人嗅鞘细胞与骨髓间充质干细胞体外共培养的实验研究

[目的]通过体外共培养观察人嗅鞘细胞(OECs)对骨髓间充质干细胞(MSCs)增殖分化的影响.[方法]取5个月以上引产胎儿嗅球及骨髓,分离培养及鉴定OECs及MSCs,携带绿色荧光蛋白(GFP)基因的腺相关病毒转染标记OECs,双苯亚甲胺荧光染料标记MSCs,将两种细胞按1∶1比例进行共培养,MSCs单独培养组为阴性对照组,免疫细胞化学方法检测MSCs表达巢蛋白(nestin)、神经元特异性核蛋白(NeuN)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF-M)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)情况.[结果]MOI值为1×106时OECs表达GFP阳性率为84.89％,对细胞生长活性无明显影响.共培养时两种细胞生长良好,共培养7d未见形态学改变,经复方丹参注射液诱导后部分MSCs呈现神经元样改变,表达nestin、NSE、NeuN、NF-M、GFAP特异性标志,且共培养组的分化率明显高于单独MSCs培养组,有显著性差异.[结论]OECs可通过分泌可溶性物质及细胞之间的相互作用启动MSCs分化程序,提高MSCs向神经细胞分化率.     

成年大鼠压迫性脊髓损伤后损伤区神经干细胞的分离培养实验研究

目的 研究脊髓损伤后损伤反应性巢蛋白(nestin)和胶质酸性纤维蛋白(glial fibrillary acid protein, GFAP)阳性共存(nestin+/GFAP+)细胞的分裂、增殖和分化能力,以探讨其是否具有神经干细胞(neural stem cells,NSCs)特性. 方法 8周龄雄性SD大鼠12只,体重200～250 g,随机分为正常对照组和模型组(n=6).模型组利用动脉瘤夹压迫法建立成年大鼠脊髓损伤动物模型,正常对照组不作任何处理.造模后5 d,两组分别取大鼠Ts脊髓节段,分离中央管周围室管膜区以外的脊髓灰质和白质,制成单细胞悬液,用无血清NSCs培养基进行培养,并用含血清NSCs培养基进行诱导分化,利用免疫荧光化学和流式细胞仪观察细胞类型及分裂、分化、增殖能力. 结果 模型组培养后3～7 d,单细胞悬液中有大量高度表达的nestin+/GFAP+共存细胞,细胞计数为5.15±0.71;对照组为1.12±0.38;两组比较差异有统计学意义(P<0.01).细胞周期结果 示,模型组S期细胞比例(15.49%±3.04%)及增殖指数(15.88%±2.56%)均明显高于对照组(5.84%±0.28%,6.47%±0.61%),两组比较差异有统计学意义(P<0.01).模型组原代细胞逐渐形成边缘光滑、中心膨隆有立体感的小克隆球,nestin免疫荧光染色呈强阳性,多次传代后获得大量细胞克隆球.对照组单细胞悬液原代及传代培养均未见明显克隆球生长.免疫染色结果 示模型组克隆球诱导分化约5 d,细胞球中含有大量半乳糖脑苷脂(galactocerebroside,GaLC)-nestin免疫染色阳性细胞;5～7 d,大量β-微管蛋白Ⅲ(β-tubulin Ⅲ)-nestin和GFAP免疫染色阳性细胞;7～14 d出现GaLC阳性少突胶质细胞、β-tubulin Ⅲ神经元和GFAP染色阳性的胞体及细胞突起. 结论 成年大鼠压迫性脊髓损伤后,剔除中央管周围室管膜区脊髓白质与灰质分离而得的nestin+/GFAP+细胞,具有自我更新能力和多分化潜能,是中枢神经系统的NSCs.     

核因子-κB在神经干细胞增殖过程中的调控作用

目的 观察核转录因子(NF)-κB信号通路的活化对体外培养的神经干细胞(NSCs)增殖的影响,探讨NF-κB在NSCs增殖过程中的调控作用.方法 采用成球悬浮法分离培养小鼠神经干细胞(mNSCs)并鉴定NSCs标志蛋白nestin;将生长状态良好的第3代mNSCs分为空白对照组、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)组、PDTC组,分别采用常规NSCs培养液、含10μg/L TNF-α的NSCs培养液、含0.1 mmol/L PDTC的NSCs培养液培养30 min、4 h和72 h;采用免疫荧光细胞化学方法 及蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测NSCs的NF-κB活化状况;采用免疫荧光细胞化学方法 检测增殖指标CyelinD1和Ki-67的表达,观察NSCs的增殖.结果 培养的mNSCs表达nestin:免疫荧光细胞化学方法 及Western blot结果显示,TNF-α可明显使p65活化由胞质转位至胞核;TNF-α组和空白对照组,CyclinD1阳性细胞率分别为(68.6±4.2)%和(38.8±3.7)%,明显高于PDTC组的(24.2±2.8)%(P＜0.05);Ki-67阳性细胞率分别为(48.2±3.6)%和(35.2±4.7)%,明显高于PDTC组的(18.7±1.8)%(P＜0.05).结论 NF-κB的激活或抑制可促进或抑制NSCs的增殖,NF-κB在NSCs的增殖过程中可能起着重要的调控作用.     

锂剂对神经干细胞分化的影响及相关机制探究

【摘要】 目的：探讨锂剂对神经干细胞（neural stem cells,NSCs）分化的调控作用及机制,为优化NSCs移植治疗SCI疗效提供理论基础。方法：以Fischer 344新生大鼠侧脑室下区培养的NSCs为细胞模型,首先采用Cyquant DNA定量法测定对照组及0.5、1、3、5mM锂剂处理组在分化条件下的生长曲线;同时结合星形胶质细胞（AST）标记物GFAP及S100β,行神经元标记物Tuj1细胞免疫化学染色,应用Western Blotting蛋白定量法检测不同浓度锂剂对NSCs分化终产物中神经元及AST总量的影响,同时采用TUNEL凋亡检测法寻找锂剂的非毒性浓度区间,以排除混杂因素。最后通过与其下游经典作用通路GSK3β抑制剂SB216763对NSCs增殖、分化、凋亡的作用比较,探究锂剂的可能作用机制。结果：TUNEL凋亡检测显示体外锂剂的非毒性浓度区间为（0～3mM）;在此范围内,1mM锂剂处理组中Tuj+细胞总数较对照组提高约1.47±0.06倍（P<0.05）,SB216763处理组Tuj+细胞总数提高约2.25±0.07倍（P<0.05）;3mM锂剂处理组中GFAP+细胞总数为对照组的0.55±0.02倍（P<0.05）,S100β与GFAP染色结果趋势一致,SB216763处理组中GFAP+细胞总数为对照组的0.90±0.06倍（P>0.05）。结论：锂剂可明显促进NSCs向神经元方向分化并AST的分化,其最佳作用浓度分别为1mM及3mM,前者可能是通过锂剂下游经典作用通路GSK3β实现,而后者可能通过GSK3β旁路途径实现。     

自组装peptide胶对神经干细胞在大鼠急性损伤脊髓中细胞分化的影响

目的 观察自组装peptide胶对神经干细胞(NSCs)在大鼠急性期损伤脊髓中的细胞分化的影响.方法 分离、培养和鉴定大鼠NSCs与自组装peptide胶共培养;SD大鼠25只采用NYU-Ⅱ型脊髓打击器制作T10脊髓损伤模型;急性期于损伤脊髓区分别行注射移植,其中联合细胞移植组(n=10)、单纯细胞移植组(n=10)及对照组(n=5).术后第2、4、8周取损伤部位脊髓,免疫组织化学染色检测移植细胞的分化.结果 成功建立大鼠NSCs的体外培养体系;移植的NSCs在大鼠脊髓内存活超过8周,单纯移植组、细胞分化比例较低,分化的NSCs主要为表达胶质纤维酸性蛋白(GFAP)抗原细胞,未见NSCs分化为表达微管相关蛋白(MAP2)标志抗原细胞;联合移植组,细胞分化比例较高;NSCs可分化为表达MAP2、Oligo、GFAP标志抗原细胞.结论 自组装peptide胶能够提高神经干细胞在大鼠急性期损伤脊髓中的分化比率,并有部分细胞可分化为表达神经元特异抗原的细胞.     

骨髓间质干细胞通过影响PI3K/Akt信号通路抑制肝星状细胞的增殖

目的 探讨在体外非接触共培养条件下,大鼠骨髓间质干细胞(MSCs)如何调控肝星状细胞(HSCs)的增殖。方法 实验组将MSCs/HSCs按2×104/2×104(细胞/孔)的比例接种于Transwell共培养板上下层,建立非接触共培养体系;对照组为HSCs(2 ×104细胞/孔)单独培养;阳性对照组为加入抑制剂LY294002 (20 μmol/ml)观察抑制效果。共培养24、48、72h后应用流式细胞仪分析细胞周期,Western blot检测HSCs的p-Akt及Akt蛋白的表达。结果 共培养24、48、72 h后HSCs的S期细胞与对照组比较明显减少,且抑制程度呈时间依赖性(11.24±0.34 ＜15.73±0.76＜19.14±0.91 ＜23.16±1.80,P＜0.05);加入LY294002后可明显增加共培养组抑制效果,与单独使用抑制剂比较S期细胞减少更加明显(8.2±0.8＜11.7±1.6,P＜0.05);共培养组及共培养+抑制剂组p-Akt蛋白表达较单独培养组均显著下调,而Akt蛋白表达差异无统计学意义(P＞0.05);共培养+抑制剂组较共培养组p-Akt蛋白表达下调。结论 MSCs可明显抑制HSCs的增殖,可能是通过影响PI3K/Akt信号通路达到这一作用,磷酸化的Akt蛋白在其中起关键作用。     

大鼠雪旺细胞对脊髓源性神经干细胞生长及分化的影响

目的 观察雪旺细胞(SCs)在体外对脊髓来源的神经干细胞(NSCs)生长及分化的影响.方法 分别从胎鼠脊髓和出生24 h内的SD大鼠坐骨神经分离培养NSCs及SCs并鉴定.实验分成对照组:NSCs单独培养组;A组:脑源性神经营养因子(黼)与NSCs共培养组;B组:SCs与NSCs共培养组;C组:BDNF+SCs与NSC共培养组.观察NSCs的形态学变化,计数并测量细胞团的数量及直径.利用免疫细胞化学方法检测神经元样细胞的表达并计算其百分率及阳性细胞突起的平均长度.结果 来源于新生大鼠脊髓组织的NSCs能够表达NSCs的标志物神经巢蛋白(Nestin),NSCs可分化为神经元及星形胶质细胞;72 h,A、B、C组细胞团的数量及细胞团的平均直径,均大于对照组(P＜0.05);传代培养3 d、7 d、14 d的NAP-2染色阳性神经元样细胞所占的百分率及阳性细胞突起平均长度均大于对照组(P＜0.05).结论 大鼠SCs在体外能够促进脊髓来源的NSCs生长并诱导其定向分化.     

微RNA调控间充质干细胞软骨分化的机制研究进展

间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）是软骨组织工程的一种理想种子细胞,体外条件下诱导MSCs软骨分化,将直接影响组织工程修复软骨的成败。微RNA（microRNA, miRNA）是一类由内源基因编码、长度为22个核苷酸左右的单链RNA,在细胞增殖、分化、凋亡以及疾病发生过程中发挥重要的调控功能,其在转录后水平调控与软骨分化相关转录因子及信号通路靶基因的表达,以此调控MSCs软骨分化。本文就miRNA调控MSCs软骨分化的机制研究进展作一综述。     

MAPKs通路在MSCs的增殖及向成骨细胞分化过程中的作用

间充质干细胞（MSCs）是一种多潜能成体干细胞,在体外诱导剂的作用下能向成骨细胞分化。在MSCs向成骨细胞分化过程中,受到MAPKs、BMPs、Notch和Wnt等多种信号通路的调控。其中MAPKs信号通路研究比较深入,近年来研究表明在MAPKs信号通路的五种途径中,ERKs、p38MAPK和JNKs途径参与了成骨细胞增殖和分化的信号转导。现对MAPKs通路与其参与的MSCs增殖和成骨分化过程简要综述。     

嗅鞘细胞体外诱导神经干细胞分化的实验研究

目的:研究嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cells,OECs)体外诱导神经干细胞(neuron stell cells,NSCs)分化的作用.方法:分别从3月龄SD大鼠的嗅球和新牛SD大鼠的海马中分离OECs及NSCs.进行体外分离、培养及免疫荧光鉴定.构建OECs与NSCs共培养体系,分为3组,纯化培养的OECs+NSCs组,末纯化培养的OECs+NSCs组,单纯NSCs组.共培养后4、8、12d行神经元特异性烯醇化酶(NSE)免疫荧光鉴定,统计NSCs分化为神经元的百分率.结果:经P75和S100双重免疫荧光鉴定所培养的细胞为OECs,经巢蛋白抗体(Nestin)免疫荧光鉴定所培养的细胞为NSCs.荧光显微镜观察可见被特异件烯醇化酶一异硫氰酸荧光素(NSE-FITC)荧光标记的神经元大多为多极神经元,少部分为双极神经元或假单极神经元,带有较长的轴突.在各时时间点,共培养组中可见到多个神经元聚集生长,神经元数目明显多于单纯NSCs培养组,而共培养组之间无明显差别.共培养后12d,共培养组中NSCs分化为神经元的百分率大约为23%,而单纯NSCs培养组约为4%.在各时间点,共培养组神经元的转化率与单纯NSCs培养组神经元的转化率之间有显著性差异(P<0.001),而共培养组之间的差异无统计学意义(P>0.05).结论:OECs在体外能够有效诱导NSCs向神经元转化.     

巢蛋白在已分化的神经干细胞中表达时程的研究

目的 探讨神经干细胞分化过程中巢蛋白(nestin)表达的时程变化。方法 在细胞分化的不同时间进行免疫荧光染色。结果 在神经干细胞分化早期，巢蛋白表达仍呈阳性。随着分化的神经细胞、星形胶质细胞或少突胶质细胞逐渐发育成熟，巢蛋白表达渐渐减弱，到第7周时巢蛋白表达完全消失。结论 巢蛋白表达不仅是神经干细胞的重要标志，同时也出现在神经干细胞分化的早期，而且随着细胞逐渐分化成熟，其表达显著下降。体外培养情况下至分化的第7周即完全消失。     

非接触共培养脊索细胞诱导骨髓间充质干细胞向类软骨细胞分化的实验研究

目的:分离兔髓核脊索细胞(notochordal cells,NC)及骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC),通过非接触共培养探讨NC对MSC细胞表型的影响。方法:4～6周龄新西兰兔8只,取胸腰段脊柱的髓核,用密度梯度离心提取NC,同时取其股骨骨髓用FICOLL液分离MSC,将NC和MSC等比例(1∶1)通过transwell培养板进行非接触共培养作为实验组,单纯MSC细胞培养作为对照组,光镜下观察细胞的生长情况。对两组的MSC行免疫组化及RT-PCR、Western-blot检测MSC细胞表型的改变情况。结果:原代NC呈圆形或椭圆形,细胞体积大,细胞增殖不明显;MSC贴壁生长,呈三角形或梭形,漩涡状排列。甲苯胺蓝染色:对照组MSC细胞核淡染,胞体染色不明显,染色阴性;实验组MSC可见从第3天开始胞体及胞外基质出现紫红色,第5天染色更加明显。Ⅱ型胶原免疫组化对照组MSC淡染,细胞形态不清楚;实验组第3天出现MSC内出现棕黄色深染,随着时间推移细胞染色加深呈阳性表现。RT-PCR检测,经过5d非接触共培养后实验组蛋白聚糖的基因表达为对照组的2.35倍(P<0.05),Ⅱ型胶原的基因表达为对照组的1.61倍(P<0.05),对照组Ⅰ型胶原的基因表达为实验组的2.56倍(P<0.05)。Western-blot检测后发现:经过5d非接触共培养,实验组蛋白聚糖的含量为对照组的1.61倍(P<0.05),Ⅱ型胶原的表达为对照组的10.04倍(P<0.05)(P<0.05)。结论:在非接触共培养条件下脊索细胞可以诱导骨髓间充质干细胞表型发生变化,向类软骨细胞方向分化,这将为组织工程化髓核的种子细胞筛选提供新选择。     

Hypoxia promotes proliferation and osteogenic differentiation potentials of human mesenchymal stem cells

Mesenchymal stem cells (MSCs), which can be isolated from bone marrow and other somatic tissues, are residing in an environment with relative low oxygen tension. The purpose of this study is to investigate the effects of hypoxia on MSCs, and we hypothesize that oxygen concentration regulates the intricate balance between cellular proliferation and commitment towards differentiation. In this study, human bone marrow‐derived MSCs were cultured under hypoxia with 1% O₂. The proliferation ability of MSCs was increased after a 7‐day hypoxic culture period. Migration assay showed that hypoxia enhanced the migration capabilities of MSCs. Moreover, expression of stemness genes Oct4, Nanog, Sall4 and Klf4 was increased under hypoxia. Furthermore, the differentiation ability of MSCs under hypoxia favored osteogenesis while adipogenesis was inhibited during a 4‐week induction period. Cytokine antibody array analysis showed that a number of growth factors were up‐regulated after a 7‐day hypoxic incubation and the differential expression of growth factors may account for the increased proliferation and osteogenic potentials of MSCs under hypoxic condition. Taken together, hypoxia provides a favorable culture condition to promote proliferation as well as osteogenesis of MSCs through differential growth factor production. © 2011 Orthopaedic Research Society Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 30:260–266, 2012     

骨髓间充质干细胞向淋巴管内皮细胞的分化潜能

目的：观察骨髓间充质干细胞在体外分化成淋巴管内皮细胞的可能性。方法：采用密度梯度离心法分离成人骨髓间充质干细胞,体外扩增,流式细胞术检测细胞表面标志。用内皮细胞培养基EGM-2培养,加入VEGF-C（156s）诱导后,相差显微镜下观察细胞形态变化,流式细胞术检测淋巴管内皮细胞特异性标志物Podoplanin和VEGFR-3,RT-PCR检测相应基因的表达。成管实验检测分化的淋巴管内皮细胞的功能。结果：分离培养的骨髓间充质细胞形态上为纤维样,经流式细胞术测定表达CD90、CD105,其阳性表达率分别为90.03%、97.86%,而CD14、CD34、HLA-DR的阳性阳性率分别为2.00%、2.18%、1.56%。经诱导刺激后,间充质干细胞呈鹅卵石样外观,Podoplanin和VEGFR-3的表达率分别为26.25%和12.70%。RT-PCR结果显示特异性的条带,成管实验显示诱导后的淋巴管内皮细胞具有成管的功能。结论：从骨髓中可以提取到骨髓间充质干细胞,在内皮细胞培养基和VEGF-C（156s）的诱导下骨髓间充质干细胞可以分化为淋巴管内皮细胞。     

Difference of adherence, proliferation and osteogenesis of mesenchymal stem cells cultured on different HA/ZrO2 composites

Objective: To study the adherence,proliferation and osteogenesis of mesenchymal stem cells (MSCs) cultured on different HA/ZrO2 composites.Methods: The simplex and graded HA/ZrO2 composites were prepar...     

Proliferation and neurogenesis of neural stem cells enhanced by cerebral microvascular endothelial cells

In adult mammalian brain, vascular cells reside throughout life, close to central nervous system germinal zones, and neural stem cells (NSCs) mainly localize in the dentate gyrus of the hippocampus, subventricular zone, and olfactory bulb. Microvessels appear to produce a special microenvironment that may influence the characteristics of NSCs. To explore this potential correlation, an in vitro model with cocultured cerebral microvascular endothelial cells (CMECs) and NSCs was established in our study by using a transwell coculture system. The expression of nestin and NF in the early stage of coculture, and NF in the late stage, was detected by immunostaining. The results demonstrated that CMECs can stimulate self-renewal of NSCs and inhibit their differentiation, implying the potential of CMECs in promoting the neural differentiation of NSCs.     

胶质瘤干细胞趋化神经干细胞迁移及其机制研究

目的 观察神经干细胞( NSC)向胶质瘤干细胞(GSC)及其分化细胞的迁移能力,探讨其趋化机制。方法 干细胞条件培养U251和3例原代胶质瘤干细胞,以流式细胞术和Western blot对其鉴定;Transwell小室法检测GSC和其分化细胞条件培养液(CM)对NSC迁移的趋化能力;酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测CM中血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的分泌水平,并以表皮生长因子(EGF)、bFGF为对照分析CM对NSC的化学趋化作用;进一步以Dio和Dil分别标记NSC和GSC,体外混合培养观察NSC向GSC的迁移、以及对肿瘤干细胞球生长的影响。结果 干细胞培养条件下的胶质瘤干细胞球,高表达干细胞标志物Nestin和/或CD133( 11.02％～ 33.55％);分化后干细胞标志物表达下降,分化标志物胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达增加(P＜0.05);GSC与其分化细胞比较,分泌高水平的趋化因子VEGF和bFGF(P ＜0.05),并对NSC有高度趋化能力;体外混合接触培养也显示NSC向肿瘤干细胞球的迁移和包绕,并且能够显著抑制肿瘤干细胞球的生长(P＜0.05)。结论 GSC体外可趋化NSC向其迁移,其趋化作用较分化的肿瘤细胞更为显著,并且与其分泌高水平的生长因子有关;向肿瘤干细胞球迁移的NSC可抑制其体外生长。     

Renal differentiation from adult spermatogonial stem cells

Abstract

There is considerable interest in the use of multi-potent stem cells in kidney tissue regeneration. We studied if spermatogonial stem cells have the ability to undergo kidney differentiation. Spermatogonial stem cell differentiation was induced using in vitro and ex vivo co-culture techniques. Conditioned media from human kidney fibroblasts induced the expression of epithelial and endothelial lineages in spermatogonial stem cells, consistent with nephrogenesis. Furthermore, we showed that these cells up-regulated renal tubular-specific markers alkaline phosphatase, mineralocorticoid receptor, renal epithelial sodium channel and sodium-glucose transporter-2 (p?<?0.05). GFP-labeled spermatogonial stem cells were engrafted into metanephric kidney organ cultures harvested from E12.5 mouse embryos. After 5 days of organ culture, focal anti-GFP staining was detectable in all inoculated kidneys demonstrating integration of spermatogonial stem cells into the developing kidney (p?<?0.01). Histological assessment showed early nephron-like architecture. In summary, we show that spermatogonial stem cells have the potential to generate renal tissue and lay the foundations for further investigations into a novel therapeutic approach for renal insufficiency.