巴马小型猪胎儿成纤维细胞重编程为诱导多能性细胞的研究

目的探讨巴马小型猪胎儿成纤维细胞重编程为诱导多能性细胞的方法。方法应用经典的逆转录病毒介导方法,将Oct4,Sox2,c-Myc和Klf4四种人源性转录因子转导入巴马小型猪的胎儿成纤维细胞中,建立形态和特征类似猪上胚层细胞来源的猪多能性细胞(pig induced pluripotent cells,piPCs)。免疫荧光化学方法检测多能性细胞标记物,RT-PCR检测了该细胞体外三胚层相关基因表达水平。结果巴马小型猪胎儿成纤维细胞重编程的piPCs细胞呈AKP染色阳性,体外长期传代都保持正常的染色体核型,猪上胚层多潜能性细胞标记分子Oct4,Sox2,Nanog,Tra-1-60,Tra-1-81和SSEA-4呈阳性表达,并且表达小鼠胚胎干细胞(ES)多潜能性细胞标记分子SSEA-1,体外诱导分化后具有三胚层特异基因的表达,但是体内分化能力存在缺陷。结论巴马小型猪胎儿成纤维细胞重编程成功诱导成多能性细胞。     

人包皮成纤维细胞来源的多能性干细胞的建立

目的 探讨人包皮成纤维细胞重编程为诱导多能性干细胞(iPSCs)的方法.方法 利用反转录病毒携带绿色荧光蛋白(GFP)作为指示,转导到人包皮成纤维细胞中,确定最佳的病毒感染剂量,应用经典的Yamanaka方法,联合小分子物质组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸盐( VPA)诱导人包皮成纤维细胞为多能性干细胞.通过碱性磷酸酶(AKP)染色及免疫荧光细胞化学方法,检测人胚胎干细胞多能性标记物在所建立的诱导多能性干细胞(iPSCs)中的表达,RT-PCR检测拟胚体(EB)三胚层特异基因的表达.结果 以GFP作为指示,建立了高效的反转录病毒感染体系,将人包皮成纤维细胞重编程为iPSCs;所建立的iPSCsAKP染色阳性,表达人胚胎干细胞多能性标记物OCT4、TRA-1-60和TRA-1-81,体外诱导分化后具有三胚层特异基因的表达;小分子物质VPA的添加并未显著提高重编程效率.结论 在GFP所指示的最佳病毒感染剂量下,联合小分子物质VPA成功建立了人包皮成纤维细胞来源的iPSCs.     

人诱导性多能干细胞向神经干细胞分化的方法探讨

目的:探讨人诱导性多能干细胞(iPS细胞)体外定向分化为神经干细胞(NSCs)的方法。方法:人iPS细胞悬浮培养4 d形成的拟胚体(EB)经维甲酸(RA)诱导4 d,诱导后的EB在无血清培养基中筛选并扩增培养。倒置显微镜下观察诱导后细胞的形态变化,RT-PCR检测iPS细胞多能性基因Nanog、Oct4和Sox2的表达,免疫荧光法检测NSCs特异性标志物Nestin、神经元标志物β-tubulinⅢ和神经胶质细胞标志物GFAP的表达。结果:(1)人iPS细胞在饲养层细胞上稳定传代,表达多能性基因Nanog、Oct4和Sox2,去除饲养层后悬浮培养能形成球形EB;(2)经RA诱导后的EB在无血清培养基中筛选培养第1 d贴壁生长,周围爬出细胞;第3 d,在高倍镜下可见中央聚集的细胞呈环形的rosette结构,rosette结构增多到第7 d达高峰。对照组未观察到rosette结构。随后大部分rosette细胞脱离瓶壁悬浮生长,形成神经球样克隆。免疫荧光显示神经球呈nestin阳性表达。贴壁培养的神经球能分化成β-tubulinШ和GFAP阳性细胞。结论:RA诱导结合无血清培养基筛选法能诱导iPS细胞高效分化为NSCs。     

Sox2诱导小鼠胚胎成纤维细胞直接重编程为神经干细胞

目的:探讨Sox2诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)直接重编程为神经干细胞的方法,为诱导神经干细胞(induced neural stem cells,i NSCs)作为种子细胞治疗脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)奠定实验基础。方法:逆转录病毒感染Sox2转录因子的MEFs在神经干细胞培养基中贴壁培养10 d。随后,悬浮、贴壁反复循环培养3次。Real-time PCR检测神经干细胞标志基因和多潜能标志基因的表达。i NSCs在分化培养基中贴壁培养7~14 d,免疫荧光分别检测神经干细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的标志物nestin、MAP2、GFAP和MBP的表达。将i NSCs显微注射至小鼠大脑皮质,7~14 d后免疫荧光检测神经细胞标志物nestin、MAP2、GFAP和MBP的表达。结果:Real-time PCR显示i NSCs的多种神经干细胞标志基因nestin、Blbp、Pax6和zbtb16表达较诱导前显著增高(P0.05),且i NSCs不表达多潜能相关基因Nanog、Oct4和zfp42。免疫荧光显示i NSCs高表达神经干细胞标志物nestin。免疫荧光同时表明i NSCs可在体内外存活并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。结论:Sox2可以诱导MEFs直接重编程为神经干细胞。i NSCs具有自我更新的能力,且在体内外都具有三向分化潜能,可作为修复SCI合适的种子细胞。     

黄芪注射液对人羊膜上皮细胞向神经细胞分化作用及存活的影响

目的:探讨黄芪注射液体外定向诱导人羊膜上皮细胞分化的作用和黄芪注射液对分化细胞活力影响。方法:将人羊膜上皮细胞分为三组,即黄芪诱导组(设立四个浓度亚组)、全反式维甲酸组和对照组。分别采用化学诱导剂和黄芪注射液诱导hAECs分化为神经细胞,在诱导前后,应用免疫细胞化学方法染色鉴定神经元特异性烯醇化酶、神经干细胞巢蛋白、胶质纤维酸性蛋白.逆转录-聚合酶链反应进一步鉴定细胞多能基因Oct4、神经干细胞标记物Nestin基因和神经元标记物NSE,四甲基偶氮唑盐比色法观察细胞活力。结果:倒置显微镜下见,RA诱导12 h后,黄芪诱导24 h后,由胞体伸出较长的轴突样和树突样突起,且有分支,48 h时100μl/ml黄芪诱导组,NSE阳性率低于RA诱导组(P<0.05),细胞活力较RA组高(P<0.05),两诱导组结果均高于对照组,而GFAP阳性率高于RA组(P<0.05),同时RT-PCR检测到诱导后多能基因Oct4表达减少,而Nestin、NSE表达增多。结论:黄芪和RA都可诱导人羊膜上皮细胞在体外分化为神经元样细胞,且黄芪于100μl/ml浓度时效果较好,黄芪诱导后对细胞毒性较小。     

定向诱导人尿液细胞源性多能干细胞向多巴胺能神经元的分化

目的探讨定向诱导人尿液来源诱导性多能干细胞(U-iPS)向多巴胺(DA)能神经元分化。方法单层贴壁法体外培养U-iPS,通过时向性添加TGF-β及BMP信号通路抑制剂,SHH细胞因子,GSK3β抑制剂Chir99021将U-iPS诱导为DA能神经前体细胞(NPCs),通过添加BDNF/GDNF等细胞因子将其进一步分化为DA能神经元。在诱导分化的4个时间点(第0天、7天、14天及25天)采用RT-qPCR和免疫荧光检测多能干细胞标志物Oct4与Nanog的表达;NPCs标志物Nestin、Pax6和Foxa2的表达;DA神经前体细胞标志物Lmx1a和En1的表达;神经元标志物Tuj1的表达以及DA能神经元标志物TH的表达情况。以人皮肤成纤维细胞来源的iPS(F-iPS)向DA能神经元的诱导分化作为对照进行分化效率的比较。结果 U-iPS在第0天表达多能干标志物Oct4和Nanog;诱导第7天能转化为Nestin、Pax6及Foxa2阳性的NPCs;第14天转化为Lmx1a和En1阳性的DA能神经前体细胞;第25天分化得到的神经元样细胞表达神经元标志物Tuj1,其中部分细胞表达DA能神经元标志物TH。各时间点神经类细胞标志物的表达与F-iPS诱导分化得到的神经类细胞标志物的表达差异无统计学意义(P0.05)。结论 U-iPS细胞具有向DA能神经元分化的潜力,能在体外经过诱导分化得到TH阳性的DA能神经元,且与F-iPS向DA能神经元分化的效率无明显差异。     

回旋引导受体1在丙戊酸钠诱导神经干细胞分化过程中的表达和作用

目的 探讨丙戊酸钠(VPA)诱导神经干细胞(NSCs)向神经元分化过程中回旋引导受体1(Robo1)的表达及作用。方法 分离培养SD大鼠海马NSCs,正常NSCs和应用VPA处理NSCs各提取自10只SD大鼠。应用VPA处理后，免疫荧光技术检测NSCs向神经元标志物β-微管蛋白Ⅲ(Tuj1)阳性神经元分化的比例；利用基因芯片技术检测正常NSCs和VPA处理后NSCs中差异表达mRNA并进行生物信息学分析；通过Real-time PCR、Western blotting检测VPA诱导NSCs分化过程中Robo1 mRNA和蛋白的表达情况；Real-time PCR检测诱导分化后NSCs中Robo1 mRNA的动态变化；应用小干扰RNA下调NSCs中Robo1,Western blotting检测Robo1蛋白的表达情况，Real-time PCR和免疫荧光技术检测NSCs中神经元特异性标志物Tuj1和微管相关蛋白2(MAP-2)表达情况。结果 应用VPA处理NSCs可促进其向神经元分化；VPA处理组与对照组相比，Robo1 mRNA和蛋白的表达显著上调；NSCs诱导分化过程中Robo1表...     

地中海贫血“integration-free”诱导多能干细胞的建立及造血分化的研究

目的:建立无外源基因整合(integration-free)的地中海贫血患者特异诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSC),并研究其向造血前体细胞分化的可能性。方法:用核转染的方法将表达Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc和Lin28转录因子的质粒p EB-C5以及表达SV40大T抗原的质粒p EB-Tg导入引产巴氏水肿胎皮肤成纤维细胞中,将其重编程为i PSC后检测其向3个胚层细胞分化的特性。将i PSC细胞与小鼠OP9细胞共培养向造血前体细胞诱导分化,检测造血前体细胞特异性抗原。结果:成功建立了巴氏水肿胎皮肤成纤维细胞来源的α地中海贫血患者特异i PSC系,其具有向3个胚层分化的能力,与OP9细胞共培养9 d后可检测到造血前体细胞标记CD34的阳性率为18.7%,CD34和CD45双阳性为12.2%。结论:巴氏水肿胎皮肤成纤维细胞可成功诱导成"integration-free"i PSC,该细胞系具有向3个胚层分化的能力,与OP9共培养可向造血前体细胞分化。     

应用双胎羊水多能干细胞建立诱导分化的内对照模型

目的 快速重编程羊水细胞为多能干细胞,建立诱导分化研究的内对照模型.方法 应用逆转录病毒介导4种基因(Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4)诱导双胎羊水细胞,筛选羊水诱导性多能干细胞(human amniotic fluid-derived cells induced pluripotent stem cells,hAFDCs-iPSCs),对其进行多能性、体内外分化能力、核型等鉴定.结果 双胎hAFDC-iPSCs能维持自我更新状态,在蛋白和mRNA水平上高表达全能性的标志基因,具有体内外分化潜能,在体外长期培养能维持正常核型.结论 双胎hAFDCs-iPSCs遗传背景相一致,可以为iPSCs的诱导分化研究提供很好的内对照模型,并为胎儿的细胞自体移植治疗提供理想来源.     

MT1-MMP 基因敲除细胞的诱导多能干细胞系的构建

目的: 观察野生型鼠和膜1型基质金属蛋白酶( MT1-MMP )基因敲除鼠的成纤维细胞重新编程为诱导多能干细胞(iPSCs)后,其细胞特性是否具有胚胎干细胞(ESCs)相似的潜能。方法: 利用逆转录病毒介导 Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4 四种基因,转染到野生型鼠和 MT1-MMP 基因敲除鼠的成纤维细胞中。iPSCs克隆形成后,用免疫细胞化学检测ESCs特异性标志的表达情况。体外将iPSCs通过"悬滴法"向内皮细胞和心肌细胞分化,以检测其分化能力。结果: 转染野生型鼠和 MT1-MMP 基因敲除鼠的成纤维细胞2周后,可见ESCs样克隆开始形成。iPSCs明显表达ESCs特异性标志物碱性磷酸酶(AP)、阶段特异性胚胎抗原-1(SSEA-1)和八聚体结合转录因子3/4(OCT3/4)。诱导分化的内皮细胞表达早期内皮标志物Flk-1/KDR;诱导分化的心肌细胞出现跳动,表达心肌标志物肌钙蛋白I。结论: 野生型鼠和 MT1-MMP 基因敲除鼠的成纤维细胞可被重新编程为iPSCs,iPSCs具有ESCs的特征及增殖分化能力,因此可能为再生医学的研究和临床上进行细胞移植治疗提供理想的种子细胞来源。     

特异标记生血内皮的诱导性多能干细胞系的构建

目的:拟将造血干细胞生血内皮特异的Neurl3-EGFP荧光报告小鼠来源的胚胎成纤维细胞重编程为诱导性多能干细胞。方法:通过导入3个经典转录因子(Oct4、Sox2和Klf4),利用iCD1无血清培养液高效完成Neurl3-EGFP荧光报告小鼠胚胎成纤维细胞的重编程,并完成各项多能性鉴定。结果:Neurl3-EGFP荧光报告小鼠胚胎成纤维细胞来源的诱导性多能干细胞在细胞形态学与多能性基因的表达方面均与小鼠胚胎干细胞类似。结论:利用Oct4、Sox2和Klf4 3个转录因子的共感染,将Neurl3-EGFP荧光报告小鼠的胚胎成纤维细胞成功重编程为具有全能性的可特异标记生血内皮的诱导性多能干细胞。     

骨形态发生蛋白/维甲酸诱导的神经特异性蛋白3在丙戊酸钠诱导神经干细胞向神经元分化过程中的作用

目的 探讨骨形态发生蛋白/维甲酸诱导的神经特异性蛋白3（Brinp3）在丙戊酸钠（VPA）诱导神经干细胞向神经元分化过程中的作用。方法 体外培养大鼠海马神经干细胞,运用Real-time PCR和Western blotting技术在VPA诱导神经干细胞分化后24 h和48 h检测Brinp3的表达;Real-time PCR检测Brinp3在成年大鼠各组织中以及在神经干细胞、星形胶质细胞和神经元中的表达水平;在神经干细胞中转染Brinp3小干扰RNA（siRNA）并诱导分化24 h后,运用Real-time PCR、Western blotting和免疫荧光技术检测Brinp3和神经元标志分子的表达。以上实验均包含5次生物学重复。结果 与对照组相比,VPA处理组中Brinp3的mRNA和蛋白水平在24 h和48 h均显著上调（P<0.05）;Brinp3在脑组织中呈优势表达;Brinp3在星形胶质细胞中表达较低,而在神经元中表达较高（P<0.001）;在神经干细胞中转染Brinp3 siRNA,诱导分化24 h后,Brinp3的表达被显著抑制（P<0.001）,神经元标志分子的表达均显著下调（P<0.01）,第4天分化成的神经元比例减少（P<0.001）。结论 Brinp3表达的上调可能介导了VPA促神经干细胞向神经元分化的功能。     

亨廷顿相关蛋白1在丙戊酸钠诱导神经干细胞分化过程中的表达和作用

目的 探讨丙戊酸钠(VPA)诱导神经干细胞(NSCs)向神经元分化过程中亨廷顿相关蛋白1(HAP-1)的表达及其作用.方法 分离培养SD大鼠海马NSCs,应用Real-time PCR和Western blotting检测VPA诱导NSCs向神经元分化过程中0、1、3和5d时HAP-lmRNA和蛋白的表达变化;Real...     

阿尔茨海默病患者尿液细胞向诱导多能干细胞及神经细胞的诱导转化

目的:获得阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者来源的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSCs)。方法:选取3例临床诊断明确的AD病例,收集病人尿液,分离出尿路上皮细胞,对所得细胞进行原代培养。利用电转染的方法将带有Oct4、Sox2、Klf4和SV40LT的质粒导入原代细胞内,将其重编程为i PS细胞。随后利用双向抑制Smad通路的方式继续诱导其神经分化。结果:AD病人尿液来源的细胞(以下称为尿液细胞)均成功诱导成i PS细胞,其诱导效率与正常人来源的细胞无明显差异。且病人的i PS细胞可成功分化为神经细胞,分化效率亦与正常人来源细胞相近。结论:阿尔茨海默症患者来源的尿液细胞可重编程为i PS细胞,所得到的i PS细胞可成功分化成有功能的神经元以及神经胶质细胞。     

蛋白诱导诱导多能干细胞技术的研究进展

诱导多能干细胞（inducedplufipotentsterncells,iPSC）自2006年出现后被认为是干细胞研究领域的一个突破性进展。首次成功制备iPSC的日本学者将4种重编程蛋白基因Oct3／4、Sox2、Klfd、C—Myc通过反转录病毒载体导入成纤维细胞并在其中表达,进而激活内源性重编程体系,最终导致细胞性质发生改变,成为具有类似胚胎干细胞（embryonicstemcells,ESC）的一种多能干细胞,即iPSCEI。由于其可来源于自体细胞,无需破坏胚胎组织,因而不涉及伦理争议。     

脊髓小脑共济失调3型诱导多能干细胞系的建立和神经分化

背景：脊髓小脑共济失调3型(spinocerebellar ataxia type 3,SCA3)是一种典型的遗传相关的神经退行性疾病。建立患者遗传背景的特异的疾病模型有利于研究疾病的发病机制,探讨针对疾病的治疗手段。目的：观察脊髓小脑共济失调3型诱导多能干细胞系的神经分化效率以及CAG拷贝数的稳定性。方法：临床获取脊髓小脑共济失调3型患者皮肤组织,分离培养患者特异的皮肤成纤维细胞,重编程成纤维细胞获得诱导多能干细胞。对患者特异的诱导多能干细胞和正常人的诱导多能干细胞(NHF)和胚胎干细胞(ES-10)进行神经诱导分化,通过流式细胞术比较分化效率,Western Blot检测神经元中ataxin-3的聚集,PCR检测培养过程SCA3/ATXN3基因CAG重复数目。结果与结论：成功获得与成纤维细胞相同遗传背景的诱导多能干细胞,具有与人胚干细胞相似的形态学及多向分化潜能,各细胞系都能定向分化为神经干细胞,重编程前后和诱导神经分化前后的CAG数目无明显改变。来源于脊髓小脑共济失调3型患者的诱导多能干细胞分化为神经干细胞的效率低于正常人诱导多能干细胞(NHF)和胚胎干细胞(ES-10)。这些结果说明通过重编程技术可以成功建立人诱导多能干细胞并将其定向诱导分化为神经干细胞,整个实验过程CAG数目无明显改变,与患者的体细胞相一致。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

转录因子Oct4、Nanog及相关调控网络与多能干细胞特性的维持

多能干细胞具有自我更新能力和高度增殖、多向分化的潜能。其特征的维持受到多种调控因子通过多条调控途径所形成网络的精密调节。Oct4、Nanog是调控网络中的核心因子,通过与靶基因调控区的结合选择性地抑制分化基因的表达或者激活多能性基因的表达而达到调控目的,此调控过程有时间和空间上的特异性。Oct4等也是细胞重编程不可或缺的转录因子。通过多种方法的研究各个击破网络结点上的关键因子,调控网络的调控机制自然会日渐明朗。     

5-aza-dC和TSA对NIH/3T3细胞多能性基因表达作用的实验研究

目的本实验通过联合应用甲基转移酶抑制剂5-氮-2'-脱氧胞苷(5-aza-2'-deoxycytidine,5-aza-dC)和去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(Trichstatin A,TSA)对NIH/3T3胎鼠成纤维细胞进行DNA去甲基化重编程,以期使其表达与多向分化潜能性密切相关的基因。方法药物处理组与正常对照组NIH/3T3细胞的形态学观察。流式细胞技术检测药物处理前后NIH/3T3细胞的DNA甲基化水平。应用RT-PCR的方法检测多能性基因Oct4,Sox2,c-Myc和Klf4的表达情况。结果经过药物处理后的NIH/3T3细胞与对照组的细胞比较,从细胞形态来观察,没有明显的区别,均呈现成纤维细胞的外观。药物处理组的DNA甲基化水平较对照组明显降低。药物处理后细胞均呈现出Oct4,Sox2,c-Myc和Klf4基因的阳性表达。结论 5-aza-dC和TSA对NIH/3T3细胞进行表观重编程,可以使重编程后的体细胞中呈现与多向分化潜能基因的阳性表达。     

无血清单层细胞诱导法培养猪诱导多能性干细胞定向分化为血管内皮细胞

背景:诱导多能性干细胞是一种新型的干细胞来源,具有多向分化潜能。猪作为人类心血管及代谢性疾病研究的良好模型,对其多能性细胞向血管内皮细胞定向分化体系的建立,将为创建心血管疾病模型提供保障。目的:建立一种无血清单层诱导分化方法,使猪诱导多能性干细胞定向分化为CD31阳性血管内皮细胞,并对获得的内皮细胞进行鉴定。方法:使用CHIR99021、骨形态发生蛋白4、碱性成纤维生长因子、血管内皮生长因子等对猪诱导多能性干细胞和人胚胎干细胞进行单层细胞诱导分化,使干细胞经历3个分化阶段最终成为血管内皮细胞,检测并比较分化过程中2种干细胞的胚层标记基因的表达,对流式分选后获得的血管内皮细胞进行鉴定。结果与结论:①通过无血清单层细胞诱导法从猪诱导多能性干细胞定向诱导分化获得的内皮细胞具有与猪永生化主动脉血管内皮细胞类似的基因表达模式及生物学功能——能够吸收低密度脂蛋白并在Matrigel上形成微血管样结构;②该诱导体系下,猪诱导多能性干细胞的分化效率高于人胚胎干细胞的分化效率,这可能与诱导过程中2种细胞谱系基因表达模式上的差异相关。     

卵巢早衰患者来源的诱导多能干细胞的建系、鉴定及诱导分化

 目的: 建立和鉴定卵巢早衰(又称原发性卵巢功能不全,primary ovarian insufficiency,POI)患者来源的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs),研究其向原始生殖细胞分化的潜能。方法: 将表达Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4和Lin28基因的pEB-C5和表达SV40 T抗原的pEB-Tg质粒转染POI患者的外周血单个核细胞,将其重编程为iPSCs并检测其干细胞多能性特性。添加转化生长因子β1(transfroming growth factor-β1,TGF-β1)和骨形态发生蛋白 4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)后,应用real-time PCR和 Western blot方法分别检测原始生殖细胞标志物的mRNA及蛋白表达水平。结果: 通过碱性磷酸酶染色、细胞免疫荧光、拟胚体及畸胎瘤形成检测,证明了POI患者外周血来源的iPSCs可成功向3胚层细胞分化并保持多能性。添加TGF-β1和BMP4后,诱导组原始生殖细胞特异性标志物干细胞生长因子受体(stem cell growth factor receptor, c-Kit)、发育多能性相关蛋白 3 (developmental pluripotency-associated 3,STELLA/DPPA3)和DEAD盒多肽 4(DEAD box polypeptide 4,VASA/DDX4)的mRNA水平明显升高(P<0.05),VASA/DDX4蛋白表达水平亦明显增加(P<0.05)。结论: POI患者外周血单个核细胞在体外可被成功诱导成无外源性基因整合的iPSCs,并且具有多能分化特性,添加TGF-β1和BMP4后可向原始生殖细胞分化。