小鼠骨髓间充质干细胞对胚胎干细胞造血分化的影响

骨髓间充质干细胞作为骨髓基质细胞的前体细胞 ,在体外具有一定的造血支持作用 ,与造血干细胞共移植可促进其植入。本研究旨在初步探讨应用小鼠骨髓间充质干细胞与胚胎干细胞共培养作为一种新的分化体系的可行性。首先分离、培养并鉴定小鼠骨髓间充质干细胞 ,然后利用扩增培养的骨髓间充质干细胞与胚胎干细胞共培养 ,通过造血集落培养和RT PCR观察造血分化的特点。结果表明 ,分离、扩增培养至第四代之后的骨髓间充质干细胞形态均一 ,高表达Sca 1,CD2 9,CD4 4和CD10 5 ,而CD34和CD4 5等造血与内皮细胞特异性表面标志呈阴性 ;特异性诱导体系内传代后 (>4代 )的骨髓间充质干细胞可向脂肪细胞和成骨细胞分化。与悬浮分化体系相比 ,骨髓间充质干细胞共培养体系中初始分化的胚胎干细胞含有显著增加的拟胚体形成细胞而没有造血集落形成细胞。此外 ,RT PCR检测发现 :共培养细胞表达胚胎干细胞特异性转录因子Oct 4 ,而造血标记Flk 1,GATA 1和 β H1为阴性。结论 :间充质干细胞在一定程度上抑制了胚胎干细胞的初始分化 ,但是共培养体系来源的拟胚体产生造血集落的能力显著高于悬浮体系     

人胚胎干细胞HuES17向造血干细胞的分化

背景:人类胚胎干细胞是来源于着床前囊胚的内细胞团,能在长期培养中无限增殖并保持未分化状态,且具有分化成人体组织各种细胞类型能力的细胞。目的:进一步验证人胚胎干细胞HuES17细胞株向造血干细胞分化的能力。方法:人胚胎干细胞HuES17采用与人包皮成纤维细胞二维共培养的方式培养,采用人胚胎干细胞与小鼠骨髓基质细胞(OP9)二维共培养的方法诱导胚胎干细胞向造血干细胞分化。结果与结论:人胚胎干细胞与小鼠骨髓基质细胞(OP9)二维共培养诱导造血分化的第四五天即开始出现OP9细胞逐渐老化,很快死亡;可以观察到人胚胎干细胞分化,然而,随着OP9细胞死亡,分化的人胚胎干细胞亦死亡,不能诱导人胚胎干细胞向造血干细胞分化。提示人胚胎干细胞HuES17细胞株可能不能向造血干细胞分化,或向造血干细胞分化的能力较低。     

小鼠骨髓内皮细胞条件培养液体外扩增胚胎及成体造血干/祖细胞的差异及其机制探讨

本研究比较小鼠骨髓内皮细胞条件培养液(mBMEC-CM)联合FL和TPO对卵黄囊和骨髓造血干／祖细胞体外生长的影响，并对其机制进行探讨。取卵黄囊和骨髓单细胞悬液，对照组中加入含10％FBS的DMEM，实验组分别加入10％mBMEC-CM，FL(5ng/ml)和TPO(2ng／ml)，10％mBMEC-CM复合FL和TPO培养24小时后进行集落培养，计数CFU-GM和HPP-CFC的集落数。应用Atlas cDNA Expression Array对卵黄囊和骨髓造血细胞表达的细胞因子受体进行检测。结果表明：mBMEC-CM能扩增卵黄囊和骨髓CFU-GM和HPP-CFC，其与FL和TPO联合后扩增能力明显增强；mBMEC-CM扩增骨髓CFU-GM和HPP-CFC的能力明显强于其扩增卵黄囊CFU-GM和HPP-CFC的能力。检测到小鼠卵黄囊及骨髓造血细胞存在差异表达的细胞因子受体；卵黄囊造血细胞表达PDGF-Rβ，PDGF-Ra和促肾上腺皮质激素释放因子受体，而在骨髓造血细胞中未检测到上述受体的表达；在骨髓造血细胞中表达的IFN-γR，GM-CSFR，多巴胺D2受体和卵泡刺激素受体则未在卵黄囊造血细胞中检测到mRNA的表达。结论：mBMEC-CM能支持卵黄囊和骨髓造血祖细胞的体外扩增，其与FL和TPO联合后扩增能力明显增强；mBMEC-CM对骨髓造血祖细胞表现出更强的扩增作用。检测到卵黄囊和骨髓造血细胞之问存在差异表达的细胞因子受体，提示mBMEC-CM对胚胎及成体造血细胞扩增中存在的差异可能与两种造血细胞存在差异表达的细胞因子受体有关。     

含人AGM区、胎肝及骨髓基质细胞培养体系程序化诱导小鼠胚胎干细胞向造血干细胞的分化

背景：前期已分别制备人主动脉-性腺-中肾区基质细胞系及胎肝基质细胞系,发现前者可促进小鼠胚胎干细胞定向分化为造血干细胞。目的：模拟胚胎发育过程中永久造血发育的时空顺序,探讨人主动脉-性腺-中肾（AGM）区、胎肝（FL）及骨髓（BM）基质细胞对小鼠胚胎干细胞体外诱导分化为造血干细胞的支持作用,以寻求更佳的诱导条件。方法：将小鼠E14胚胎干细胞诱导为拟胚体（EB）,并利用Transwell非接触共培养体系依次在人主动脉-性腺-中肾区、胎肝及骨髓基质细胞饲养层上进一步诱导分化,按不同诱导阶段分为拟胚体对照、EB/AGM、EB/AGM＋FL和EB/AGM＋FL＋BM共4组。共培养6d后分别收获各组拟胚体来源细胞,以流式细胞仪检测Sca-1＋c-Kit＋细胞含量,进行各系造血细胞集落形成单位分析并观察细胞形态。结果与结论：①EB/AGM＋FL组和EB/AGM＋FL＋BM组收获细胞涂片均发现原始造血细胞。②拟胚体来源细胞经AGM区基质细胞诱导后Sca-1＋c-Kit＋细胞明显升高（P〈0.05）。③拟胚体对照组造血细胞集落形成单位低于其他各组（P〈0.05）,而EB/AGM＋FL、EB/AGM＋FL＋BM组造血细胞集落形成单位计数亦较EB/AGM组明显增高。提示AGM＋FL和AGM＋FL＋骨髓基质细胞微环境对原始造血干细胞的扩增效应均明显高于单纯主动脉-性腺-中肾饲养层。     

含人AGM区、胎肝及骨髓基质细胞培养体系程序化诱导小鼠胚胎干细胞向造血干细胞的分化

背景:前期已分别制备人主动脉-性腺-中肾区基质细胞系及胎肝基质细胞系,发现前者可促进小鼠胚胎干细胞定向分化为造血干细胞.目的:模拟胚胎发育过程中永久造血发育的时空顺序,探讨人主动脉-性腺-中肾(AGM)区、胎肝(FL)及骨髓(BM)基质细胞对小鼠胚胎干细胞体外诱导分化为造血干细胞的支持作用,以寻求更佳的诱导条件.方法:将小鼠E14 胚胎干细胞诱导为拟胚体(EB),并利用Transwell 非接触共培养体系依次在人主动脉-性腺-中肾区、胎肝及骨髓基质细胞饲养层上进一步诱导分化,按不同诱导阶段分为拟胚体对照、EB/AGM、EB/AGM+FL 和EB/AGM+FL+BM共4 组.共培养6 d 后分别收获各组拟胚体来源细胞,以流式细胞仪检测Sca-1+c-Kit+细胞含量,进行各系造血细胞集落形成单位分析并观察细胞形态.结果与结论:①EB/AGM+FL 组和EB/AGM+FL+BM 组收获细胞涂片均发现原始造血细胞.②拟胚体来源细胞经AGM 区基质细胞诱导后Sca-1+c-Kit+ 细胞明显升高(P < 0.05).③拟胚体对照组造血细胞集落形成单位低于其他各组(P < 0.05),而EB/AGM+FL、EB/AGM+FL+BM组造血细胞集落形成单位计数亦较EB/AGM组明显增高.提示AGM+FL 和AGM+FL+骨髓基质细胞微环境对原始造血干细胞的扩增效应均明显高于单纯主动脉-性腺-中肾饲养层.     

骨髓内皮细胞产生造血抑制因子

本研究探讨骨髓内皮细胞分泌的造血抑制因子在扩增造血祖细胞中的作用并初步探讨其作用机制。收集无血清骨髓内皮细胞条件培养液 (BMEC CM) ,离心超滤 ,获得 >1 0kD和 <1 0kD的组分 ,以观察BMEC CM原液及其 >1 0kD和 <1 0kD组分对CFU GM及HPP CFC的增殖作用的影响 ;检测骨髓内皮细胞及BMEC CM中抑制因子的表达 ,用抗体中和实验检测BMEC CM中的抑制因子对造血集落的抑制活性 ;用膜杂交法检测抑制因子联合造血刺激因子扩增造血细胞时增殖与分化相关基因的改变。结果表明 :①BMEC CM ,>1 0kD及 <1 0kD组分分别加入集落培养体系 ,BMEC CM对CFU GM及HPP CFC的生成无明显影响 ,>1 0kD组分增加CFU GM及HPP CFC的生成 ,<1 0kD组分抑制CFU GM及HPP CFC的生成。②BMEC CM ,>1 0kD及 <1 0kD组分分别加入骨髓细胞液体培养体系培养 2 4小时后 ,BMEC CM组CFU GM明显减少 ,HPP CFC显著增加 ;>1 0kD组分组CFU GM明显增加 ,HPP CFC无显著改变 ;<1 0kD组分组CFU GM及HPP CFC均明显减少。③小鼠骨髓内皮细胞表达MIP 2 ,MIP 1α ,MSP ,TGF β,TNF α,IFN γ及Tβ4。BMEC CM中存在有MIP 2 ,MIP 1α ,MSP ,TGF β ,TNF α和Tβ4。④抗体中和实验结果表明在BMEC CM中的TGF β ,MSP ,MIP 1α,IFN γ和Tβ4有明显抑制活性。⑤Tβ4     

应用胎鼠脑源性神经干细胞条件培养液诱导胚胎干细胞的分化

目的:为克服类胚体和视黄酸诱导体系的不足,实验使用胎鼠脑源性神经干细胞条件培养液定向诱导分化胚胎干细胞,观察是否可以获得大量具有高度增殖和进一步分化能力的神经干/祖细胞。方法:实验于2005-06/2006-09在中山大学干细胞与组织工程中心实验室完成。①取孕12.5d的C57BL/6J小鼠胚胎脑组织,放入含有神经干细胞培养液(含B27、肝素5mg/L、碱性成纤维细胞生长因子20μg/L、表皮生长因子20μg/L、100U/mL青霉素、0.1g/L链霉素的DMEM/F12)的离心管内,接种后37℃、体积分数为0.05的CO2培养箱中饱和湿度培养。3～5d后可见团状细胞球出现,即为原代的神经干细胞。取P5～10代神经干细胞消化成单细胞悬液,以5×104/cm2密度接种于神经干细胞培养液中,4～5d离心后收集上清液,即为胎鼠脑源性神经干细胞条件培养液。②P30代SC1002鼠胚胎干细胞消化成单个细胞后,移入上述制备的条件培养液中,5d后消化细胞,再重新接种于条件培养液中培养5d。常规消化后接种于神经干细胞培养液中,培养4～5d,即得到胚胎干细胞来源的神经干/祖细胞。对照组用神经干细胞培养液代替条件培养液。③所得细胞进行特异性抗原免疫细胞化学染色,并计数免疫染色阳性细胞率。RT-PCR检测标志性基因的表达。结果:①胚胎干细胞分化为神经干/祖细胞的比例:当消化成单个细胞的胚胎干细胞接种到神经干细胞条件培养液后,24h内聚集成细胞球并悬浮生长。免疫细胞化学检测少部分细胞表达nestin,在随后的培养过程中nestin阳性细胞逐渐增多。第4天细胞球周围的细胞几乎全部呈nestin阳性。当消化后重新接种于神经干细胞条件培养液中,可见部分细胞贴壁生长,10d后再常规消化接种于神经干细胞培养液中,呈典型的双极外形,nestin及RC2检测均呈阳性。RT-PCR检测显示Oct-4不再表达,而sox2,sox3,nestin,fabp7及bHLH转录因子均有显著表达。另一方面,当单个胚胎干细胞直接培养在神经干细胞培养液中,大量细胞死亡,仅10%存活,存活细胞表达Oct-4和nestin。②胚胎干细胞来源的神经干/祖细胞向神经元和胶质细胞的分化:经过10～12d的诱导分化,微管相关蛋白2和胶质纤维酸性蛋白细胞阳性率分别为(27.6±9.2)%和(29.7±11.6)%。结论:不需要共培养或添加诱导因子,应用胎鼠脑源性神经干细胞条件培养液成功地将胚胎干细胞定向诱导分化为大量高纯度的神经前体细胞,并进一步得到神经元和神经胶质细胞。     

抑制Ras信号通路可减弱小鼠胚胎干细胞的造血分化

为了探讨Ras信号通路对小鼠胚胎干细胞（Embryonic Stem cells,ES cells）造血分化的影响,将突变型基因RasN17转染小鼠ES细胞,免疫印迹检测RasN17的表达对Erk1/2及Akt磷酸化的作用,应用半定量RT-PCR检测ES细胞在分化过程中与造血相关的基因的表达。结果表明：RasN17的表达能抑制Erk1/2和Akt的磷酸化,携带RasN17基因的ES细胞在分化过程中Runx1、SCL及beta-major珠蛋白等基因的表达被显著抑制,而FLK1的表达不受影响。结论：ES细胞体外造血分化需要Ras通路的活化。     

骨髓内皮细胞在造血微环境中作用的研究进展

骨髓造血微环境,即“龛”是由基质细胞、细胞因子及细胞外基质组成.成骨细胞及内皮细胞是造血微环境的重要组成部分,与造血干细胞(HSCs)关系密切.成骨细胞参与构成的成骨龛是造血干/祖细胞定居的主要场所,对HSCs的自我更新和稳态起着重要的作用;而内皮细胞参与构成的血管龛造血调控中的作用近年也成为研究热点.内皮细胞通过与其他基质细胞的协同作用,合成和分泌多种造血调控因子,具有支持营养和调控HSCs的增殖和分化、协助HSCs的跨内皮迁移,在其归巢和动员中也起着重要的作用.笔者就骨髓内皮细胞在造血龛中作用的研究进展进行综述.     

人类胚胎干细胞向造血细胞和内皮细胞诱导分化的初步研究

胚胎干(ES)细胞是一种能够自我更新、长期增殖并且具有多向分化潜能的干细胞。近年来的研究表明，小鼠胚胎干细胞体外分化能够模拟体内造血发育的过程。为探讨诱导人类胚胎干细胞向造血细胞和内皮细胞的分化的方法．将人类胚胎干细胞去饲养层，形成拟胚体(EB)培养3天后消化；采用基质细胞条件培养基联合细胞因子的诱导体系。诱导8天后，种植到半固体培养基中培养7—14天。应用RT—PCR检测诱导细胞flk-1、BMI-1、scl、Zeta—globin造血相关基因的表达；流式细胞术检测KDR、CD34等造血细胞表面抗原的表达；免疫组织化学检测集落细胞的表面标记。结果表明：①半固体培养基中出现20—30个细胞组成的集落，集落细胞再种植仍然能够形成大小相似的细胞集落；另外一些较大的细胞集落中CIM5细胞呈阳性．．②部分细胞贴壁生长形成内皮细胞样集落，Ⅷ因子、KDR、UEA检测均为阳性．．③在ES细胞内有少量flk-1、BMI-1表达，而scl、Zeta—globin基因不表达；自发分化3天的EB可见flk-1、BMI-1表达上调；消化形成单细胞并诱导4天，检测到flk-1、BMI-1、scl、Zeta—globin基因的表达。第8天仍然检测到flk-1、BMI-1、scl基因的表达，Zeta—globin基因不表达。④诱导8天的细胞中表达flk-1阳性细胞的率为9．8％．CD34阳性细胞占总细胞量的16．8％，对照组ES细胞阳性率分别为0．04％和0．16％；EB自发分化阳性率分别为0．36％和1．16％。结论：采用基质细胞条件培养基联合细胞因子的培养体系，可诱导人类胚胎干细胞向造血细胞及内皮细胞分化。     

红细胞生成素基因修饰的间充质干细胞条件培养基促进人胚胎干细胞向造血细胞分化

本研究探讨EPO基因修饰的间充质干细胞条件培养液对人胚胎干细胞向造血细胞诱导分化的影响。通过重组慢病毒系统感染人间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSC）,建立能够稳定高效表达红细胞生成素（erythropoietin,EPO）的细胞株EPO／MSC。用EB培养液诱导人胚胎干细胞形成拟胚体,然后用EPO／MSC条件培养液处理拟胚体细胞;通过免疫荧光、集落形成实验和RT—PCR检测等方法对诱导的细胞进行了相关鉴定。结果表明：EPO／MSC体外能够稳定表达EPO。条件培养液诱导生成的细胞表达造血干／祖细胞抗原CD34和相关造血基因,可产生不同的造血集落,且明显高于对照组。结论：EPO基因修饰的间充质干细胞条件培养液能显著促进人胚胎干细胞向造血细胞分化。     

骨髓移植造血重建过程中干／祖细胞增殖特性的研究

为了探讨骨髓移植造血重建过程中干/祖细胞增殖的特性,我们采用病理形态学、BMNC计数、抗5-FU BMNC计数、外源性CFU-S(12)和骨髓连续移植等方法,对造血重建过程不同阶段的干/祖细胞增殖特性,进行了动态的对比研究。实验结果表明,在移植后第3天,骨髓内可见少数淋巴样细胞呈小灶性分布,第5—9天细胞灶迅速扩大,细胞形态表现为淋巴样细胞,至第11天才出现不同阶段的分化细胞;第5—9天BMNC数和抗5-FU BMNC数迅速增加,随后增殖速度明显减缓;第9天骨髓的CFU-S(12)数和重建长期造血的能力高于第5天和21天的骨髓。本实验结果提示,骨髓移植后造血细胞呈小灶性分布,重建造血初期造血干/祖细胞迅速增殖而无明显分化表现,此阶段骨髓细胞的重建长期造血能力增强,提示造血干细胞有扩增。     

体外诱导人类诱导性多能干细胞分化为造血干 / 祖细胞的研究简

本研究探讨体外诱导人诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）分化为造血干/祖细胞的能力.在体外用小鼠骨髓基质细胞OP9与人类iPSC共培养的方法,将iPSC诱导分化为造血干/祖细胞;用流式细胞术检测造血干/祖细胞表面标志物的表达水平;用实时定量PCR检测分化过程中iPSC及造血干/祖细胞的相关基因mRNA表达水平的变化;用免疫磁珠法分离CD34＋造血干/祖细胞并进行半固体集落形成实验检测细胞的集落形成能力.结果表明,iPSC与OP9细胞共培养诱导造血分化的第4天即可观察到iPSC形态变化;流式细胞术检测显示,分化得到的细胞表达已知的造血干/祖细胞相关表面标志物CD34和CD43分子.在体外分化过程中多能性的标志基因Oct4的表达逐渐下降,造血相关转录因子Gata-2的表达逐渐升高,而Runx-1的表达量则呈波浪式变化,CD34表达量逐渐升高.集落培养14 d能够得到红系集落（CFU-E）,粒系集落（CFU-G）,巨核系集落（CFU-M）,粒-巨核系集落（CFU-GM）和混合系集落（CFU-GEMM）.结论：iPSC细胞能够在体外通过与OP9细胞共培养分化为造血干/祖细胞.     

胚胎干细胞的研究进展

胚胎干细胞（ESC）是来源于哺乳动物早期胚胎的内细胞团中的一种二倍体细胞,具有发育的全能性。ESC的体内和体外分化在分子水平有许多相似之处。在现有培养条件下。小鼠ESC体外分化的细胞类型或结构主要有4种：内皮细胞与血管,肌细胞和心肌、造血细胞和神经细胞,最近的研究提示;造血干细胞（HSC）来源于胚胎内的特定区域,HSC的产生可能受尚未发现的胚胎生长因子调节。ESC为从胚胎着手明确早期造血过程提供了方便有效的实验途径。人ESC的研究及应用尚面临一系列伦理问题,对ESC的研究具有广阔的应用前景。     

大鼠骨髓间充质干细胞对同种异体骨髓移植造血重建的影响

为了探讨大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)对同种异体骨髓移植造血重建的影响，建立大鼠同种异体骨髓移植模型，通过外周血像检测、病理分析和流式细胞术检测综合评价MSC对骨髓移植(bone marrow transplantation，BMT)的积极作用。结果表明：①共移植后30天，MSC可在致死量照射的受者存活，并被发现受者胸腺、脾脏和骨髓；②MSC可促进BMT后造血重建，促进外周血白细胞、淋巴细胞和血小板的明显恢复；促进骨髓细胞数恢复及B淋巴系、巨核系分化增强；有利骨髓组织学的明显恢复发善。结论：大鼠MSC与骨髓共移植可在受体的造血器官长期存在，MSC可明显促进同种异体骨髓移植后造血S重建。     

C57BL/6小鼠来源的胚胎干细胞建系及体外定向造血分化的研究

哺乳动物的胚胎造血表现为时间和空间的连续变化。既往研究表明，129小鼠来源的胚胎干细胞系（em-bryonic stem cells，ES细胞）的体外分化能在一定程度上模拟胚胎造血。为研究C57BL/6小鼠来源的ES细胞系体外定向造血细胞分化的特点，分离C57BL/6小鼠3.5天囊胚的内细胞团建立ES细胞系并采用常规方法鉴定，应用体外二步分化法形成拟胚体并进行集落培养，细胞化学染色和RT-PCR鉴定造血前体细胞。结果表明：所建ES细胞系MES-1符合建系标准，其体外分化后可在不同阶段的拟胚体中发现多种造血前体细胞的有序出现，包括原始红系前体细胞，永久红系前体细胞，混合集落形成细胞和粒单系集落形成细胞。RT-PCR分析显示，拟胚体表达多种造血特异性的转录因子和造血标记。结论：自C57BL/6小鼠建立的ES细胞系MES-1体外定向造血细胞分化在一定程度上能模拟胚胎造血。