本期专题：间充质干细胞向肝样细胞的诱导与分化（本刊中文部）

1 体外诱导人骨髓间充质干细胞向肝样细胞分化：肝细胞生长因子和表皮细胞生长因子的作用 2 三种因子联合诱导大鼠骨髓间充质干细胞向肝细胞的分化 3 多种生长分化因子体外联合诱导人脐血间充质干细胞向肝样细胞的分化     

肝硬化患者骨髓间充质干细胞诱导分化为肝样细胞的实验

目的：探讨肝硬化患者骨髓间充质干细胞向肝样细胞的诱导分化，为患者自体骨髓间充质干细胞移植修复肝损伤提供实验依据。方法：实验于2005-05／06在解放军北京军区总医院肝病中心完成。骨髓来自北京军区总医院肝病中心一例肝硬化患者，应用Ficoll分离液分离培养其骨髓间充质于细胞，应用人肝细胞生长因子对骨髓间充质干细胞进行定向诱导分化，采用倒置显微镜形态观察、反转录聚合酶链反应及免疫组织化学染色检测诱导前后不同阶段骨髓间充质干细胞中自蛋白和角蛋白18核糖核酸和蛋白的表达，通过细胞形态及其白蛋白和角蛋白18的表达等指标确定骨髓间充质干细胞向肝样细胞的分化。结果：①经Ficoll分离液分离得到的人骨髓间充质干细胞体外培养20d左右细胞生长达80％～90％汇合，其形态呈较均一的长梭形。②人骨髓间充质干细胞经肝细胞生长因子诱导培养3周后，诱导组中出现圆形细胞，呈克隆样生长。③人骨髓间充质干细胞经肝细胞生长因子诱导2周时，表达少量白蛋白核糖核酸，于诱导3周时可见白蛋白．核糖核酸的表达明显增多。④应用肝细胞生长因子诱导3周后人骨髓间充质干细胞胞浆中自蛋白及角蛋白18染色均呈阳性。结论：肝硬化患者骨髓间充质干细胞在肝细胞生长因子诱导下能定向分化为肝样细胞。     

肝硬化患者骨髓间充质干细胞诱导分化为肝样细胞的实验

目的:探讨肝硬化患者骨髓间充质干细胞向肝样细胞的诱导分化,为患者自体骨髓间充质干细胞移植修复肝损伤提供实验依据。方法:实验于2005-05/06在解放军北京军区总医院肝病中心完成。骨髓来自北京军区总医院肝病中心一例肝硬化患者,应用Ficoll分离液分离培养其骨髓间充质干细胞,应用人肝细胞生长因子对骨髓间充质干细胞进行定向诱导分化,采用倒置显微镜形态观察、反转录聚合酶链反应及免疫组织化学染色检测诱导前后不同阶段骨髓间充质干细胞中白蛋白和角蛋白18核糖核酸和蛋白的表达,通过细胞形态及其白蛋白和角蛋白18的表达等指标确定骨髓间充质干细胞向肝样细胞的分化。结果:①经Ficoll分离液分离得到的人骨髓间充质干细胞体外培养20d左右细胞生长达80%～90%汇合,其形态呈较均一的长梭形。②人骨髓间充质干细胞经肝细胞生长因子诱导培养3周后,诱导组中出现圆形细胞,呈克隆样生长。③人骨髓间充质干细胞经肝细胞生长因子诱导2周时,表达少量白蛋白核糖核酸,于诱导3周时可见白蛋白核糖核酸的表达明显增多。④应用肝细胞生长因子诱导3周后人骨髓间充质干细胞胞浆中白蛋白及角蛋白18染色均呈阳性。结论:肝硬化患者骨髓间充质干细胞在肝细胞生长因子诱导下能定向分化为肝样细胞。     

体外诱导骨髓间充质干细胞向胆管上皮样细胞分化

背景:肝外胆管和胆囊上皮细胞的分离、纯化相对比较容易,但是胆管上皮细胞在体外易失去增殖能力,难以提供基础研究所需的细胞量,限制了胆管修复等基础研究的进程。虽然骨髓间充质干细胞可以转化为肝细胞,但是尚无体外培养骨髓间充质干细胞分化为胆管上皮细胞的报道。目的:探讨体外诱导骨髓间充质干细胞分化为胆管上皮细胞的可行性。方法:采取全骨髓贴壁筛选法体外分离并纯化大鼠骨髓间充质干细胞后,在第3代骨髓间充质干细胞培养基中加入肝细胞生长因子和表皮生长因子,倒置显微镜下观察骨髓间充质干细胞的形态学变化,免疫荧光检测不同时间CK19的表达情况。结果与结论:在肝细胞生长因子和表皮生长因子的诱导下,骨髓间充质干细胞由梭形逐渐变为多边形、三角形;免疫荧光检查显示诱导第4周细胞膜开始表达CK19,诱导第6周CK19表达率明显提高。结果表明在两种细胞因子联合诱导下骨髓间充质干细胞能够转化为胆管上皮样细胞,从而为骨髓间充质干细胞修复损伤胆管提供了一个新思路。     

骨髓间充质干细胞体外诱导向内皮和上皮细胞的分化

背景：骨髓来源的间充质干细胞在体外具有多系分化潜能,但其在体外向肺组织细胞的分化能力尚存在争议。目的：体外诱导验证小鼠骨髓间充质干细胞向内皮细胞和上皮细胞分化的能力。方法：分离小鼠骨髓来源的间充质干细胞,以内皮诱导液向内皮细胞分化。另外将小鼠骨髓间充质干细胞分别在以下诱导培养基中进行上皮诱导3周：单纯上皮诱导培养液,上皮诱导培养液加10μg/L转化生长因子β1,并以未经诱导的小鼠骨髓间充质干细胞作为阴性对照,肺泡上皮作为阳性对照。结果与结论：小鼠骨髓间充质干细胞在上皮诱导培养液中诱导培养3周后,部分细胞由梭形变为典型的卵石样上皮细胞形态,诱导后约 60%细胞表达广谱上皮细胞标志pan-CK,RT-PCR结果显示分化后的细胞表达上皮细胞特异标志CK18,未经诱导的间充质干细胞未表达。小鼠骨髓间充质干细胞在内皮诱导24h后即出现了典型的血管网状结构,vWF免疫荧光染色显示约 70%的细胞呈阳性,RT-PCR 显示分化后的细胞表达内皮细胞特异性标志CD31、vWF和 CD34。提示骨髓来源的间充质干细胞体外诱导培养具有跨胚层多系分化能力。     

骨髓间充质干细胞体外诱导向内皮和上皮细胞的分化

背景:骨髓来源的间充质干细胞在体外具有多系分化潜能,但其在体外向肺组织细胞的分化能力尚存在争议.目的:体外诱导验证小鼠骨髓间充质干细胞向内皮细胞和上皮细胞分化的能力.方法:分离小鼠骨髓来源的间充质干细胞,以内皮诱导液向内皮细胞分化.另外将小鼠骨髓间充质干细胞分别在以下诱导培养基中进行上皮诱导3周:单纯上皮诱导培养液,上皮诱导培养液加10 μg/L 转化生长因子β1,并以未经诱导的小鼠骨髓间充质干细胞作为阴性对照,肺泡上皮作为阳性对照.结果与结论:小鼠骨髓间充质干细胞在上皮诱导培养液中诱导培养3周后,部分细胞由梭形变为典型的卵石样上皮细胞形态,诱导后约60%细胞表达广谱上皮细胞标志pan-CK,RT-PCR结果显示分化后的细胞表达上皮细胞特异标志CK18,未经诱导的间充质干细胞未表达.小鼠骨髓间充质干细胞在内皮诱导24 h后即出现了典型的血管网状结构,vWF免疫荧光染色显示约70%的细胞呈阳性,RT-PCR显示分化后的细胞表达内皮细胞特异性标志CD31、vWF和CD34.提示骨髓来源的间充质干细胞体外诱导培养具有跨胚层多系分化能力.     

骨髓间充质干细胞向肝样细胞的诱导及分化

背景：研究表明,在体外提供肝细胞及成纤维细胞生长因子等多种因子可诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞分化,但对其诱导的最佳环境还处于摸索阶段。目的：观察体外应用肝细胞生长因子和成纤维生长因子 4 等多种因子联合诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞的分化能力。方法：采用全骨髓贴壁培养法分离、扩增大鼠骨髓间充质干细胞,培养第 3 代时用肝细胞生长因子、成纤维生长因子 4、胰岛素铁硒传递蛋白及地塞米松等联合诱导其向肝样细胞的分化。于诱导 7,14,21 d 后观察细胞形态变化,RT-PCR 检测细胞白蛋白、甲胎蛋白、细胞角蛋白的 mRNA 表达;于诱导 14,21 d 行 PAS 糖原染色检测,并采用免疫细胞荧光法检测细胞白蛋白表达。结果与结论：随着诱导时间的延长,骨髓间充质干细胞表现为肝细胞样,并呈集落生长,肝细胞特异性标志物逐渐出现和成熟。细胞诱导至 7 d 出现甲胎蛋白 mRNA 表达,14 d 表达增高,21 d 时表达下降;14 d 时细胞角蛋白 18、白蛋白 mRNA和糖原出现表达,并随时间延长表达逐渐增加。细胞诱导 14 d 时,胞浆白蛋白出现表达,至 21 d 时表达增强。证实骨髓间充质干细胞在肝细胞生长因子、成纤维生长因子 4 等多种因子诱导作用下,具有强大的向肝细胞分化能力。     

生长因子体外诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞的分化

背景:肝细胞生长因子是体外诱导骨髓间充质干细胞向肝干细胞方向分化的关键性细胞因子。碱性成纤维细胞生长因子不仅能提高骨髓间充质干细胞的增殖速度及其寿命,且能在增殖过程中保留骨髓间充质干细胞的多向分化潜能。目的:探讨肝细胞生长因子和碱性成纤维细胞生长因子联合诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞的可行性。方法:取大鼠股骨骨髓,用直接贴壁法分离纯化骨髓间充质干细胞并体外传代,流式细胞仪及成骨诱导对骨髓间充质干细胞进行鉴定。将细胞按以下分组进行成肝诱导:①M0组:不添加任何因子。②M1组:20μg/L肝细胞生长因子。③M2组:20μg/L肝细胞生长因子+5μg/L碱性成纤维细胞生长因子。④M3组:20μg/L肝细胞生长因子+10μg/L碱性成纤维细胞生长因子。⑤M4组:20μg/L肝细胞生长因子+20μg/L碱性成纤维细胞生长因子。倒置显微镜下观察细胞形态变化,在不同分化阶段用免疫细胞化学染色法检测不成熟肝细胞表型标志甲胎蛋白和成熟肝细胞表型标志细胞白蛋白的表达。结果与结论:骨髓间充质干细胞诱导后呈肝样细胞形态改变。甲胎蛋白在诱导第7天细胞基本为阳性着色,在诱导第14天时表达降低,21d表达为阴性。细胞白蛋白在诱导第14天细胞开始表达,而后持续。M0对照组未见阳性染色,同一时间点,M3、M4组细胞阳性染色率高于M2组(P<0.05)。提示肝细胞生长因子和碱性成纤维细胞生长因子具有体外诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞分化的作用,二者有协同作用。     

骨髓间充质干细胞向肝样细胞的诱导及分化

背景:研究表明,在体外提供肝细胞及成纤维细胞生长因子等多种因子可诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞分化,但对其诱导的最佳环境还处于摸索阶段.目的:观察体外应用肝细胞生长因子和成纤维生长因子4等多种因子联合诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞的分化能力.方法:采用全骨髓贴壁培养法分离、扩增大鼠骨髓间充质干细胞,培养第3代时用肝细胞生长因子、成纤维生长因子4、胰岛素铁硒传递蛋白及地塞米松等联合诱导其向肝样细胞的分化.于诱导7,14,21 d后观察细胞形态变化,RT-PCR检测细胞白蛋白、甲胎蛋白、细胞角蛋白的mRNA表达;于诱导14,21 d行PAS糖原染色检测,并采用免疫细胞荧光法检测细胞白蛋白表达.结果与结论:随着诱导时间的延长,骨髓间充质干细胞表现为肝细胞样,并呈集落生长,肝细胞特异性标志物逐渐出现和成熟.细胞诱导至7 d出现甲胎蛋白mRNA表达,14 d表达增高,21 d时表达下降;14 d时细胞角蛋白18、白蛋白 mRNA和糖原出现表达,并随时间延长表达逐渐增加.细胞诱导14 d时,胞浆白蛋白出现表达,至21 d时表达增强.证实骨髓间充质干细胞在肝细胞生长因子、成纤维生长因子4等多种因子诱导作用下,具有强大的向肝细胞分化能力.     

视网膜干细胞培养上清液诱导骨髓间充质干细胞的分化

背景：骨髓间充质干细胞向神经细胞诱导分化可为神经系统受损伤后的修复和再生带来了新的希望。
　　目的：探讨骨髓间充质干细胞在视网膜干细胞培养上清液诱导条件下向神经元细胞分化。
　　方法：采用全骨髓培养方法,用视网膜干细胞培养上清液诱导骨髓间充质干细胞,通过免疫荧光染色鉴定其分化的结果。
　　结果与结论：诱导72 h,骨髓间充质干细胞表达神经干细胞的特异性抗体巢蛋白和神经元中的标志性微管相关蛋白微管相关蛋白2。视网膜干细胞培养上清液能够促进骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化,提示视网膜干细胞可能分泌神经生长因子。     

鼠胚胎干细胞及其衍生神经前体细胞的免疫原性检测

目的:体外观察ES-D3鼠胚胎干细胞(mESCs)及其衍生神经前体细胞(NPCs)的免疫原性。方法:采用无血清培养法从mESCs诱导出NPCs,运用流式细胞仪检测mESCs及NPCs主要组织相容性复合物(MHC)Ⅰ、Ⅱ类分子的组成型表达,及γ干扰素(IFN-γ)诱导作用下MHC分子诱导型表达情况。结果:mESCs在未分化前少量表达MHC-Ⅰ分子但几乎无MHC-Ⅱ分子表达,经诱导分化成NPCs后MHC-Ⅰ分子表达明显上调但MHC-Ⅱ分子仅微弱增加;运用IFN-γ诱导ESCs及NPCs,二者MHC-Ⅰ分子表达进一步增加,而NPCs MHC-Ⅱ分子也呈现相当程度上调。结论:ESCs及其衍生的NPCs具有一定免疫原性,体内移植之后可能引起针对MHC Ⅰ类或Ⅱ类抗原的移植排斥。     

干细胞研究的近况

目前干细胞研究已成为热门话题。现简要叙述其近年的研究概况和一些有争议的问题。虽然干细胞真正在临床的应用存在不少问题 ,但干细胞的应用前景是乐观的     

Antigen-dependent and -independent Ca2+ Responses Triggered in T Cells by Dendritic Cells Compared with B Cells

Dendritic cells (DCs) are much more potent antigen (Ag)-presenting cells than resting B cells for the activation of naive T cells. The mechanisms underlying this difference have been analyzed under conditions where ex vivo DCs or B cells presented known numbers of specific Ag–major histocompatibility complex (MHC) complexes to naive CD4⁺ T cells from T cell antigen receptor (TCR) transgenic mice. Several hundred Ag–MHC complexes presented by B cells were necessary to elicit the formation of a few T–B conjugates with small contact zones, and the resulting individual T cell Ca²⁺ responses were all-or-none. In contrast, Ag-specific T cell Ca²⁺ responses can be triggered by DCs bearing an average of 30 Ag–MHC complexes per cell. Formation of T–DC conjugates is Ag-independent, but in the presence of the Ag, the surface of the contact zone increases and so does the amplitude of the T cell Ca²⁺ responses. These results suggest that Ag is better recognized by T cells on DCs essentially because T–DC adhesion precedes Ag recognition, whereas T–B adhesion requires Ag recognition. Surprisingly, we also recorded small Ca²⁺ responses in T cells interacting with unpulsed DCs. Using DCs purified from MHC class II knockout mice, we provide evidence that this signal is mostly due to MHC–TCR interactions. Such an Ag-independent, MHC-triggered calcium response could be a survival signal that DCs but not B cells are able to deliver to naive T cells.     

人脐血单核细胞诱导分化为神经样细胞的实验研究

目的探讨人脐血单核细胞向神经细胞分化的潜能,为其治疗神经系统疾病提供实验依据。方法采用HES法分离脐血单核细胞（UCBMNCs）,L-DMEM培养液原代和传代培养UCBMNCs,碱性成纤维细胞生长因子诱导细胞向神经细胞分化,应用流式细胞仪和免疫组化方法分析细胞中nestin、NSE阳性表达情况。结果原代UCBMNCs中有少量细胞表达nestin,阳性率为3.85%±0.88%;经诱导分化后原代（P0）和第10代（P10）细胞形态向神经样细胞转变：NSE阳性表达率分别为25.8%±4.6%、89.3%±8.5%;nestin阳性表达率分别为27.8%±5.8%和86.7%±6.8%。结论UCBMNCs具备神经样细胞分化潜能。     

氯倍他索促进鼻粘膜间充质干细胞成神经样细胞分化

目的:研究氯倍他索(Clo)对鼻粘膜外胚层间充质干细胞(EMSCs)向神经样细胞分化的影响。方法:贴壁筛选法分离培养EMSCs,免疫荧光法鉴定体外扩增的EMSCs;MTT法检测Clo对EMSCs增殖能力的影响;成神经样细胞诱导实验分为Clo组、音猬因子(SHH)组和空白对照组,采用全反式维甲酸(ATRA)诱导各组细胞向神经样细胞分化;倒置显微镜观察细胞形态的变化;免疫荧光和免疫印迹方法检测神经元细胞相关蛋白。结果:体外分离培养的EMSCs高表达间充质干细胞和神经嵴源干细胞标志物Vimentin和Nestin。各组EMSCs成神经样细胞诱导7 d后,Clo组和SHH组EMSCs呈现双极和多极的典型神经样细胞形态并且高表达神经元细胞相关蛋白。Clo组EMSCs表达SHH和SMO的水平明显高于空白对照组,与SHH组比较差异无统计学意义(P0.05);Clo可促进EMSCs分泌内源性脑神经营养因子(BDNF)和神经生长因子(NGF)。结论:Clo可通过激活SHH信号通路和上调内源性神经营养因子水平促进EMSCs向神经样细胞分化。     

骨髓源性而非脾源性树突状细胞能够诱导产生调节性T细胞

越来越多的证据表明,树突状细胞(DC)能够通过刺激CD4+T细胞产生调节性T细胞(Treg)而参与免疫耐受。本研究旨在探索骨髓源性DC(bone marrow-derived DC,BM-DC)或脾源性DC(spleen derived DC,spDC)诱导CD4+CD25+FOXP3+Treg产生的可能性。以GM-CSF和IL-4从C57BL/6小鼠骨髓前体细胞诱导产生骨髓未成熟DC(immature DC,imDC);6 d后,imDC经脂多糖(LPS)进一步刺激16 h得到成熟树突状细胞(mature DC,mDC);同时用免疫磁珠从小鼠脾脏分选得到spDC,以这3种DC分别与新鲜分离的BALB/c小鼠脾CD4+T细胞混合培养,诱导CD4+CD25+FOXP3+Treg的产生;用流式细胞仪检测CD4+T细胞中FOXP3的表达,对比分析3种DC诱导产生CD4+CD25+FOXP3+Treg的能力。结果表明:经C57BL/6小鼠骨髓imDC、mDC的刺激,BALB/c小鼠CD4+T细胞中的FOXP3表达率从(8.57±1.14)%分别提高到(15.80±1.35)%、(17.93±1.45)%(P<0.01);经spDC的刺激,BALB/c小鼠的CD4+T细胞中的FOXP3表达率则从(8.57±1.14)%下降到(3.95±0.79)%(P<0.05)。结论:体外诱导的BM-DC而非spDC能够诱导Treg的产生,具有介导免疫耐受的作用。     

Engineering Protein-Secreting Plasma Cells by Homology-Directed Repair in Primary Human B Cells

1. Download high-res image (156KB)
2. Download full-size image

     

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。