSCs,并对其进行碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)染色,以及检测表面标记,端粒酶活性,EB分化和畸胎瘤形成等,同时进行核型分析以及短串联重复序列(short tandem repeat,STR)分析。结果：所获得的iPSCs表达多能性细胞的表面标记,具有高的端粒酶活性,可在体内体外向内中外三胚层分化,与hESCs相似。经STR分析证实,iPSCs确实来源于hEFs而非胚胎干细胞的污染。结论：4种全能性基因转入hEFs可诱导获得与胚胎干细胞相似的iPSCs,有助于进一步的表观遗传学重编程以及干细胞多能性维持的研究。     

4种全能性基因转入人胚胎成纤维细胞诱导多能性干细胞系的建立及其鉴定

目的：利用人类胚胎成纤维细胞（human embryonic fibroblast cells,hEFs）获得诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）系并对其全能性进行鉴定。方法：本研究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hEFs,获得iPSCs,并对其进行碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AKP）染色,以及检测表面标记,端粒酶活性,EB分化和畸胎瘤形成等,同时进行核型分析以及短串联重复序列（short tandem repeat,STR）分析。结果：所获得的iPSCs表达多能性细胞的表面标记,具有高的端粒酶活性,可在体内体外向内中外三胚层分化,与hESCs相似。经STR分析证实,iPSCs确实来源于hEFs而非胚胎干细胞的污染。结论：4种全能性基因转入hEFs可诱导获得与胚胎干细胞相似的iPSCs,有助于进一步的表观遗传学重编程以及干细胞多能性维持的研究。     

体外诱导人胚胎干细胞定向分化为神经干细胞

目的:探讨体外定向诱导人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)生成高纯度神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的方法.方法:模拟体内神经细胞分化发育的不同阶段及微环境,分三阶段诱导hESCs定向生成NSCs.形态学观察结合免疫荧光细胞化学、流式细胞术和RT-PCR检测胚胎干细胞标志和神经干细胞标志;NSCs分化实验对所诱导的NSCs的分化潜能进行检测.结果:体外培养的hESCs在胚胎成纤维细胞饲养层上连续传代培养50代,仍保持SSEA-4,TRA-1-81阳性,表达Nanog基因,流式细胞术检测SSEA-4阳性表达率为83.44%;经三步法最终可诱导形成纯度高达90%以上的nestin阳性细胞,表达nestin基因,流式细胞术检测nestin阳性表达率为89.38%;诱导生成的细胞反复传代,仍表现为nestin阳性,并可进一步分化为神经元、星形神经胶质细胞和少突胶质细胞.结论:模拟体内神经分化过程的三步诱导法,可诱导hESCs生成较高纯度的NSCs,并能较好维持其干细胞特性和具有进一步分化的能力.     

Development of neural precursor cells from mouse embryonic stem cells

Embryonicstemcells(EScells)arederivedfromtotipotentcellsofearlyembryoandpossessunlimited,undifferentiatedproliferationinvitro[1].EScellshavetheinherentcapacityofdifferentiatingintoallcelltypesofthenervoussystemasdemonstratedbytheex-perimentthatchimericmicewereformedfromem-bryosinwhichEScellsaretransplantedintotheinnercellmass[2].ThesuccessfulestablishmentofhumanEScelllineindicatedprofoundimplicationthatEScellsmayprovideavirtuallyunlimiteddonorsourcefortransplantation[3]. Threepaperspublish…     

人胚胎干细胞培养及其cDNA文库的构建

目的 构建人胚胎干细胞cDNA文库,为筛查疾病抗原基因奠定基础.方法 培养和收集人胚胎干细胞克隆,提取胚胎干细胞总RNA,分离纯化mRNA,利用mRNA作模板反转录合成双链cDNA,双链DNA经pfu-DNA聚合酶将链末端补平,与EcoRⅠ接头连接,XhoⅠ酶切消化产生粘端.用Sepharose CL2B柱分离纯化及除去小分子cDNA片段,与Uni-ZAP XR噬菌体连接,体外转化XL1-blue MRF菌,建成cDNA文库并计算重组效率.对cDNA文库进行扩增,测定扩增文库的滴度.阳性重组子用EcoRⅠ+XhoⅠ双酶切鉴定插入片段的大小.结果 构建成含1.2×106重组子的人胚胎干细胞cDNA文库,重组子插入外源DNA片段长度不小于1000 kb.结论 已成功构建人胚胎干细胞cDNA文库,适合用于筛选目的基因克隆.     

人类胚胎干细胞研究及其生物伦理学问题

人类胚胎干细胞研究是20世纪90年代以来生命科学的一大热点，干细胞作为机体内的一种特殊类型的细胞，具有自我复制，自我更新，多向分化的潜能，科学家们预测：随着干细胞研究的不断深入，将为治疗白血病，神经退行性疾病等带来新的希望，然而，人类胚胎干细胞的研究同时引发了世界范围的生物伦理大纷争。     

玻璃化法超低温保存怀山药种质的技术研究

目的研究怀山药种质资源的玻璃化超低温保存技术。方法以B号怀山药带芽茎段为材料进行玻璃化超低温保存,并采用培养法检测保存后材料的成活率,从而筛选出最佳的玻璃化超低温保存技术体系。结果B号怀山药带芽茎段玻璃化超低温保存较佳的技术体系是继代生长60d的怀山药无菌苗置4℃冰箱低温锻炼7d;在无菌条件下切取1~1.5cm的带芽茎段,转至含5%蔗糖 3%甘露糖的培养基内,置4℃冰箱预培养2d;用60%的PVS1(22%甘油 13%乙二醇 13%聚乙二醇 10%二甲基亚砜)在0℃处理60min,再用100%的PVS1在0℃条件下处理60min,随即迅速投入液氮;保存24h后,在37℃水浴中快速化冻,用含7%蔗糖的MS培养液洗涤4次,每次停留10min;转至再生培养基(MS KT2mg/L NAA0.02mg/L)再培养,成活率可达75%以上,再生苗与常温苗形态指标差异不大。结论本试验成功地建立了怀山药种质资源玻璃化法超低温保存的技术体系,为怀山药种质资源的长期保存提供了一条有效途径。     

小鼠胚胎干细胞体外分化为神经前体细胞的研究

目的 探索小鼠胚胎干细胞（Embryonic stem cell,ES cell）体外分化为神经前体细胞（Neural precursor cells,NPC）的无血清培养条件,比较人胚胎成纤维细胞（Human embryonic fibroblasts,HEF）与小鼠胚胎成纤维细胞（Mouse embryonic fibroblasts,MEF）对小鼠ES细胞生长的作用。方法 在MEF或HEF饲养层上培养ES细胞,培养液中含白血病抑制因子。采用无血清方法培养NPC,免疫组化方法检测巢蛋白（Nestin）,用硝基四氮啖蓝/5-溴-4-氯-吲哚基磷酸（NBT/BCIP）显色检测碱性磷酸酶。结果 无血清培养可以获得86%的NPC。HEF与MEF-样能维持ES未分化状态。结论 无血清培养方法有利于ES细胞向NPC分化,HEF可用于小鼠ES细胞的培养,而且比MEF优越。     

人类胚胎干细胞向造血干细胞分化的微环境研究

目的 探讨胎肝基质细胞和骨髓基质细胞在诱导胚胎干细胞向血液血管干细胞分化中的作用,分析基因表达差异.方法 通过将分化4 d的EBs分别接种到以下两组中:(1)胎肝基质细胞层+细胞因子;(2)骨髓基质细胞层+细胞因子:诱导结束后,流式细胞术检测各组中血液血管干细胞标志KDR阳性细胞数以及造血干细胞标志CD34阳性细胞数,计数细胞分化过程中形成的造血干细胞样的集落数,比较诱导分化效果;收集胎肝基质细胞和胚胎骨髓基质细胞,采用cDNA芯片分析基因表达差异.结果 流式细胞术检测发现,两组中KDR+细胞的比例为分别为:(1.06±0.20)%、(8.8±1.49)%;CD34+细胞比例为分别为:(1.25±0.16)%、(9.19±2.10)%;血岛样集落数量分别为0.9±0.36、10.6±0.63;上述结果均以骨髓基质细胞联合细胞因子诱导方法效率最高.基因芯片(hBMSCs/hFLSCs)中总共有240条基因在骨髓基质细胞中高表达,397条基因的在肝脏基质细胞中高表达.对细胞因子、细胞黏附分子以及细胞外基质蛋白的基凶加以分析,结果发现在hBMSCs高表达的相关的21条基因,推测可能与造血分化相关.结论 人类胚胎十细胞向造血干细胞分化过程中,涉及到细胞与细胞之间的相互作用,相关的细胞因子、细胞黏附分子、细胞外基质蛋白等可能起重要的作用.     

人成纤维细胞饲养层的制备及其对胚胎干细胞生长支持作用

 目的 为建立不含动物细胞成分的人胚胎干细胞( human embryonic stem cell, hESc)体外培养系统,本实验欲用人包皮成纤维细胞(human postnatal foreskin fibroblasts, hPFF)制备细胞饲养层并观察其对hESc体外生长的支持功能及生物学特性的维持作用。方法 利用儿童阴茎包皮环切术后遗弃包皮组织分离培养成纤维细胞,纯化增殖细胞,采用35Gyγ射线照射灭活法制备成饲养层。将hESc（HS181细胞株）接种在该饲养层上,连续传代至20代,倒置显微镜观察其形态学变化,测定其细胞碱性磷酸酶活性,类胚体形成实验及干细胞转录因子表达,严重联合免疫缺陷的小鼠(severe combined immune deficiency mice, SCID)体内畸胎瘤形成及体内全能分化特性实验对hESc生物学特性进行鉴定。 结果 hPFF体外培养过程中生长增殖旺盛,连续传20代以上能保持正常细胞形态学和生物学特性。经γ射线照射使其停止增殖,24h内能较好地保持细胞活力和形态学特征,具备饲养层细胞基本条件。HS181 hESc在hPFF上传到20代任能较好地保持未分化状态,细胞呈克隆性生长,高度表达碱性磷酸酶及Oct-4、Nanog等胚胎干细胞转录因子;悬浮法培养连续传20代的hESc可获得由3个胚层细胞所形成的类胚体（Embryoid bodies, EB）结构, 可检测到CD90、Flt-1、Nestin基因的表达,证明得到的类胚体中含了3个胚层细胞,说明hESc具有体外多能干性特征。体内全能分化实验显示：将第20代的hESc接种到SCID小鼠体内,6周后可形成畸胎瘤,组织学切片分析其包含了源于全部3个胚层的各种分化细胞,直接证明其具有体内多向分化的全能性。结论 hPFF可作为一种来源丰富,取材方便的人源化饲养层细胞,能有效地支持hESc体外生长。克服了目前hESc建系和体外培养过程中使用动物细胞饲养层带来的异种蛋白污染和致病微生物的危险,初步解决了hESc临床应用的生物安全性问题。     

与胎儿心肌细胞共同培养诱导人胚胎干细胞发生心肌样分化

目的 了解与胎儿心肌细胞共同培养对人胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)向心肌方向分化的影响.方法 通过酶消化法从流产胎儿中分离培养出胎儿心肌细胞及成纤维细胞,将后者用丝裂霉素处理后制备成滋养层;收集辅助生育中心施行试管婴儿后所剩余的健康胚胎,取内细胞团接种在滋养层上分离培养出人ESCs.用荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridzation,FISH)方法来检测上述两种细胞的XY染色体,选用不同性别的胎儿心肌细胞与2～5代人ESCs以1∶2的比例混合,然后以5×104/cm2的密度接种于培养皿中进行共同培养,诱导其向心肌方向的分化.将未与胎儿心肌细胞混合的人ESCs以相同密度接种于培养皿中作为阴性对照.至第5天收集共同培养的细胞,进行双重染色,即 FISH染色及心肌特异性蛋白Desmin或cTnI免疫组化染色.结果 在与胎儿心肌细胞共同培养5 d后,40%～50%的人ESCs在心肌细胞的诱导下表达心肌特异性蛋白Desmin或cTnI,而没有进行共同培养的人ESCs不表达上述蛋白.结论 与胎儿心肌细胞的共同培养能诱导人ESCs发生向心肌方向的分化,人ESCs有望成为心肌干细胞移植的细胞材料.     

人胚胎干细胞向类间充质干细胞的诱导分化及鉴定

目的 建立诱导人胚胎干细胞向类间充质干细胞分化的方法,并鉴定细胞的生物学特性.方法 人胚胎干细胞在无血清条件下悬浮培养形成类胚体,10 d后在含血清条件下使类胚体贴壁生长,5～6 d后机械法剔除类胚体中心区高密度重叠细胞,保留周边铺展细胞并传代扩增.观察诱导分化与传代扩增后细胞的形态学变化;免疫荧光染色和流式细胞术进行细胞表型分析.取第5代细胞进行成脂、成骨和成软骨诱导,3～4周后运用特殊染色及RT-PCT技术检测细胞成脂、成骨及成软骨分化能力.结果 诱导分化后细胞具有与骨髓间充质干细胞相似的形态,扩增能力较强,多次扩增传代后细胞形态和增殖能力无明显改变.免疫荧光染色发现细胞表达中胚层标志波型蛋白(vimentin).流式细胞术分析显示,细胞表达CD29、CD105、CD166等间充质干细胞表面标志.特殊染色及RT-PCT检测结果显示,成脂诱导后多数细胞油红染色阳性,脂蛋白酶和leptin表达增加;成骨诱导后细胞茜素红染色阳性,碱性磷酸酶和Cbfa-1表达增加;成软骨诱导后细胞Ⅱ型胶原染色阳性,Ⅱ型胶原和软骨寡聚基质蛋白(COMP)表达增强.结论 成功诱导人胚胎干细胞向类间充质干细胞分化.分化获得的细胞增殖能力强,表达间充质干细胞的特异性标志,并具有多向分化潜能.     

人胚胎干细胞体外培养及特性分析

目的探讨人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)的体外培养及其特性。方法 hESCs接种于饲养层细胞,培养液为含20%Knockout SR的Knockout DMEM,其中添加10 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),通过观察细胞形态、免疫细胞化学技术分析hESCs表面标志分子SSEA-3、SSEA-4、SSEA-1和TRA-1-60的表达,鉴定hESCs的未分化状态;G显带技术分析细胞染色体核型。同时,通过分析hESCs体外形成胚胎体、体内生成畸胎瘤的情况,鉴定hESCs的分化潜能。结果 hESCs在饲养层细胞上呈克隆生长,细胞为二倍体核型。hESCs表达SSEA-3、SSEA-4、以及TRA-1-60细胞表面特征性标志。体内、外分化实验证实hESCs具备多分化潜能。结论 hESCs在体外培养条件下能够保持未分化状态和发育的全能性,为进一步探索hESCs的诱导分化,以及hESCs的应用研究提供可行性保证。     

体外直接诱导人胚胎干细胞向神经细胞分化的研究

目的探讨体外直接诱导HSF6人胚胎干细胞(humanem bryonic stem cells,hESCs)分化为神经细胞的方法。方法采用直接的方法,在1%血清培养条件下,顺序添加bFGF、RA和Forskolin,诱导HSF6人ESCs分化为神经细胞。结果细胞发生神经样形态学改变,免疫荧光细胞化学分析结果显示,分化细胞表达神经干细胞特异性标志分子——巢蛋白(nestin),以及神经元标志分子——β微管蛋白Ⅲ(neuron-specific class Ⅲ beta-tubulin,TuJ1)。实验组nestin阳性细胞数占(95.2±3.03)%,明显高于未添加诱导因子组的(31.6±4.93)%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论本研究直接诱导hESCs分化为神经细胞,减少了常规经胚胎体(embryoid body,EB)的诱导方法而产生其它胚层细胞的机会,为进一步探索hESCs源性神经细胞的功能,以及为细胞替代治疗提供高纯度的hESCs源性神经细胞奠定了基础。     

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.

     

胚胎干细胞定向分化为神经细胞的研究进展

最近研究表明胚胎干细胞(embryonic stem cells，ESC)在体内外均可以发育分化出神经组织细胞，这对于了解神经发育的机制和研究神经组织退化性或者脑组织损伤性疾病的治疗具有重要的意义。本文就胚胎干细胞定向分化为神经组织细胞及其基因表达特点作一综述。     

氧化石墨烯对人胚胎干细胞诱导的视网膜色素上皮细胞活性的影响

目的 探索氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对人胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)诱导的视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelial,RPE)活性的影响.方法 hESCs通过自发分化法诱导为RPE细胞,通过免疫荧光法和透射电镜对其进行鉴定后,将hESC-RPE细胞与浓度分别为0、12.5、25、50和100 μg/mL的GO共培养24 h,采用CCK-8试剂盒检测其细胞活力,与浓度为50 μg/mL的GO共培养24 h,流式细胞仪检测细胞凋亡和细胞内反应性活性氧(reactive oxygen species,ROs)水平.结果 hESC分化的RPE细胞,呈典型的铺路石样形态,细胞间连接紧密,胞浆富含色素颗粒;免疫荧光检测表达RPE细胞早晚期及紧密连接的标记,并具有吞噬感光外节能力;电镜观察到顶端的微绒毛,细胞呈单层;GO经原子力显微镜检测,说明制备的氧化石墨烯溶液以单层为主;经紫外-可见吸收以及拉曼光谱测试表明石墨经过强氧化之后,其有序的结构遭到破坏,产生了许多缺陷和出现了大量的无序结构;CCK-8细胞活性检测结果显示各组均无统计学差异;细胞凋亡和氧化应激实验中与空白组之间差异没有统计学意义.结论 GO对于hESC-RPE细胞生物相容性好,提示其有望作为RPE细胞的纳米载体.