以超顺磁性氧化铁标记的神经干细胞移植后的磁共振成像示踪研究

目的探讨神经干细胞移植后存活细胞迁徙及分化的无创性监测方法。方法采用超顺磁性氧化铁（SPIO）纳米粒子和5溴2脱氧尿嘧啶核苷（Brdu）在体外对神经干细胞进行双标记，然后移植至大脑中动脉梗死大鼠模型（MCAO）的脑内（健侧）。术后1d以及1、2、3、4、5和6周，采用磁共振仪检测标记细胞的迁徙。第6周磁共振扫描后处死大鼠，依据磁共振成像（MRI）提示的移植细胞迁徙部位切取脑组织，进行普鲁士蓝染色和免疫组织化学染色，观察神经干细胞的迁徙及分化情况。结果移植后3周，MRI显示细胞沿胼胝体迁徙的条带状低信号，并在随后的定期MRI中观察到其向中线移动，脑组织标本普鲁士蓝染色及免疫组织化学染色的阳性位置与MRI结果一致，而且移植的神经干细胞可以分化为星形胶质细胞及神经元。结论MRI可动态监测SPIO标记的神经干细胞移植后在体内的迁徙路径，且对受者无创。     

超顺磁性氧化铁纳米颗粒标记干细胞的研究进展

超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)是一种在细胞标记、药物靶向投递、肿瘤热治疗等领域,都有着广泛应用前景的纳米材料。再生医学研究中,干细胞的研究和应用广受关注,SPIONs的出现为干细胞的标记和示踪提供了新的途径。SPIONs具有超顺磁性、低毒性、良好生物相容性,以及在外加磁场下定向移动等特点。SPIONs在MRI成像上表现为信号减弱区域,经过表面修饰后可有效、安全地标记干细胞,但同时也存在细胞毒性不明确和MRI成像限制性等问题。本文就超顺磁性氧化铁纳米颗粒标记干细胞的研究进展进行综述。     

超顺磁性氧化铁纳米粒子标记滑膜间充质干细胞的实验研究

目的探讨超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIO)标记滑膜间充质干细胞(SMSC)的可行性及标记前后细胞生物学特性的变化。方法将体外分离培养、纯化及鉴定后的兔膝关节SMSC加入不同浓度的SPIO标记液在37℃二氧化碳培养箱孵育,24 h后普鲁士蓝染色和透射电镜下观察标记情况,并比较标记前后SMSC的细胞活性及细胞增殖能力情况。结果 SPIO标记后SMSC经普鲁士蓝染色细胞质内可见蓝染颗粒,细胞标记率均达95%以上,且随着标记浓度的增高,细胞质蓝染铁颗粒增多,颜色加深。透射电镜下观察,细胞质及吞饮小泡内可见大量高电子致密度颗粒,呈阳性。在标记液浓度为(12.5~50)μg/ml时,标记后的细胞增殖能力与细胞活力与标记前比较无明显差别;当标记液浓度为100μg/ml以上时,细胞增殖能力与细胞活力受到抑制。结论根据初步研究,一定浓度范围的SPIO标记兔SMSC是安全可行的,为解决SMSC在关节内的示踪问题具有重要意义。     

人骨髓间质干细胞向表皮细胞分化的研究

目的探讨人骨髓间质干细胞（MSC）在体外培养条件下能否定向诱导分化为表皮细胞。方法抽取无造血系统恶性疾病的成人骨髓标本，采用Percoll细胞分离液（1．073g／ml）分离MSC，在体外传代培养至第3代，分为对照组和实验组。两组分别用普通L-DMEM培养基和含表皮生长因子、胰岛素、维甲酸、氯化钙的L-DMEM培养基诱导7d。在倒置相差显微镜下每天观察两组细胞的形态；采用免疫组织化学法检测P63和广谱细胞角蛋白（PCK）的表达情况。结果实验组细胞由长梭形逐渐转变为扁圆形或形态不规则，部分细胞P63和PCK呈阳性表达；对照组细胞持续呈长梭形，P63和PCK未见表达。结论人骨髓MSC在体外可诱导分化为表皮细胞。     

新型超顺磁性氧化铁标记血管内皮祖细胞的实验研究

目的 研究新型超顺磁性氧化铁(SPIO)标记骨髓源血管内皮祖细胞(EPCs)对其生物学影响,提高其标记效率及安全性.方法 采用梯度离心结合贴壁法分离纯化SD大鼠骨髓源EPCs并鉴定,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)修饰Fe2O3配制成SPIO,用六种不同浓度SPIO(0 μg/ml、6.25 μg/ml、12.5 μg/ml、25 μg/ml、50 μg/ml、100 μg/ml)分别转染标记EPCs,对标记后的EPCs行普鲁士蓝染色、台盼蓝染色、透射电镜、噻唑蓝(MTT)检测、流式细胞仪检测细胞凋亡与细胞周期,探讨不同SPIO浓度对EPCs标记效率、细胞活性及增殖的影响.结果 普鲁士蓝染色显示EPCs呈浓度依赖性摄取SPIO,培养基中Fe3+浓度为25 μg/ml时,标记效率最高,可见95％以上EPCs普鲁士蓝染色阳性;当Fe3+浓度小于12.5 μg/ml时,染色阳性细胞数小于50％;当Fe3+浓度为100μg/ml时活细胞数目小于40％,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05).台盼蓝染色显示随着标记浓度的升高,细胞活力逐渐升高.当SPIO浓度超过50 μg/ml,细胞活性逐渐降低.透射电镜可见EPCs超微结构保存良好,大量的高密度SPIO颗粒,主要位于溶酶体内、滑面内质网、线粒体等细胞器的膜结构上.MTT测试及细胞凋亡与周期检测表明SPIO标记对EPCs存活、增殖的能力无明显影响,标记后的EPCs可用于进一步干细胞示踪研究.结论 梯密度离心结合贴壁法可分离出血管内皮祖细胞进行体外增殖分化.APTS修饰Fe2O3配制而成的新型SPIO可简便标记EPCs,并且在适当浓度下对MSCs的生物学活性没有影响,为后期的活体MRI示踪于细胞移植实验奠定基础.     

肝细胞生长因子联合成纤维细胞生长因子-4诱导人骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞的实验研究

目的探讨肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）联合成纤维细胞生长因子4（fibroblast growth factor-4，FGF4）诱导人骨髓间充质干细胞（human bone marrow mesenchymal stem cells，HMSCs）向肝细胞方向分化的能力。方法分别用HGF、FGF4、HGF＋FGF4诱导HMSCs分化为肝样细胞。在不同分化阶段用免疫细胞化学染色法检测甲胎蛋白（alpha fetoprotein，AFP）和细胞角蛋白18（cytokeratin 18，CK18）；免疫荧光细胞化学染色法检测AFP、白蛋白（albumin，ALB）的表达；RT—PCR检测AFP和ALB mRNA表达的情况。结果HMSCs经诱导向肝样细胞转化。免疫细胞化学染色各诱导组均可检测出AFP和CK18表达，图像分析表明HGF＋FGF4联合诱导分化的AFP、CK18阳性率最高，HGF次之，FGF4则较弱；免疫荧光细胞化学染色发现各诱导组AFP、ALB均为阳性表达；各诱导组RT—PCR均可检测出AFP和ALBmRNA的表达，而阴性对照组则没有表达。结论HGF、FGF4、HGF＋FGF4均能诱导HMSCs分化为肝样细胞，分化的肝样细胞能分泌肝细胞特异性产物AFP、ALB、CK18等。以HGF＋FGF4诱导HMSCs分化为肝样细胞的阳性率最高。     

胚胎大鼠脊髓神经干细胞体外培养和分化的研究

目的探讨脊髓源性神经干细胞的培养方法和体外分化特性. 方法从孕龄15天的胚胎大鼠脊髓组织中分离获得神经干细胞,采用含表皮生长因子及碱性成纤维细胞生长因子的无血清限定性培养基培养并进行干细胞体外分化,细胞免疫荧光化学方法鉴定分化结果. 结果胚胎脊髓中可分离得到大量的神经干细胞,培养10天左右可获得干细胞球;用细胞免疫荧光化学法鉴定干细胞分化,可见其中含有神经元和星形胶质细胞. 结论无血清限定性培养基是脊髓源性神经干细胞的良好培养基;脊髓源性神经干细胞体外可诱导分化为神经元和神经胶质细胞.     

神经干细胞移植改善脑缺血大鼠的神经功能研究

目的 探讨大鼠神经干细胞移植改善脑缺血所致神经功能损伤的可行性。方法 制作大鼠大脑中动脉夹闭致脑缺血模型，记录并比较损伤和移植干细胞前后大鼠的神经功能。6周后杀死大鼠，研究干细胞在体内分化和迁移的情况。结果 接受干细胞移植大鼠神经功能的改善显著好于未移植干细胞的对照组。免疫组织化学方法证实移植后干细胞在脑内分化成胶质细胞和少量的神经细胞，并向损伤区域迁移。结论 神经干细胞体内外均具有多向分化潜能。神经干细胞移植能够有效改善脑缺血大鼠的神经功能。     

超顺磁性氧化铁标记骨髓间充质干细胞在脊髓损伤中的应用进展

<正>脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种高度致残的中枢神经系统损伤性疾病,对其治疗一直是医学界的难题。近年来骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells,BMSCs)移植成为治疗SCI的热点[1]。由于BMSCs不仅可     

骨髓源性肝干细胞定向分化及脾内移植研究

目的　寻找骨髓源性肝干细胞的表面标记 ,进行定向分化及脾内移植研究。方法　流式细胞仪检测淤胆大鼠骨髓中干细胞群体的数量变化 ,寻找肝干细胞标记 ,免疫磁珠分离 ,进行体外诱导分化和肝再生模型的脾内移植 ,观察细胞形态的变化 ,免疫组织化学和免疫荧光技术检测白蛋白、AFP、CK8/18等肝细胞标记的表达。结果　淤胆鼠 β2微球蛋白阴性 (β2 m-)细胞数量较对照组数量明显增高 ,分别为 (6.17± 2 .70 ) %和 (0 .79± 0 .61) % (P <0 .0 1) ,β2 m-细胞体外培养及脾内移植均可出现肝细胞样细胞 ,白蛋白、AFP、CK8/18表达阳性。结论　β2m 细胞在体内外具有向肝细胞分化的能力 ,脾内移植是肝干细胞移植可供选择的部位之一。     

Amine‐surface‐modified superparamagnetic iron oxide nanoparticles interfere with differentiation of human mesenchymal stem cells

Superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles have been widely used for stem cell labeling and tracking. Surface modification has been known to improve biocompatibility, biodistribution, and labeling efficiency of SPIO nanoparticles. However, the effects of amine (NH)‐surface‐modified SPIO nanoparticles on proliferation and differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSCs) remain unclear. The purpose of this study is to investigate how amine‐surface‐modified SPIO nanoparticles affected hMSCs. In this study, intracellular uptake and the contiguous presence of amine‐surface‐modified SPIO nanoparticles in hMSCs were demonstrated by Prussian blue staining, transmission electron microscopy and magnetic resonance imaging. Moreover, accelerated cell proliferation was found to be associated with cellular internalization of amine‐surface‐modified SPIO nanoparticles. The osteogenic and chondrogenic differentiation potentials of hMSCs were impaired after treating with SPIO, while adipogenic potential was relatively unaffected. Altered cytokine production profile in hMSCs caused by amine‐surface‐modified SPIO nanoparticles may account for the increased proliferation and impaired differentiation potentials; concentrations of the growth factors in the SPIO‐labeled condition medium including amphiregulin, glial cell‐derived neurotrophic factor, heparin‐binding EGF‐like growth factor and vascular endothelial growth factor, as well as soluble form of macrophage colony‐stimulating factor receptor and SCF receptor, were higher than in the unlabeled‐condition medium. In summary, although amine‐surface‐modified SPIO labeling is effective for cell tracking, properties of hMSCs may alter as a consequence and this needs to be taken into account when evaluating therapeutic efficacies of SPIO‐labeled stem cells in vivo. © 2012 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 30:1499–1506, 2012     

肝干细胞来源、定向分化及其转化机制

本文综述了近年来胚胎、造血、肝内祖细胞和小肝细胞样祖细胞、骨髓、间充质来源干细胞定向向肝细胞分化的研究进展,并阐述了干细胞转化为肝细胞的机制是融合还是转化.对此深入研究可望为肝干细胞移植和基因治疗带来希望,进而为临床肝移植面临的供肝短缺提供可选择的补充治疗方法.     

Distribution and differentiation of marrow stem cells transplanted by different ways in ischemic myocardium and other organs in rabbits

In our study, BrdU-labeled marrow stem cells (MSCs) were directly (group 1), by the coronary artery (group 2), or by the ear vein (group 3) transplanted into myocardium to observe their distribution and differentiation in acute myocardial infarction (AMI) rabbit models. BrdU-positive cells, and BrdU and α-sarcomeric actin double positive cells were visible in the infarcted zones and its peripheral region. Cell processes between BrdU-positive cells and between BrdU-positive cells and host cardiomyocytes linked together. Transverse striation and sarcomere were seen. In above zones, new blood capillaries composed of Brdu-positive endothelial cells were present. Density of new blood capillaries was greater in group 1-3 than in control group (p < 0.05) and was the greatest in group 2. Hear function in group 1-3 was improved and was the best in group 2 (p < 0.05). In group 2 and 3, BrdU-positive cells were found in the lungs, liver, and kidneys. In group 3, BrdU-positive cells were greater in the lungs than in the liver and kidneys. We can see that MSCs transplanted by the three ways all can induce the regeneration of cardiomyocytes and blood capillaries. The order from good to poor effectiveness is group 2, group 1, and group 3.     

精原干细胞自我更新与分化的调控

精原干细胞(SSCs)是精子发生过程的起源,有独特的复制方式:一次分裂可形成两个分化细胞,也可形成一个分化细胞和一个干细胞,这种自我更新和分化受到严密的调控,包括微环境、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)、多种信号通路等。本文综述SSCs的自我更新与分化及其调节机制,对于深入了解精子发生及男性精子发生障碍性不育、探讨睾丸肿瘤发生和寻找新的潜在治疗靶点等诸多方面有理论意义。     

多元醇法合成SPIO标记大鼠ADSCs的成神经诱导潜能及体外MR成像

目的探讨采用多元醇法合成的SPIO标记SD大鼠脂肪来源干细胞(ADSCs),进行成神经诱导和体外MRI成像的可行性。方法分离、纯化、鉴定SD大鼠来源的ADSCs;确定安全有效的标记浓度和时间后,将SPIO与ADSCs共孵育。体外MRI条件下,采用T2-mapping序列观察标记组的标记细胞数、标记持久性,以及标记后标记组与未标记组间信号强度和T2值的差异。ICP-AES检测MRI中标记细胞的单铁含量。结果 12μg/ml、25μg/ml PEG/PEI修饰的SPIO和25μg/ml PEG/PVP修饰的SPIO孵育12h后,可安全有效地对ADSCs进行标记;成神经诱导后,神经标记物Nestin、NSE有明显表达。体外MRI显示标记组的T2WI信号强度和T2值与未标记组差异均有统计学意义(P均0.001);103个细胞量即可引起T2WI信号和T2值的改变;PEG/PEI修饰的SPIO标记持久性维持到20天,PEG/PVP修饰的标记持久性维持到15天。当铁含量为1.56~1.8pg/cell时,标记细胞的T2值与未标记细胞差异无统计学意义(P0.05)。结论多元醇法合成的SPIO可直接对ADSCs进行标记,标记后不仅可向神经方向诱导分化,还可进行体外MRI示踪成像。     

PEI/SPIO对骨髓间充质干细胞生物学特性的影响

目的探讨应用新型聚乙烯酰胺（PEI）包覆的超顺磁性氧化铁（SPIO）标记骨髓间充质干细胞（bMSCs）对其生物学特性的影响。方法分离、培养贵州小香猪bMSCs,选取第3代bMSCs,用含铁浓度为4、6、8、10、12μg/ml的DMEM/F12培养液孵育24h,未标记组为对照。通过普鲁士蓝染色、透射电镜检查、胎盼蓝染色、MTT检测及成骨、成软骨、成脂诱导分化实验,探讨不同PEI/SPIO浓度对bMSCs标记效率、细胞活性、增殖及分化的影响。结果铁浓度为8μg/ml以上的SPIO标记bMSCs后,普鲁士蓝染色标记效率均接近100%。与对照组相比,Fe浓度为4、6、8μg/ml的PEI/SPIO标记的bMSCs活细胞比率均在95%以上,差异无统计学意义（P〉0.05）;而Fe浓度为10μg/ml时,活细胞比率约为（80.24±1.34）%,Fe浓度为12μg/ml时,活细胞比率约为（75.44±2.33）%,两者对细胞的活性有明显的抑制作用（P〈0.05）。4、6、8g/ml的PEI/SPIO标记的bMSCs成骨、成软骨及成脂分化与正常对照组相比无明显差异,而10、12ug/ml组在诱导培养过程中大部分细胞死亡。结论含铁浓度8μg/ml是PEI/SPIO标记干细胞的适宜浓度,既能高效地标记bMSCs,又不影响bMSCs的细胞活性及增殖分化能力等生物学特性。     

超顺磁氧化铁、增强型绿色荧光蛋白双标中脑神经干细胞移植治疗帕金森病

目的 观察超顺磁氧化铁(SPIO)、增强型绿色荧光蛋白(EGFP)双标中脑神经干细胞(mNSCs)移植对帕金森病(PD)大鼠的治疗作用.方法 6-羟多巴胺立体定向注射建立PD大鼠模型,随机分为对照组(n=12)和细胞移植组(n=12).将SPIO、EGFP双标mNSCs移植到PD大鼠纹状体区.阿朴吗啡(APO)诱导PD大鼠旋转行为评估细胞移植的治疗作用.磁共振成像动态观察移植细胞的存活和迁移,免疫荧光组织化学研究移植细胞的存活、迁移和分化.结果 与对照组比较,SPIO、EGFP双标mNSCs移植能显著改善APO诱导PD大鼠的异常旋转行为(P＜0.01);大多数移植细胞停留于移植原位,仅少数细胞向周围脑组织迁移;移植8周后,大多数mNSCs保持其未分化状态(37±6)%或分化为神经胶质细胞(36±4)%,仅少数细胞分化为DA神经元(6±2)%.结论 通过MRI成像可对体内移植的SPIO标记细胞进行活体示踪.SPIO、EGFP双标mNSCs移植可显著改善PD大鼠的运动障碍.     

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     

干细胞向雄性配子诱导分化研究进展

人类雄性配子的重要功能之一是完整地将父代遗传信息传递给子代。配子发生,尤其雄性配子发生是个极其复杂的细胞分化过程,它包括有丝分裂与减数分裂两大过程。然而由于缺乏可重复、高效率研究雄性配子发生的体外培养体系,生殖细胞发生、发育机制研究进展缓慢。干细胞经体外诱导向雄性生殖细胞分化的研究,将推进生殖细胞发育研究,甚至生殖生物学的发展。本文综述近年原始生殖细胞体外培养及干细胞向雄性配子诱导分化的研究进展。