体外诱导人胚胎干细胞定向分化为神经干细胞

目的:探讨体外定向诱导人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)生成高纯度神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的方法.方法:模拟体内神经细胞分化发育的不同阶段及微环境,分三阶段诱导hESCs定向生成NSCs.形态学观察结合免疫荧光细胞化学、流式细胞术和RT-PCR检测胚胎干细胞标志和神经干细胞标志;NSCs分化实验对所诱导的NSCs的分化潜能进行检测.结果:体外培养的hESCs在胚胎成纤维细胞饲养层上连续传代培养50代,仍保持SSEA-4,TRA-1-81阳性,表达Nanog基因,流式细胞术检测SSEA-4阳性表达率为83.44%;经三步法最终可诱导形成纯度高达90%以上的nestin阳性细胞,表达nestin基因,流式细胞术检测nestin阳性表达率为89.38%;诱导生成的细胞反复传代,仍表现为nestin阳性,并可进一步分化为神经元、星形神经胶质细胞和少突胶质细胞.结论:模拟体内神经分化过程的三步诱导法,可诱导hESCs生成较高纯度的NSCs,并能较好维持其干细胞特性和具有进一步分化的能力.     

小鼠孤雌胚胎干细胞直接向神经细胞诱导分化的实验研究

目的探讨小鼠孤雌胚胎干细胞在体外不经过拟胚体(EB）阶段,直接诱导分化为神经细胞的可行性。方法采用阶段诱导的方法,首先由孤雌胚胎干细胞向神经前体细胞定向分化,通过巢蛋白(nestin)免疫荧光细胞化学染色对神经前体细胞进行鉴定。在此基础上,撤除丝裂原,加入5%胎牛血清,观察已分化的神经前体细胞能否进一步分化为神经细胞,并对分化出的细胞进行免疫荧光细胞化学鉴定。结果经选择培养基培养3?d后的孤雌干细胞绝大多数可诱导为神经前体细胞,nestin呈阳性。加入血清进一步诱导,可分化出β-Ⅲ-tubline阳性的神经细胞。结论小鼠孤雌胚胎干细胞在体外不经EB培养阶段,可直接诱导分化为神经细胞,并且前期可得到大量的神经前体细胞。     

褪黑激素体外定向诱导骨髓间充质干细胞的研究

目的:探讨褪黑激素(melatonin,MT)体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)不同时段向神经细胞分化的情况。方法:采用细胞培养技术分离培养和纯化大鼠MSCs,以MT为诱导剂诱导大鼠MSCs向神经细胞分化。分别在诱导后3,7,10,14 d以免疫荧光法测定神经干细胞特异性标志(nestin)、神经元细胞特异性标志(neurofilament,NF)和星形胶质细胞特异性标志(GFAP)的表达。结果:MT诱导分化3 d,部分细胞胞体收缩成三角形,有些成为简单的双极或多极细胞。诱导3 d细胞开始表达nestin,7~14 d表达nestin和NF,细胞不表达GFAP。结论:MT可诱导大鼠MSCs分化为神经细胞。     

人神经干细胞体外诱导分化及在体裸鼠胃肠道的移植

目的:探索人神经干细胞体外诱导分化,以及在体移植人裸鼠(免疫缺陷小鼠)幽门部后的存活及分化状况.方法:取10周左右流产人胚胎神经干细胞,体外悬浮培养、传代和诱导分化,用免疫荧光方法检测神经干细胞标志物神经上皮干细胞蛋白(nestin)、肠道神经细胞标志蛋白基因产物9.5(protein gene product 9.5,PGP9.5)和神经胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP);取体外悬浮培养3个月的人神经干细胞移植入裸鼠的幽门部,检测神经十细胞在幽门局部的存活和分化状况.结果:免疫荧光染色显示体外培养的人神经干细胞nestin阳性,诱导分化后PGP9.5和GFAP阳性.将人神经干细胞移植入裸鼠幽门部后连续检测到第6周,可见细胞存活,但免疫荧光染色未能榆测到神经细胞和神经胶质细胞的分化标志.结论:人神经干细胞可以成功地在体外培养、传代和诱导分化,移植入裸鼠幽门部后可在局部存活,对干细胞移植治疗胃肠道神经系统失调性疾病进行了初步探索.     

淫羊藿素诱导小鼠胚胎干细胞体外定向分化为神经细胞

目的:采用淫羊藿素(icaritin,ICT)改变小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)体外培养微环境,论证ICT提高ES细胞体外定向分化为神经细胞的效应。方法:采用拟胚体培养法,评价ICT对ES细胞体外定向分化为神经细胞的诱导作用;并利用RT-PCR法和免疫荧光法鉴定神经细胞特异基因和蛋白表达谱。结果:ICT在10-7mol/L浓度时,对ES细胞定向分化为神经细胞表型呈现最佳诱导效应,在分化d8 8时,分化率高达80%(P<0.001),并呈良好的量效和时效关系。分化神经表型者表达神经元特异性微管蛋白(β-tubulin Ⅲ)基因和神经胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白(GFAP)基因,同时伴有神经前体细胞特异性标志蛋白(nestin)及β-tubulin Ⅲ和GFAP特异性蛋白阳性表达。结论:应用拟胚体培养微环境调控法,ICT可诱导小鼠ES细胞定向分化为神经细胞,并与神经发育依赖性特异基因和蛋白表达呈正相关。     

人胚胎干细胞体外培养及特性分析

目的探讨人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)的体外培养及其特性。方法 hESCs接种于饲养层细胞,培养液为含20%Knockout SR的Knockout DMEM,其中添加10 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),通过观察细胞形态、免疫细胞化学技术分析hESCs表面标志分子SSEA-3、SSEA-4、SSEA-1和TRA-1-60的表达,鉴定hESCs的未分化状态;G显带技术分析细胞染色体核型。同时,通过分析hESCs体外形成胚胎体、体内生成畸胎瘤的情况,鉴定hESCs的分化潜能。结果 hESCs在饲养层细胞上呈克隆生长,细胞为二倍体核型。hESCs表达SSEA-3、SSEA-4、以及TRA-1-60细胞表面特征性标志。体内、外分化实验证实hESCs具备多分化潜能。结论 hESCs在体外培养条件下能够保持未分化状态和发育的全能性,为进一步探索hESCs的诱导分化,以及hESCs的应用研究提供可行性保证。     

人胚胎神经干细胞的分离培养及鉴定

目的探索人胚胎神经干细胞的体外分离培养条件,并观察神经干细胞增殖、分化的特点.方法采用机械方法从流产的10～18周胎龄的人胚胎前脑分离神经干细胞,用无血清培养液,加入表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)刺激细胞增殖,进行体外扩增、传代培养.传3～4代的神经细胞球在含10%胎牛血清的DMEM/F12培养液贴壁诱导分化培养.采用免疫荧光法鉴定神经干细胞和分化的神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞.结果从人胚胎前脑分离的细胞在含有EGF和bFGF的无血清培养液中能形成大量的神经细胞球,这些神经细胞球可在体外增殖及传代培养.神经细胞球用特异性的鼠抗人巢蛋白(nestin)抗体鉴定,大部分为阳性细胞.神经细胞球在血清培养液贴壁培养后可分化出神经纤维细丝(NF)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、半乳糖脑苷脂(Gal-C)表达阳性的细胞.结论从人胚胎前脑分离的细胞具有自我更新能力和多向分化潜能,属于神经干细胞;在含有EGF和bFGF的无血清培养液中,神经干细胞能在体外大量扩增.     

成年大鼠骨骼肌肌源性干细胞向神经细胞的分化

目的 研究成体骨骼肌肌源性干细胞(MDSCs)向神经细胞分化的潜能.方法 从成年 SD 大鼠骨骼肌组织中培养出肌源性干细胞,采用 bFGF、EGF 诱导出神经球样细胞团,并检测 nestin 表达.再在贴壁培养条件下,用 RA、BDGF 诱导分化,并检测 NSE、GFAP 的表达.结果 MDSCs 能被诱导出神经球样细胞团,并表达 nestin.这些细胞进一步诱导,部分细胞表现出神经元样或胶质细胞样形态,并表达 NSE 或 GFAP.结论 MDSCs 能向神经细胞样细胞分化,有望用于神经系统疾病的治疗.     

大鼠骨髓细胞体外诱导分化神经细胞的演变规律

[目的] 摸索从全骨髓诱导培养分化神经细胞的方法,并从神经巢蛋白(nestin)和神经核蛋白(NeuN)两种标记物上观察其分化的演变规律.[方法] 抽取 SD大鼠骨髓做全骨髓细胞培养,采用免疫细胞化学和荧光激活细胞计数仪 (FACS)追踪由骨髓到神经元样细胞不同阶段 nestin和 NeuN的表达趋势,给予定性、定量分析.[结果] 免疫细胞化学检测,细胞培养 5 d时对上述抗体呈弱阳性,逐渐增强,培养第 15天细胞呈典型 nestin强阳性反应,而 NeuN强阳性反应在 25～ 30 d达到高峰,发育成为神经元样细胞. FACS同步追踪显示了 nestin和 NeuN在培养第 5天时即有表达,前者 3.4%,后者 2.5%.随着骨髓细胞的分化,在 15 d时 nestin阳性细胞为 22.7%,达到高峰,随后下降. NeuN于 30 d达到高峰为 41 2%,而此时 nestin阳性细胞为 5.9%.[结论] 从神经干细胞和神经细胞特征性标记物演变探知骨髓细胞的分化发育规律;骨髓细胞可分化为神经细胞;骨髓源性神经前体细胞早期亦有 nestin和 NeuN的表达.     

人类胚胎干细胞体外分化形成包含多种细胞的类胚体

目的:研究人类胚胎干细胞的体外多向分化能力.方法:胚胎干细胞在无饲养细胞、无碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、悬浮条件下培养形成类胚体.采用RT-PCR方法检测不同培养时间类胚体中某些功能细胞的特征分子标志.结果:在无饲养细胞、无bFGF、悬浮条件下培养,胚胎干细胞自动聚集形成细胞团,逐渐长大并分化为囊实性类胚体.RT-PCR显示,类胚体表达多种细胞前体及功能细胞的分子标志,如神经前体细胞、胰岛前体细胞以及成熟神经细胞、表达胰岛素的β细胞、表达胰高血糖素的α细胞和肝细胞等等.不同细胞标志在类胚体中出现的时间段有差异,先出现分化程度低的前体细胞分子标志,然后出现成熟细胞的分子标志.结论:人类胚胎干细胞体外可自然分化为表达多种细胞标志的类胚体,是进行深入体外诱导分化研究的基础.     

羊膜上皮细胞促进共培养神经干细胞存活及分化

目的：探讨羊膜上皮细胞是否能在体外促进胚胎脑神经干细胞的存活及分化。 方法：Neurosphere法分离、克隆E12~14 d Wistar大鼠脑组织的神经干细胞,同时从羊膜中分离羊膜上皮细胞。将神经干细胞与羊膜上皮细胞在不同条件下共培养,通过免疫组织化学法对羊膜上皮细胞及神经干细胞的分化进行检测。 结果：羊膜上皮细胞表达神经干细胞及神经元、神经胶质细胞表面抗原;与羊膜上皮细胞共培养的神经干细胞克隆的分化细胞总数、分化为神经元的百分率及神经元初级突起长度明显高于对照组。 结论：羊膜上皮细胞与神经干细胞具有一定的同源性;羊膜上皮细胞能促进体外培养的神经干细胞的分化,且主要向神经元分化,并促进神经元初级突起的生长。提示羊膜上皮细胞为神经干细胞提供促进其分化及存活适宜的微环境。     

外源性一氧化氮对神经干细胞分化的促进作用

目的：探讨外源性一氧化氮(ectogenesis nitric oxide,NO)对培养状态下神经干细胞分化的影响．方法：用含EGF的条件培养基原代培养小鼠神经干细胞,在第5日时,实验组加入硝普钠(sodium nitroprussides NP)作为NO的体外供体,对照组不加SNP．24h后都换成含血清的培养基．比较两组细胞的分化情况．结果：在含血清培养基中培养24h后,两组细胞均发生分化,但实验组经SNP作用后,细胞分化速度较对照组明显加快,突起较长．结论：NO能促进神经干细胞的分化,并能促进细胞分化后轴突的发育．     

Nogo-p4对神经干细胞分化成星形胶质细胞的影响

目的:观察Nogo-p4对神经干细胞分化成星形胶质细胞的影响。方法:体外培养大鼠脊髓来源神经干细胞,分为A组和B组,在神经干细胞分化过程中A组加入血清,B组加入血清和4μmol/L的Nogo-p4,分化7d后,GFAP抗体标记星形胶质细胞,观察其各亚型的比率和形态特点。结果:神经干细胞分化第7d,A组形成4种亚型星形胶质细胞,分别为胞体延长型,双极型,星型和扁平多角型。B组只能形成3种亚型星形胶质细胞,分别为胞体延长型,双极型和星型。结论:Nogo-p4对神经干细胞分化过程中形成的扁平多角型星形胶质细胞具有选择性抑制作用。     

人胚胎干细胞分化为角质形成细胞过程中标志物的表达特点

目的：诱导人胚胎干细胞（human embryonic stem cells,hESCs）定向分化为角质形成细胞K-hESCs（keratinocyte derived from human embryonic stem cells）, 并分析诱导过程中K-hESCs不同标志物的表达特点。方法：运用含骨形成蛋白4、维甲酸和N2添加剂的上皮分化培养基直接诱导hESCs分化为K- hESCs,通过染色体核型分析检测K-hESCs核型,通过实时定量PCR检测K-hESCs在分化的不同时期基因的表达及其与原代人牙龈上皮细胞（human gingival epithelial cells,HGECs）、人永生化口腔上皮细胞（human immortalized oral epithelial cells,HIOECs）、人永生化皮肤角质形成细胞HaCaT的基因表达差异;利用免疫组织化学检测不同标志物在K-hESCs的蛋白表达。结果：运用上皮分化培养基成功地诱导hESCs分化为上皮样细胞K-hESCs; K-hESCs核型具有正常46条染色体,无结构异常;K-hESCs中角质形成细胞标志物基因p63的表达明显低于HaCaT细胞（P<0.05）,而与HGECs和HIOECs中的表达差异无统计学意义（P>0.05）。结论：运用上皮分化培养基可成功诱导hESCs分化为具有正常核型的K-hESCs;标志物的表达特点提示诱导hESCs分化为K-hESCs的过程是从hESCs向单层上皮干细胞分化继而转向复层上皮终末分化发展的趋势,最终得到的K-hESCs类似于单层鳞状上皮干细胞向终末分化初始阶段的角质形成细胞,该阶段的细胞由上皮干细胞静止状态被激活,处于分化初始高增殖活力阶段。     

Histone deacetylase inhibitor promotes differentiation of embryonic stem cells into neural cells in adherent monoculture

Background Embryonic stem （ES） cells poss unlimited self-renewal capacity and the ability to differentiate into cell of all three germ layers in vitro. Induced differentiation of ES cells to neural lineage cells has great potential in basic study of neurogenesis and regeneration therapy of neurodegenerative diseases. Histone deacetylase （HDAC） inhibitors enhance histone acetylation so that globularly activate gene expression and may initiate multilineage differentiation. In this study,we aimed to develop a method to induce the differentiation of ES cells to neural cells combining HDAC inhibition and neural cellselection.Methods In this study, we used HDAC inhibitor sodium butyrate （NAB） to induce the differentiation of mouse embryonic stem cells to neural cells through monolayer culture. After differentiation initiation by histone deacetylase inhibitor sodium butyrate, neural cells were induced and selected with a serum free culture system. Results Homogeneous neurons without glial cells demonstrated by molecular marker expression were differentiated with the method. The resultant neurons were excitable. Conclusion The method combined differentiation induction effect of HDAC inhibitors and selective culture system to derive neural cells from ES cells, and implied the involvement of epigenetic regulation in neural differentiation.     

Effect of VEGF on neural differentiation of human embryonic stem cells <Emphasis Type="Italic">in vitro</Emphasis>

The effects of vascular endothelial growth factor （VEGF） on neural differentiation of human embryonic stem cells （hESCs） in vitro and the possible mechanism were observed. The hESCs lines, TJMU1 and TJMU2, were established and stored by our laboratory, hESCs differentiated into neuronal cells through embryonic body formation. In this induction process, hESCs were divided into three groups： group A, routine induction; group B, routine induction＋10 ng/mL VEGF; group C, routine in- duction＋10 ng/mL VEGF＋10 ng/mL VEGFR2/Fc. OCT4, Nestin and GFAP in each group were de- tected by RT-PCR, and the cells expressing Nestin and GFAP were counted by immunofluorescence. The percentage of Nestin positive cells in group B was significantly higher than in groups A and C, while the percentage of GFAP positive cells in group B was significantly lower than in groups A and C （P〈0.01）. There was no significant difference between groups A and C （P〉0.05）. It was concluded that VEGF, via VEGFR2, stimulated the neural differentiation of hESCs in vitro.     

Mash1在室管膜前下区神经干细胞向GABA能神经元分化中的作用

目的 研究Mash1在室管膜前下区(anterior subventricular zone, SVZa)神经干细胞向γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)能神经元分化中的作用.方法 体外分离培养新生0 d昆明小鼠的SVZa神经干细胞,构建Mash1与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)正义、反义融合蛋白表达质粒,转染SVZa神经干细胞,GFP 活体荧光标记SVZa神经干细胞,采用流式细胞仪检测在Mash1作用下SVZa神经干细胞分化为神经元的比例和分化为GABA能神经元的比例.结果 pEGFP-Mash1-质粒、pEGFP-Mash1 质粒双酶切鉴定构建成功,核转染结果表明:GFP融合蛋白表达阳性;pEGFP-Mash1 组SVZa神经干细胞分化为神经元的比例明显高于空白对照组(P＜0.05);pEGFP-Mash1-组SVZa神经干细胞分化为神经元的比例明显低于空白对照组;pEGFP-Mash1 组SVZa神经干细胞分化为GABA能神经元的比例明显高于空白对照组(P＜0.05);pEGFP-Mash1-组SVZa神经干细胞分化为GABA能神经元的比例明显低于空白对照组(P＜0.05).结论 pEGFP-Mash1-质粒、pEGFP-Mash1 质粒构建成功;Mash1可以促进SVZa神经干细胞向神经元方向分化,而且主要表现为促进SVZa神经干细胞向GABA能神经元分化.     

丁羟茴醚诱导幼儿骨髓间质干细胞分化为神经细胞

目的:探讨幼儿骨髓间质干细胞诱导分化为神经干细胞及神经细胞的方法及生物学特征,为临床利用骨髓间质干细胞或/和造血干细胞治疗小儿脊髓栓系综合征及其它神经系统疾病奠定基础。方法:取健康幼儿骨髓分离纯化骨髓间质干细胞,在α-MEM培养基(含20%胎牛血清,2 mmol/L谷氨酰胺,100 U/ml盘尼西林,100 mg/ml链霉素,25 ng/ml两性霉素B)中进行无分化培养,将传代细胞用丁羟茴醚(ButylatedHydroxyanisole,BHA)诱导,诱导剂是无血清DMEM培养基:含2%二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide,DMSO)、150μMBHA。结果:骨髓间质干细胞经过7 d体外诱导,大约有55%的细胞发生形态学变化,最初是胞体变圆,随后延展出长长的神经丝并相互交织成网,免疫组化结果表明这些细胞beta-微管蛋白Ⅲ(β-tublinⅢ)和神经胶质原纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)表达阳性。结论:儿童骨髓间质干细胞在合适的诱导剂作用下体外可定向分化成神经元和神经胶质细胞。为小儿脊髓栓系综合征及其它神经系统疾病自体骨髓移植实验治疗奠定了基础。