骨髓间充质干细胞Notch1信号通路异常与骨髓瘤骨病

背景:多发性骨髓瘤骨病的发病机制目前尚未完全明确,骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化障碍参与其中,而Notch1信号通路在间充质干细胞的增殖分化中起重要作用。目的:探讨Notch1信号通路在多发性骨髓瘤骨病中的作用。方法:分离培养多发性骨髓瘤患者和正常人骨髓间充质干细胞,Real-time PCR和Western blot检测成骨诱导分化前后Notch1和成骨基因Runx2的表达,以及Von Kossa染色鉴定钙质沉积程度。在多发性骨髓瘤患者间充质干细胞成骨诱导分化过程中,加入Notch1信号通路抑制剂DAPT和安慰剂,48 h后real-time PCR和western blot鉴定Notch1信号通路下游分子Hes1和成骨指标Runx2表达,2周后Von Kossa染色鉴定钙质沉积程度。结果与结论:成骨诱导48 h后,间充质干细胞的Notch1表达减低,但是骨髓瘤患者间充质干细胞的降低幅度小于正常对照间充质干细胞;48 h后Runx2的表达在骨髓瘤患者间充质干细胞的表达明显弱于正常对照间充质干细胞;2周后,Von Kossa染色鉴定钙质沉积程度,骨髓瘤患者间充质干细胞明显弱于正常对照间充质干细胞;48 h后Hes1表达在DAPT组明显低于安慰剂组;而Runx2的表达在DAPT组明显高于安慰剂组。2周后DAPT组钙质沉积明显强于安慰剂组。实验说明多发性骨髓瘤患者的间充质干细胞中,Notch1信号通路失活缺陷可能抑制其向成骨细胞分化。     

人骨形成蛋白4基因腺相关病毒及绿色荧光蛋白基因腺相关病毒体外诱导成骨的比较

背景:由于骨形成蛋白的释放速度与新骨生长速度不匹配,单纯应用骨形成蛋白的效果尚不理想,因此,应有合适的载体来调节骨形成蛋白的释放速度.目的:观察重组人骨形成蛋白4基因腺相关病毒及绿色荧光蛋白基因腺相关病毒诱导兔骨髓间充质干细胞向成骨方向分化的作用.方法:全骨髓法培养兔骨髓间充质干细胞,分别应用人骨形态形成蛋白4基因腺相关病毒载体及绿色荧光蛋白基因腺相关病毒转染兔骨髓间充质干细胞,设定感染复数值为5×104,观察两组细胞形态改变,分别行碱性磷酸酶染色、Von Kossa染色、茜素红染色及碱性磷酸酶含量测定,比较两组成骨活性差异.结果与结论:人骨形态形成蛋白4基因腺相关病毒组转染骨髓间充质干细胞后,细胞形态呈现典型的成骨改变,碱性磷酸酶染色及Von Kossa染色、茜素红染色均出现成骨的特征性改变.绿色荧光蛋白基因腺相关病毒组未观察到上述改变.人骨形态形成蛋白4基因腺相关病毒组碱性磷酸酶含量高于绿色荧光蛋白基因腺相关病毒组(P<0.01).提示人骨形态形成蛋白4基因腺相关病毒转染骨髓间充质干细胞后,骨髓间充质干细胞表现出更加明显的成骨活性改变.     

本期专题：力学因素与骨髓间充质干细胞的生物活性

1静水压刺激人骨髓间充质千细胞骨架的排列——见2011年15卷45期第8366—8370页。2流动优化骨髓间充质千细胞的分化状况——见2011年15卷45期第8361—8365页。3振动应力刺激骨髓间充质干细胞修复兔骨缺损——见2011年15卷40期第7411—7415页。4旋转式三维细胞培养装置的研制——见2011年15卷19期第3531—3533页。5低频振动刺激骨髓基质干细胞修复骨缺损核因子受体激活剂，核因子受体激活剂配体／骨保护素通路变化的体内实验——见2012年16卷10期第1725—1728页。6骨髓间充质干细胞增殖与成骨分化中电磁场激活ERK通路的作用——见2011年15卷19期第3607．3610页。     

碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2诱导分化兔骨髓间充质干细胞

背景：骨髓间充质干细胞依赖特定的生长和分化因子能分化为骨、软骨、脂肪等不同组织。人重组骨形态发生蛋白2有明显的骨诱导作用，能诱导未分化的骨髓间充质干细胞不可逆地形成骨与软骨，并最终导致新骨生成；碱性成纤维生长因子亦参与调控骨髓间充质于细胞的软骨与骨的分化。目的：观察碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响，以便寻求合适的骨形成诱导方法以代替常规的成骨培养体系。设计：随机对照实验。单位：解放军第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所。材料：培养的兔骨髓间充质干细胞。方法：实验于2004-06／12在第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所暨全军骨科中心完成。①体外培养的兔骨髓间充质干细胞分别经3种不同的生长因子（100μg／L人重组骨形态发生蛋白2，100μg／L碱性成纤维生长因子，100μg/L人重组骨形态发生蛋白2加100μg/L碱性成纤维生长因子）和成骨培养体系处理。②其增殖和分化通过四甲基偶氮唑盐比色法，碱性磷酸酶、骨钙素检测和钙结节Von Kossa染色观察。主要观察指标：通过检测增殖率和碱性磷酸酶活性比较不同生长因子对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。结果：①人重组骨形态发生蛋白2能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化，特别是其分化。②碱性成纤维生长因子能刺激兔骨髓间充质干细胞的增殖，与对照组相比，细胞增值率提高近100％；虽然对兔骨髓间充质干细胞分化无明显影响，但其能促进人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞分化。结论：碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2是兔骨髓间充质干细胞有效的分化因子，两者在体外都能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化。碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2能协同作用加速骨诱导及骨形成，可以用作分化骨组织工程中的种子细胞。     

冲击波对人骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化作用的研究

目的:探讨冲击波对人骨髓间充质干细胞(MSC)增殖和成骨分化能力的影响。方法:从健康志愿者骨髓中分离培养骨髓间充质干细胞,将其分为3组,空白对照组细胞用普通培养液培养,成骨诱导组细胞用经典成骨诱导剂培养,冲击波组细胞用普通培养液培养,外加冲击波刺激。刺激后在镜下观察MSC形态;应用CCK-8检测冲击波组细胞和空白对照组MSC增殖能力的变化;第14天和28天分别用碱性磷酸酶和Von Kossa染色检测各组细胞的成骨能力。结果:CCK-8检测发现,冲击波与空白对照组相比,细胞的增殖活性显著增强;碱性磷酸酶和Von Kossa染色结果表明,冲击波组细胞的成骨分化能力比成骨诱导组要高;空白对照组细胞染色呈现弱阳性。结论:冲击波能促进骨髓间充质干细胞的增殖能力和成骨分化能力。     

骨髓间充质干细胞Nolch1信号通路异常与骨髓瘤骨病

背景：多发性骨髓瘤骨病的发病机制目前尚未完全明确,骨髓问充质干细胞向成骨细胞分化障碍参与其中,而Notchl信号通路在间充质干细胞的增殖分化中起重要作用。目的：探讨Notchl信号通路在多发性骨髓瘤骨病中的作用。方法：分离培养多发性骨髓瘤患者和正常人骨髓间充质干细胞,Real．timePCR和Westernblot检测成骨诱导分化前后Notchl和成骨基因Runx2的表达,以及VonKossa染色鉴定钙质沉积程度。在多发性骨髓瘤患者间充质干细胞成骨诱导分化过程中,加入Notchl信号通路抑制剂DAPT和安慰剂,48h后real-timePCR和westernblot鉴定Notchl信号通路下游分子Hesl和成骨指标Runx2表达,2周后VonKossa染色鉴定钙质沉积程度。结果与结论：成骨诱导48h后,间充质干细胞的Notchl表达减低,但是骨髓瘤患者间充质干细胞的降低幅度小于正常对照间充质干细胞;48h后Runx2的表达在骨髓瘤患者间充质干细胞的表达明显弱于正常对照间充质干细胞;2周后,VonKossa染色鉴定钙质沉积程度,骨髓瘤患者问充质干细胞明显弱于正常对照间充质干细胞;48h后Hesl表达在DAPT组明显低于安慰剂组;而Runx2的表达在DAPT组明显高于安慰剂组。2周后DAPT组钙质沉积明显强于安慰剂组。实验说明多发性骨髓瘤患者的问充质干细胞中,Notchl信号通路失活缺陷可能抑制其向成骨细胞分化。     

脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞成骨成脂肪分化的影响

目的研究15Hz、1mT脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞向成骨、成脂肪分化的影响。方法体外培养SD大鼠骨髓间充质干细胞，取第3代细胞，用15Hz、1mT脉冲电磁场刺激，按照碱性磷酸酶（ALP）检测试剂盒说明书步骤检测ALP活性，用半定量逆转录聚合酶链反应（RT—PCR）法检测骨髓间充质干细胞成骨、成脂肪指标的表达，油红O染色观察其成脂肪诱导分化情况。结果15Hz、1mT脉冲电磁场明显促进骨髓间充质干细胞ALP活性（P〈0．01）以及成骨蛋白（骨钙蛋白、骨桥蛋白）的mRNA表达；抑制脂肪素、脂肪细胞结合蛋白2（AP-2）等成脂肪转录因子的表达，抑制骨髓间充质干细胞向成脂肪分化。结论15Hz、1mT脉冲电磁场可促进骨髓间充质干细胞向成骨分化，抑制其向成脂肪分化。     

成人骨髓间充质干细胞体外多向分化潜能特性的研究

目的研究体外不同诱导条件下成人骨髓间充质干细胞向成骨细胞、脂肪细胞、神经细胞分化的能力。方法用细胞化学方法对诱导后的骨髓细胞进行脂肪细胞特异油红O染色；Von Kossa及改良的钙钴法进行成骨细胞鉴定；免疫组化方法检测诱导后的骨髓细胞神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白-M(NF—M)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达。结果在不同的诱导条件下，诱导后的细胞油红O染色胞浆内可见橙红色脂滴；Von Kossa染色可见细胞间布满黑色颗粒，提示有矿化基质沉积；改良钙钻法碱性磷酸酶染色胞浆呈深棕色或深黑色。免疫组化染色显示向神经细胞方向诱导后细胞NSE( )、NF—M( )、GFAP(-)。结论成人骨髓间充质干细胞在体外具有多向分化的潜能。     

Transwell小室环境下兔成骨样细胞与骨髓基质干细胞的共培养及成骨分化

背景:以往在体外采用地塞米松、生长因子或用成骨样细胞与骨髓间充质干细胞按1∶1混合培养诱导成骨均存在种种局限。目的:观察在 Transwell小室环境下成骨样细胞与骨髓基质干细胞体外共培养及成骨样细胞定向诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的可行性。方法:取第 3代乳兔成骨样细胞与第3代兔骨髓基质干细胞接种共培养于Transwell小室内,成骨样细胞接种于培养板底层,骨髓基质干细胞接种于 Transwell膜内膜上作为实验组。以骨髓基质干细胞单独接种于Transwell 小室内,下层为基础培养液作为对照组。结果与结论:实验组共培养骨髓基质干细胞明显向成骨细胞分化,细胞碱性磷酸酶活性显著高于对照组(P < 0.05)。实验组骨髓基质干细胞茜素红染色强阳性,可见呈红色结节,经PT-PCR扩增后,可见成骨启动基因核心结合因子α1的表达;对照组未见矿化结节。说明应用Transwell小室可实现成骨样细胞与骨髓基质干细胞体外共培养,并能定向诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化。     

骨髓间充质干细胞体外调控肝星状细胞死亡受体5的表达

背景:肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体可以通过上调死亡受体5蛋白的表达诱导大鼠肝星状细胞凋亡。目的:观察大鼠骨髓间充质干细胞对肝星状细胞死亡受体5和Caspase-3蛋白表达的影响,探讨骨髓间充质干细胞诱导肝星状细胞凋亡及其机制。方法:贴壁筛选法培养、纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代使用;大鼠原代肝星状细胞和肝纤维原细胞系冻融后传代使用。应用6孔培养板,建立上下双层细胞共培养体系,常规培养。将细胞分为4组:①空白对照组:肝星状细胞和骨髓间充质干细胞分别单独培养。②阴性对照组:肝纤维原细胞与肝星状细胞共培养(模拟星状细胞体内生长环境)。③骨髓间充质干细胞与肝星状细胞共培养组。④实验组:1.5mg/LTRAIL多克隆抗体与骨髓间充质干细胞作用6h后,不换液,再与肝星状细胞共培养。结果与结论:在共培养组中肝星状细胞的增殖降低,凋亡增加,且肝星状细胞死亡受体5、Caspase-3蛋白的表达均显著升高,并呈时间依赖性,且与其他组比较差异有显著性意义(P<0.01)。实验组Caspase-3和死亡受体5蛋白的表达在共培养的各个时间段均低于共培养组,与共培养组比较差异有显著性意义(P<0.01)。提示骨髓间充质干细胞与肝星状细胞共培养能抑制肝星状细胞的增殖,促进肝星状细胞的凋亡,其机制可能为骨髓间充质干细胞旁分泌肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体通过上调Caspase-3和死亡受体5蛋白的表达实现的。     

胚胎干细胞与生殖细胞

目的：探讨生殖细胞的发生和细胞标记及胚胎干细胞向生殖细胞分化的进展及其关系。 资料来源：检索Medline 1950-01／2005～12相关胚胎干细胞和生殖细胞的文献，检索词“embryonic stem cells，germ cells”，并限定文献语言种类为English。同时检索CNKI 1990-01／2005～12相关胚胎干细胞与生殖细胞方面的文献，检索词为“胚胎干细胞，生殖细胞”，并限定语言种类为中文。 资料选择：对资料初审，选取包括胚胎干细胞和生殖细胞方面的文献，开始查找文献。纳入标准：①胚胎干细胞。②生殖细胞。排除标准：综述、重复研究类文章。 资料提炼：共收集到714篇关于胚胎干细胞和生殖细胞的文献，纳入23篇符合标准的文献。 资料综合：胚胎干细胞是来源于着床前胚胎的一类未分化的全能性（多能性）干细胞。胚胎干细胞在一定条件下可以分化为包括生殖细胞在内的所有功能细胞。胚胎干细胞与各级生殖细胞及原始生殖细胞来源的胚胎生殖细胞具有一定的相似形。人类、小鼠和其它哺乳动物类胚胎干细胞的分离、建系和定向分化已经取得重要进展。而且胚胎干细胞可以诱导分化为包括生殖细胞在内的三个胚层的所有细胞类型。原始生殖细胞、胚胎干细胞和胚胎生殖细胞具有一些共同特性，可能共同来源于早期生殖细胞。 结论：胚胎干细胞在一定条件下可以分化为包括生殖细胞在内的所有类型细胞。胚胎干细胞与各级生殖细胞有一定的相似形。     

干细胞与肿瘤干细胞

目的:概述干细胞、肿瘤干细胞与肿瘤发生发展之间的关系,为肿瘤的研究及临床治疗提供参考。资料来源:检索PubMed1997-01/2007-02与干细胞和肿瘤干细胞相关的文献,检索词“stem cell,cancer stem cell,cancer,development,self-renewal,tumorigenesis”,并限定语言种类为英文。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①肿瘤干细胞目前研究的进展。②肿瘤干细胞在肿瘤治疗中的应用。排除标准:①文献中重复研究和综述文章。②肿瘤干细胞以外的文章。③Meta分析类文章。资料提炼:共收集到52篇关于干细胞治疗及研究现状的文章,通过查找全文重点引用30篇文章。资料综合:目前肿瘤的治疗方法主要是针对肿瘤组织内的大多数细胞,常有复发和转移,使治疗失败。随着白血病、乳腺癌及脑肿瘤的干细胞的分离纯化,肿瘤干细胞学说逐渐成熟起来。肿瘤细胞来源于肿瘤干细胞,是肿瘤复发和转移的根源,可靶向性杀伤肿瘤干细胞从而使根治肿瘤和防止肿瘤复发和转移成为可能。结论:只有小部分肿瘤干细胞才有成瘤及维持恶性显型的作用,因此肿瘤的治疗关键应是针对肿瘤干细胞的治疗,肿瘤干细胞的起源、研究方法及研究内容均需进一步研究探讨,而实际上如果肿瘤是源于肿瘤干细胞,先前诸多关于肿瘤发生发展的机制、细胞信号途径等的研究成果需要重新评价,对传统的肿瘤治疗方式提出了巨大的挑战。     

胚胎干细胞与生殖细胞

目的:探讨生殖细胞的发生和细胞标记及胚胎干细胞向生殖细胞分化的进展及其关系。资料来源:检索Medline1950-01/2005-12相关胚胎干细胞和生殖细胞的文献,检索词“embryonicstemcells,germcells”,并限定文献语言种类为English。同时检索CNKI1990-01/2005-12相关胚胎干细胞与生殖细胞方面的文献,检索词为“胚胎干细胞,生殖细胞”,并限定语言种类为中文。资料选择:对资料初审,选取包括胚胎干细胞和生殖细胞方面的文献,开始查找文献。纳入标准:①胚胎干细胞。②生殖细胞。排除标准:综述、重复研究类文章。资料提炼:共收集到714篇关于胚胎干细胞和生殖细胞的文献,纳入23篇符合标准的文献。资料综合:胚胎干细胞是来源于着床前胚胎的一类未分化的全能性(多能性)干细胞。胚胎干细胞在一定条件下可以分化为包括生殖细胞在内的所有功能细胞。胚胎干细胞与各级生殖细胞及原始生殖细胞来源的胚胎生殖细胞具有一定的相似形。人类、小鼠和其它哺乳动物类胚胎干细胞的分离、建系和定向分化已经取得重要进展。而且胚胎干细胞可以诱导分化为包括生殖细胞在内的三个胚层的所有细胞类型。原始生殖细胞、胚胎干细胞和胚胎生殖细胞具有一些共同特性,可能共同来源于早期生殖细胞。结论:胚胎干细胞在一定条件下可以分化为包括生殖细胞在内的所有类型细胞。胚胎干细胞与各级生殖细胞有一定的相似形。     

Perivascular cells as mesenchymal stem cells

Importance of the field: Mesenchymal stem cells are multipotent adult stem cell populations that have broad differentiation plasticity and immunosuppressive potential that render them of great importance in cell-based therapies. They are identified by in vitro characteristics based on their differentiation potential for clinical approaches while their biological properties and in vivo identities are often less understood.

Areas covered in this review: Recent research carried out in the last decade on mesenchymal stem cell biology suggests that mesenchymal stem cells from various tissues reside in a perivascular location and these can be identified as pericytes that function as mural cells in microvessels.

What the reader will gain: This review covers recent progress on understanding the link between pericytes and mesenchymal stem cells discussing specific points such as response to injury and tissue-specific functions.

Take home message: Despite a long and controversial history, there is a growing acceptance that perivascular cells are connected with mesenchymal stem cells, all that is really lacking is genetic evidence to show differentiation of pericytes into different cells types.     

Hematopoietic stem cells and mature blood cells from pluripotent stem cells

Pluripotent stem cells such as embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells could be good sources for obtaining massive hematopoietic stem cells (HSC) and mature blood cells. Coculture with feeder cells and embryoid body formation are two major strategies to induce hematopoietic differentiation from pluripotent stem cells. Derivation of HSC with ability of reconstituting human hematopoiesis in immunodeficient mice has been achieved. It is also possible to generate mature blood cells such as neutrophils, erythrocytes, and platelets from pluripotent stem cells. Their morphologies, phenotypes, and functions are usually very similar to those of normal counterparts. However, a breakthrough is needed to overcome the issue of "yield", which still stands as a high barrier to reach clinical applications.     

视网膜细胞诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞

目的探索乳鼠视网膜细胞体外诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞的可行性。方法以大鼠BMSCs为研究对象，利用分层共培养的乳鼠视网膜细胞作诱导剂，进行增殖培养、分化诱导；免疫组化法进行细胞性质鉴定。结果加入乳鼠视网膜细胞共培养第7天有神经元样细胞形成，经nestin、NF鉴定为神经元样细胞。结论BMSCs在体外培养条件下，经过新生乳鼠视网膜细胞诱导，可以分化为神经元样细胞。     

干细胞向生殖细胞的分化

学术背景:干细胞来源及数量成为其研究发展及造福人类的瓶颈。如果可以在体外就现有的干细胞资源获得全能的生殖细胞,则能够较大程度上满足人类研究与治疗的需要。目前生殖细胞分化的研究已取得一定进展,使体外途径获得生殖细胞成为可能。目的:阐述近年胚胎及成体干细胞向生殖细胞方向分化的相关研究进展。检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed数据库2002-01/2007-06的相关文献,检索词"embryonic stem cells,stem cells,germ cells,oocyte,sperm,differentiation"并限定文章语言种类为English。共检索到487篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①与胚胎及成体干细胞向生殖细胞方向分化密切相关。②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准:重复性研究。文献评价:文献的来源主要是通过对胚胎干细胞、成体干细胞向生殖细胞方向分化方面内容进行汇总分析。所选用的30篇文献中,14篇为综述,其余均为临床或基础实验研究。资料综合:①胚胎干细胞体外可分化为能迁移入胎儿生殖腺、且具有减数分裂及产生精子能力的原始生殖细胞,其衍生的精子细胞可成功发育成个体。②成体干细胞如骨髓干细胞可在体内外条件下分化为早期生殖细胞、原始生殖细胞、精原干细胞及精原细胞。③雌性哺乳动物具有卵母细胞再生能力,这一观点正逐渐被接受,尽管关于新生卵母细胞来源尚不确定,但胚胎干细胞因其全能性可体外培养分化为卵母细胞。④除卵巢自身外,骨髓、胰腺、皮肤来源的干细胞可通过不同的培养方式生成新的卵母细胞样细胞。干细胞向生殖细胞分化的研究进展为研究生殖细胞形成的分子基础及寻找治疗不孕的新方法提供了可能。结论:生殖细胞启动分化的分子机制、微环境对生殖细胞分化增殖的影响、生殖干细胞转化为卵原细胞或卵母细胞需要的诱导机制等尚不清楚。随着生命科学和干细胞研究技术的不断发展,这些问题终将会克服,体外培养获得生殖细胞的研究必将给人类生殖和生命带来重大影响。