心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景:骨形态发生蛋白、Wnt、Notch、FGF 及 Hedgehog 等信号通路是否参与诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化还不清楚. 目的:探讨心肌微环境中,不同刺激因素诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞及其分化的机制. 方法:利用 Transwel 培养装置建立心肌微环境,骨髓间充质干细胞在此环境中培养并加入 Wnt11、骨形态发生蛋白抑制剂诱导其向心肌细胞分化;应用 RT-PCR、Western blot 方法检测骨形态发生蛋白、Wnt、Notch、FGF 和 Hedgehog 信号通路关键信号分子的表达.同时检测心肌特异性转录因子(Nkx2.5、GATA4、Mef2c)和成熟心肌细胞特异性基因(cTnI、ANP、α-MHC、β-MHC)的表达. 结果与结论:骨髓间充质干细胞经过与大鼠心肌细胞共培养诱导后,Wnt、骨形态发生蛋白、Notch、Hedgehog 信号通路关键信号分子的表达较未诱导的阴性对照组明显升高(P <0.01).在骨髓间充质干细胞与大鼠心肌细胞共培养体系中加入骨形态发生蛋白信号通路的抑制剂Noggin,心肌特异性转录因子或结构蛋白的表达明显降低(P <0.01).提示心肌细胞构成的微环境可以诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞;Wnt、骨形态发生蛋白、Notch、FGF、Hedgehog 信号通路共同参与了诱导分化过程.     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Hedgehog信号分子的表达

背景：Hedgehog 信号通路是一个在胚胎阶段调控多种组织器官发育的重要信号通路,在成骨发育方面具有重要的作用。但Hedgehog 信号分子在大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞过程中的作用尚未清楚。目的：体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化,检测 Hedgehog 信号分子在成骨诱导分化过程中的变化。方法：从大鼠骨髓中分离得到骨髓间充质干细胞,进行地塞米松成骨诱导,通过免疫组化方法鉴定成骨的情况,Western Blot方法检测 Hedgehog 信号分子 SHH 和 IHH 在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达。结果与结论：成功分离得到骨髓间充质干细胞,地塞米松诱导培养 7,14,21 d 后,Ⅰ型胶原的表达量逐渐增加;在诱导成骨分化过程中,SHH 蛋白表达升高,诱导组的表达明显高于未诱导组的表达（P 〈 0.05）,而 IHH 蛋白的表达降低,诱导组的表达明显低于未诱导组的表达（P 〈 0.05）。结果提示,Hedgehog 信号分子参与地塞米松诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的过程,且 SHH 和 IHH 在间充质干细胞诱导成骨过程中的作用有差异。     

大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Hedgehog信号分子的表达

背景:Hedgehog信号通路是一个在胚胎阶段调控多种组织器官发育的重要信号通路,在成骨发育方面具有重要的作用.但Hedgehog信号分子在大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成骨细胞过程中的作用尚未清楚.目的:体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨分化,检测Hedgehog信号分子在成骨诱导分化过程中的变化.方法:从大鼠骨髓中分离得到骨髓间充质干细胞,进行地塞米松成骨诱导,通过免疫组化方法鉴定成骨的情况,Western Blot方法检测 Hedgehog信号分子SHH和IHH在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达.结果与结论:成功分离得到骨髓间充质干细胞,地塞米松诱导培养7,14,21 d 后,Ⅰ型胶原的表达量逐渐增加;在诱导成骨分化过程中,SHH蛋白表达升高,诱导组的表达明显高于未诱导组的表达(P < 0.05),而IHH蛋白的表达降低,诱导组的表达明显低于未诱导组的表达(P < 0.05).结果提示,Hedgehog信号分子参与地塞米松诱导骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的过程,且SHH和IHH在间充质干细胞诱导成骨过程中的作用有差异.     

人类心肌匀浆上清液对骨髓间充质干细胞诱导分化及相关基因时序表达的影响

背景:大量有关动物的体内外研究表明,骨髓间充质干细胞在心肌微环境或模拟心肌微环境的作用下可分化为心肌细胞.然而,类似的人类研究报道较少,同时相关的分化机制也不甚清楚.目的:探讨人类心肌匀浆上清液对骨髓间充质干细胞诱导分化的影响及相关基因的时序表达.方法:体外分离培养人类骨髓间充质干细胞,传至第4代加入自体心肌匀浆上清液诱导骨髓间充质干细胞,持续作用2周.相差显微镜下观察骨髓间充质干细胞形态变化,免疫荧光方法鉴定心肌特征性肌动蛋白α和肌钙蛋白的表达,应用半定量RT-PCR技术分析Nkx-2.5、GATA-4、MEF-2C、α-MHC、肌钙蛋白等相关基因在分化过程中的动态时序表达.结果与结论:经心肌匀浆上清液诱导后,骨髓间充质干细胞体积变大,立体感增强,形态近似棒状.诱导2周时肌动蛋白α及肌钙蛋白阳性细胞比例分别为25.53%和23.48%.Nkx-2.5、GATA-4、MEF-2C基因在诱导后3 d表达开始增强, 其中GATA-4、MEF-2C诱导后5 d达高峰,以后维持在较高水平,Nkx-2.5则随诱导时间逐渐增强;α-MHC、肌钙蛋白基因诱导前无表达,于诱导第3天出现表达,以后维持在高水平.结果提示,心肌匀浆上清液对骨髓间充质干细胞具有定向诱导作用,在此过程中,伴随着Nkx-2.5、GATA-4、MEF-2C、α-MHC和肌钙蛋白基因的时序表达变化.     

心肌组织裂解液诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景:干细胞具有"环境依赖性分化"特性,以心肌组织裂解液模拟心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞方向分化的研究甚少.目的:观察心肌组织裂解液对大鼠骨髓间充质干细胞向心肌细胞方向分化的影响.方法:选用生长良好的第2代骨髓间充质干细胞,加入诱导液连续培养5周,连续观察细胞形态学特征的变化规律,采用α-Actin进行免疫细胞化学染色观察干细胞是否向肌细胞方向分化,收集诱导后的细胞行苏木精-伊红染色观察是否存在闰盘,并通过电镜观察其超微结构.结果与结论:加入诱导液后大部分细胞呈"竹节样",α-Actin免疫细胞化学染色阳性,表明间充质干细胞向肌细胞方向分化;苏木精-伊红染色可见闰盘,透射电镜下见排列整齐明暗相间的肌丝,扫描电镜下可见胞浆内有纤维状结构,说明"竹节样"细胞具有心肌细胞的典型形态结构特点.连续诱导12 d多个区域出现成片的、具有自律性搏动的多核肌管结构.心肌组织裂解液可模拟心肌细胞的微环境,诱导骨髓间充质干细胞分化为具有典型形态结构特征和相应功能活动的心肌样细胞.     

心肌组织裂解液诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：干细胞具有＂环境依赖性分化＂特性,以心肌组织裂解液模拟心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞方向分化的研究甚少。目的：观察心肌组织裂解液对大鼠骨髓间充质干细胞向心肌细胞方向分化的影响。方法：选用生长良好的第2代骨髓间充质干细胞,加入诱导液连续培养5周,连续观察细胞形态学特征的变化规律,采用α-Actin进行免疫细胞化学染色观察干细胞是否向肌细胞方向分化,收集诱导后的细胞行苏木精-伊红染色观察是否存在闰盘,并通过电镜观察其超微结构。结果与结论：加入诱导液后大部分细胞呈＂竹节样＂,α-Actin免疫细胞化学染色阳性,表明间充质干细胞向肌细胞方向分化;苏木精-伊红染色可见闰盘,透射电镜下见排列整齐明暗相间的肌丝,扫描电镜下可见胞浆内有纤维状结构,说明＂竹节样＂细胞具有心肌细胞的典型形态结构特点。连续诱导12d多个区域出现成片的、具有自律性搏动的多核肌管结构。心肌组织裂解液可模拟心肌细胞的微环境,诱导骨髓间充质干细胞分化为具有典型形态结构特征和相应功能活动的心肌样细胞。     

Notch信号系统调控骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：Notch信号系统在调控骨髓间充质干细胞的定向分化中起关键作用,但尚无涉及干细胞分化为心肌细胞及其分化机制的报道。目的：分析Notch信号系统在骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中的调控作用。方法：将分离培养的骨髓间充质干细胞与心肌细胞共培养,Jagged1组加入Notch激活剂Jagged1,DAPT组加入Notch激活剂Jagged1和抑制剂DAPT,对照组加入PBS缓冲液。用反转录-聚合酶链反应、免疫组化等方法检测干细胞分化为心肌细胞的情况及Notch信号系统的表达。结果与结论：骨髓间充质干细胞在体外可分化为心肌细胞,与DAPT组及对照组相比,Jagged1组的干细胞分化为心肌细胞的比率提高,心肌标志物表达增多,并且Notch1和Jagged1表达增强。证实Notch信号系统对骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞起正向调控作用。     

Notch信号系统调控骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景:Notch信号系统在调控骨髓间充质干细胞的定向分化中起关键作用,但尚无涉及干细胞分化为心肌细胞及其分化机制的报道.目的:分析Notch信号系统在骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中的调控作用.方法:将分离培养的骨髓间充质干细胞与心肌细胞共培养,Jagged1组加入Notch激活剂Jagged1,DAPT组加入Notch激活剂Jagged1和抑制剂DAPT,对照组加入PBS缓冲液.用反转录-聚合酶链反应、免疫组化等方法检测干细胞分化为心肌细胞的情况及Notch信号系统的表达.结果与结论:骨髓间充质干细胞在体外可分化为心肌细胞,与DAPT组及对照组相比,Jagged1组的干细胞分化为心肌细胞的比率提高,心肌标志物表达增多,并且Notch1和Jagged1表达增强.证实Notch信号系统对骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞起正向调控作用.     

大鼠骨髓间充质干细胞表达心肌基因表型的时间依赖效应

背景:前期实验已经证实30%心肌培养上清是诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞的最佳浓度.目的:在前期实验基础上,观察30%心肌培养上清条件下诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞的时间依赖效应.设计、时间及地点:对比观察,于2007-08/2008-06在徐州市心血管病研究所完成.材料:健康成年SD大鼠,体质鼍180～220 g.方法:分离大鼠骨髓间充质干细胞和心肌细胞并在体外培养纯化.以1×108L-1的细胞密度种植心肌细胞,培养72 h后收集上清.将骨髓间充质干细胞的DMEM/F12培养基换为含有30%M199心肌细胞培养上清作为实验组,对照组仍将细胞接种在DMEM/F12培养基上继续培养.主要观察指标:30%心肌细胞培养上清诱导7,14,21d后,应用免疫细胞化学技术检测骨髓间充质干细胞中α-平滑肌肌动蛋白、β-肌动蛋白和心肌特异性肌钙蛋白T的表达.结果:30%心肌细胞培养上清诱导骨髓间充质干细胞后,细胞的形态没有改变,但与对照组相比,α-平滑肌肌动蛋白、β肌动蛋白和心肌特异性肌钙蛋白T的表达均呈阳性,其中以第14天的蛋白表达量最高(P＜0.01).结论:30%心肌细胞培养上清诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞的最佳诱导时间是14 d.     

骨髓间充质干细胞成脂和成骨分化过程中Wnt信号通路的调控效应

背景:骨髓间充质干细胞的成脂肪分化与成骨分化比例的失衡与许多骨疾病密切相关,而近些年发现Wnt信号通路在调控骨髓间充质干细胞的分化方向中起重要作用.目的:通过Wnt信号通路PCR基因芯片观察大鼠骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞和成骨细胞后相关基因表达的变化,寻找Wnt信号通路中调控骨髓间充质干细胞分化的靶基因.方法:采用大鼠第3代骨髓间充质干细胞分别进行成骨诱导和成脂诱导,7 d后用Trizol萃取培养瓶中的细胞总RNA,倒置显微镜下观察骨髓间充质干细胞形态特征及成骨诱导后和成脂诱导后细胞形态特征.采用Wnt信号通路PCR芯片(大鼠)进行摹因芯片检测,以未诱导组为对照,计算成脂肪诱导,成骨诱导后相关基因上调/下调的比值.结果与结论:①倒置显微镜下观察,传3代后可获得均一性较高的骨髓间充质干细胞,骨髓间充质干细胞经成骨诱导后向成骨细胞方向分化,经成脂诱导后向脂肪细胞方向分化.②与未诱导组相比,骨髓间充质干细胞成脂诱导后Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk-1,kremen,FZD1,FZD7)等15个(ratio＞2),下调的基因(sFrp 5,β-catenin,Dvl3,Tcf7)等16个(ratio＜0.5).成骨诱导后,Wnt信号通路表达上调的基因(Dkk1,kmmen,β-catenin,Wnt11)6个,表达下调的基因(sFrp5,sFRP4,Fzd1)等15个.提示WnI信号通路在骨髓间克质干细胞成脂细胞分化和成骨细胞分化中发挥重要作用.     

信号通路对胃癌干细胞及胃癌发生的影响

背景：Hedgehog与Wnt／β-catenin信号通路对胃癌干细胞的影响及在胃癌发生发展中的作用机制少见报道。目的：探讨Hedgehog与Wnt/β-catenin信号通路在胃癌发生发展中的作用机制。方法：采用肿瘤球悬浮分选法从胃癌组织标本中分选胃癌干细胞。采用免疫组化SP法检测Hedgehog及Wnt／β-catnin信号通路主要分子SHH、GLI1、Wnt2及β-catenin在胃癌干细胞中的表达。Spearman相关分析各细胞因子间的相关性分析。结果与结论：SHH、GLI1、Wnt2及β-catenin在胃癌干细胞中的阳性表达率分别为74．7％,78．3％,85．5％和83．3％,均显著高于癌旁组织的阳性表达率（P〈0．05）。各细胞因子间在胃癌干细胞中的表达均呈正相关（P〈0．05）。说明在胃癌干细胞中Hedgehog及Wnt/β-catenin信号通路均被激活,二者互相作用可能参与了胃癌的发生发展,为胃癌的干细胞治疗提供了新的研究方向。     

5-氮杂胞苷诱导人脐带间充质干细胞向心肌样细胞的分化

背景：5-氮杂胞苷能诱导人脐带间充质干细胞分化为心肌细胞。目的：以5-氮杂胞苷诱导人脐带间充质干细胞分化为心肌细胞。方法：采用贴壁培养法分离、纯化人脐带间充质干细胞,以5-氮杂胞苷诱导第3代人脐带间充质干细胞分化为心肌样细胞。结果与结论：诱导前人脐带间充质干细胞呈典型的梭形;诱导后一二周细胞体积变大,三四周后相邻细胞间胞膜有接触,逐渐相连呈肌管状,细胞胞质内可见细丝样结构。诱导4周后免疫组织化学鉴定人脐带间充质干细胞cTnI表达阳性,未诱导细胞cTnI表达阴性;诱导组Nkx2.5、GATA4mRNA表达水平较未诱导组显著增加（P〈0.05）。提示5-氮杂胞苷可能通过调控GATA4、Nkx2.5基因的表达促进人脐带间充质干细胞分化为心肌样细胞,并促进其成熟。     

骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的相关信号通路研究现状

背景：研究表明骨髓间充质干细胞被诱导分化成为神经细胞涉及的信号通路复杂多样。目的：总结分析骨髓间充质干细胞向神经细胞分化过程中涉及的信号通路研究进展。方法：应用计算机检索CNKI和Web of Science数据库中2001-01/2010-12关于骨髓间充质干细胞分化为神经细胞的文章,以＂骨髓间充质干细胞,神经细胞,信号＂或＂bone marrow mesenchymal stem cells,neural cells,signal＂为检索词进行检索,重点对19篇文献进行分析。结果与结论：细胞信号通路之间的关系错综复杂,相互之间或协调促进,或拮抗抑制,从而使得调节细胞的特异性应答更加精确。多条信号转导通路参与调控骨髓间充质干细胞向神经细胞分化,BMSCs向神经细胞的诱导分化过程中,所涉及的信号通路也并非独立存在,包括Ca2＋信号通路、蛋白激酶A信号通路、MEK-ERK通路、PI3K/AKt信号通路、MAPK信号通路等,信号通路之间关系复杂,彼此相互关联存在。     

体外诱导间充质干细胞向心肌样细胞分化的研究：药物、微环境及方法

背景：心肌细胞不能再生,损害的心肌细胞不能修复和分化,临床中药或西药治疗、介入治疗和手术治疗都不能代替坏死的心肌,所以如何修复坏死心肌细胞是心血管研究领域的重要课题。间充质干细胞体外诱导可向心肌样细胞分化使人们看到了修复和再生受损心肌细胞的希望。目的：综述近年来体外诱导间充质干细胞分化为心肌细胞研究进展,探索其未来发展方向。方法：应用计算机检索CNKI、Elsevier-Sdol数据库,检索2000-01/2010-08关于体外诱导间充质干细胞分化为心肌细胞方法,在标题中以＂间充质干细胞;诱导;心肌样细胞＂和＂mesenchymal stem cells,cardiomyocyte-like cells,induce,the progress of study＂为检索词进行检索,共收集185篇相关文献,中文103篇,英文82篇。排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入32篇符合标准的文献。结果与结论：很多实验研究证实间充质干细胞在体外一定条件下可诱导分化为心肌细胞,其诱导方法主要包括诱导分化剂诱导法及模拟心肌微环境诱导法。诱导分化为心肌细胞的效率仍有待提高,间充质干细胞分化为心肌细胞过程中的最佳诱导药物以及最佳体外微环境也在不断探索中。     

低氧增强骨髓间充质干细胞对缺氧诱导心肌细胞凋亡的可能性

背景：骨髓间充质干细胞移植入缺血心肌后存活率低,而低氧有可能增强骨髓间充质干细胞的增殖,促进其存活。目的：体外模拟心肌细胞缺血微环境,探索低氧预处理后,骨髓间充质干细胞对持续缺氧诱导的心肌细胞凋亡的保护作用。方法：取第4代SD大鼠骨髓间充质干细胞用于制备条件培养液。取胚胎大鼠心肌细胞株,随机分成4组：对照组：心肌细胞正常培养组;模型组：心肌细胞单纯缺氧;骨髓间充质干细胞组：心肌细胞与骨髓间充质干细胞条件培养液共缺氧;低氧组：心肌细胞与骨髓间充质干细胞低氧条件培养液共缺氧。MTT检测各组细胞活力变化,AnnexinV-FITC双染标记心肌细胞凋亡,免疫组化检测各组Bax和Bcl-2蛋白的表达。结果与结论：免疫组化显示,低氧组的Bcl-2表达较其他各组增强,而Bax的表达比模型组和骨髓间充质干细胞组减弱,Bcl-2/Bax比值最大。与对照组和骨髓间充质干细胞组相比,低氧组的细胞活力高（P〈0.05）,凋亡率降低（P〈0.05）。提示低氧可能是通过增强旁分泌机制,从而对Bax和Bcl-2进行调节,对心肌细胞凋亡有保护效应。     

不同浓度血管紧张素Ⅱ诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞的定向分化

背景：血管紧张素Ⅱ诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞定向分化的实验研究还较少,目前对于这种新的诱导剂在实验应用中没有一个统一的浓度标准,所以诱导结果有一定的差异。目的：探讨血管紧张素Ⅱ诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞的最佳浓度。方法：采用密度梯度离心＋贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,将第3代骨髓间充质干细胞分为0.05,0.1,0.2,0.5μmol/L血管紧张素Ⅱ组和对照组,血管紧张素Ⅱ各组接种后24 h加相应的诱导剂诱导24 h后,完全培养液连续培养4周,对照组只用完全培养液培养。采用MTT法检测各组第1,3,5,7天的吸光度值,计算各诱导组的细胞增殖抑制率。不同浓度血管紧张素Ⅱ诱导第1,4周时,免疫荧光细胞化学染色法检测心肌特异蛋白c Tn T、β-MHC的表达,RT-PCR检测各组诱导培养4周时心肌早期转录因子GATA-4、Nkx2-5的表达。结果与结论：各诱导组间的细胞增殖曲线相似,第5天0.05μmol/L血管紧张素Ⅱ组细胞增殖抑制率开始出现负值,与其他组比较差异有显著性意义（P〈0.05）。第5,7天0.1μmol/L血管紧张素Ⅱ组细胞增殖抑制率明显低于0.2,0.5μmol/L血管紧张素Ⅱ组（P〈0.05）。经4种浓度血管紧张素Ⅱ诱导的骨髓间充质干细胞均表达心肌特异蛋白c Tn T、β-MHC,对照组阴性。诱导培养1周,0.5μmol/L血管紧张素Ⅱ组c Tn T、β-MHC蛋白阳性表达率明显高于0.05μmol/L组（P〈0.05）。诱导培养4周,0.1μmol/L血管紧张素Ⅱ组的c Tn T、β-MHC蛋白阳性表达率与0.2μmol/L血管紧张素Ⅱ组差异无显著性意义（P〉0.05）。RT-PCR检测各组骨髓间充质干细胞经不同浓度血管紧张素Ⅱ诱导培养4周后心肌早期转录因子GATA-4、Nkx2-5均有表达,对照组阴性。结果表明经血管紧张素Ⅱ诱导的骨髓间充质干细胞表达心肌特异蛋白c Tn T、β-MHC及心肌特异转录因子GATA-4、Nkx2-5,诱导分化适宜     

人脐血源性间充质干细胞向心肌细胞的诱导分化(英文)

背景：与骨髓间充质干细胞相比，脐带血巾的细胞被视为“非常年轻”的细胞，其增殖和分化能力不会随着捐助者的年龄增加而减低，可能是一个极好的骨髓间充质干细胞的替代来源。目的：观察体外诱导脐血间充质干细胞分化成心肌细胞的特点。设计、时间及地点：观察性实验，于2005—03／2007—02在北京世纪坛医院完成。材料：收集获知情同意健康产妇脐血细胞。方法：分离单个核细胞，从中进一步分离间充质干细胞，传代培养至第3代，应用免疫荧光流式细胞仪标记间充质干细胞特异性抗原CD34，CD44和CD90。5-氮胞苷诱导分化4周后，免疫组织化学染色和反转录-聚合酶链反应分别检测心肌细胞标志物肌钙蛋白Ⅰ，GATA4和β-肌球蛋白重链的表达。主要观察指标：心肌细胞标志物肌钙蛋白Ⅰ，GATA4和β肌球蛋白重链的表达。结果：脐血源性间充质干细胞经5-氮胞苷诱导分化后，呈现成纤维细胞样形态和克降增殖特点。免疫分型与骨髓来源间质干细胞一致，且免疫组织化学染色和反转录-聚合酶链反可检测到肌钙蛋白Ⅰ，GATA4和β-肌球蛋白重链的表达。结论：脐血源性间充质干细胞能够被诱导分化成心肌样细胞，并显示为心肌细胞的表观特征。