小鼠胚胎干细胞饲养层培养体系的优化筛选

目的：建立小鼠胚胎干细胞饲养层培养体系。方法：用5种不同鼠胚成纤维细胞为饲养层，进行小鼠胚胎干细胞的分离培养，观察5种饲养层培养体系对小鼠胚泡发育，内细胞团增殖及胚胎干细胞分离培养的作用。结果：原代或冻存复苏后的原代培养鼠胚成纤维细胞用于制备饲养层，有利于胚泡的贴壁，孵化，内细胞团增殖形成巢式生长集落，离散后培养，可以观察到胚胎干细胞集落的出现，并可在短期内维持胚胎干细胞的正常形态，不发生分化，与其他三组有明显差异。结论：原代或冻存复苏后的原代培养鼠胚成纤维细胞饲养层是用于胚胎干细胞分离培养的有效的培养体系。     

小鼠饲养层细胞制备与小鼠胚胎干细胞SF1-G的培养

背景:小鼠胚胎干细胞系SF1-G是由雌性C57BL/6小鼠与雄性M.spretus小鼠交配后,取桑葚胚期胚胎在STO饲养层细胞上分离培养获得,STO细胞较昂贵,而由小鼠胚胎成纤维细胞制备的饲养层细胞不仅取材容易,而且形成胚胎干胞的克隆率、维持胚胎干细胞正常核型的能力均比STO细胞要好一些,因此,建立一种适宜SF1-G细胞扩增的培养体系,保持其未分化状态生长是充分利用胚胎干细胞资源的前提。目的:建立有效的小鼠胚胎成纤维细胞的分离培养及胚胎干细胞饲养层细胞制备体系;以建立有效的小鼠胚胎干细胞(SF1-G细胞)扩增培养体系。方法:从孕12.5～14.5d的ICR小鼠分离培养原代小鼠胚胎成纤维细胞;取3～5代的小鼠胚胎成纤维细胞,以丝裂霉素C抑制其增殖能力制备饲养层细胞;在饲养层细胞上增殖培养SF1-G细胞;染色体G显带分析法检测SF1-G细胞核型,SF1-G细胞碱性磷酸酶染色和RT-PCR检测Oct4、Nanog基因表达。结果与结论:从孕鼠胚胎有效分离到小鼠胚胎成纤维细胞,以3～5代细胞制备的饲养层细胞能够支持胚胎干细胞SF1-G呈边界清晰的克隆样生长。染色体核型检测SF1-G保持正常核型,碱性磷酸酶、表面标志物检测均呈阳性。实验建立了有效的小鼠胚胎成纤维细胞分离培养体系,并制备供胚胎干细胞进行增殖培养饲养层细胞体系,能够在实验室对SF1-G细胞保持正常未分化状态培养。     

饲养层细胞体系及白血病抑制因子对维持小鼠胚胎干细胞未分化状态的作用

目的建立并筛选最适合的小鼠胚胎干(ES)细胞饲养层培养体系。方法建立7种经过不同处理的鼠胚成纤维细胞作为饲养层培养体系,分别进行小鼠胚胎干细胞的培养,观察7种饲养层培养体系对小鼠ES细胞增殖能力及未分化状态的维持情况。结果小鼠胚胎细胞在3代内均可用于ES细胞的培养。与其他各组比较,第3代培养鼠胚成纤维细胞经丝裂霉素C处理2h后加外源白血病抑制因子(IF,10μg/ml)用作饲养层的克隆形成率和碱性磷酸酶(AKP)染色阳性度最高。结论外源性白血病抑制因子是抑制小鼠ES细胞分化的主要因素。     

人主动脉-性腺-中肾区基质细胞诱导胚胎干细胞分化为造血干细胞及体内造血重建

背景：研究证实多种造血生长因子、基质细胞饲养层及其条件培养液可促进胚胎干细胞向造血干细胞分化。 目的：以人主动脉-性腺-中肾(aorta-gonad-mesonephros,AGM)区基质细胞为饲养层体外诱导小鼠胚胎干细胞分化为造血干细胞,并比较不同移植途径对造血干细胞体内造血重建能力的影响。 方法：将小鼠E14 胚胎干细胞诱导为拟胚体,采用Transwell非接触共培养体系在人AGM区基质细胞饲养层上诱导6 d,接种NOD-SCID小鼠检测体内致瘤性。再将诱导后的拟胚体细胞移植经致死量60Co γ射线辐照的BALB/C雌鼠,受鼠随机分为静脉移植组、骨髓腔移植组、照射对照组及正常对照组。 结果与结论：拟胚体细胞经人AGM区基质细胞诱导后Sca-1⁺c-Kit⁺细胞占(13.12±1.30)%。NOD-SCID小鼠皮下接种经人AGM区基质细胞诱导的拟胚体细胞可出现畸胎瘤,经骨髓腔接种未见肿瘤形成。静脉移植组动物全部死亡,骨髓腔移植组生存率为55.6%,移植后21 d外周血象基本恢复,存活受鼠检测到供体来源Sry基因。提示小鼠胚胎干细胞经人AGM区基质细胞诱导分化的造血干细胞通过骨髓腔移植安全并具有一定的造血重建能力。     

体外定向诱导小鼠胚胎干细胞发育为造血干/祖细胞方法的初步研究

目的:探讨体外定向诱导胚胎干细胞(ESC)发育为造血干细胞(HSC)的方法。方法:将小鼠E14胚胎干细胞在含干细胞生长因子(SCF)和血管内皮生长因子(VEGF)的甲基纤维素培养基中首先诱导发育为胚胎体(EB),再将EB置于均含SCF、VEGF、IL-3、IL-6及促红细胞生成素(EPO)的3种不同培养体系中定向分化为HSC,并观察HSC表面标志性抗原、造血集落形成及瑞氏-姬姆萨染色的结果。结果:经两阶段诱导ESC分化为HSC,发现在甲基纤维素半固体培养体系中HSC发育缓慢,分化14d后CD34+/Sca-1+细胞数最高为(31.5±4.7)%;而在骨髓基质细胞饲养层上HSC发育较快,细胞数量较多,分化第10dCD34+/Sca-1+细胞数即达到峰值,为(47.8±6.3)%;骨髓基质细胞饲养层+胎肝基质细胞上清培养体系中HSC发育同样迅速,所产生的CD34+/Sca-1+细胞数量在3个体系中最高,为(53.6±7.2)%。经瑞氏-姬姆萨染色证实上述细胞为早期造血细胞,均有形成各系造血细胞集落的能力。结论:使用骨髓基质细胞饲养层+胎肝基质细胞上清培养体系及SCF、VEGF、IL-3、IL-6及EPO等细胞因子,通过两阶段诱导分化,可从小鼠ESC获得较高比例的HSC。     

CF-1小鼠胚胎成纤维细胞饲养层的制备**

背景：小鼠胚胎成纤维细胞作为干细胞生长用饲养层,优于无饲养层,它能够分泌一些既促进干细胞生长又能抑制干细胞分化的因子。 目的：建立CF-1小鼠胚胎成纤维细胞饲养层最佳的分离培养方法,分析丝裂霉素C抑制成纤维细胞增殖的最佳浓度与时间,用于培养诱导多能性干细胞。 方法：取孕10~15 d CF-1小鼠,分离胎鼠原代成纤维细胞,经不同质量浓度(5,10,15,20 mg/L)丝裂霉素C处理不同时间(1,1.5,2,2.5,3 h)制备饲养层,并观察其增殖情况。将人诱导多潜能干细胞或胚胎干细胞在丝裂霉素C处理过的饲养层上培养,观察细胞集落生长情况。 结果与结论：制备CF-1小鼠胚胎成纤维细胞饲养层的最佳胎龄为13.0~14.0 d。丝裂霉素C抑制CF-1小鼠胚胎成纤维细胞增殖的最佳浓度及作用时间为10 mg/L,2.5 h,成纤维细胞饲养层可以维持5~7 d。诱导多能性干细胞与胚胎干细胞在经10 mg/L丝裂霉素C处理2.5 h后饲养层上能发育成典型的“鸟巢”状干细胞集落。 关键词：胚胎成纤维细胞;诱导多潜能分化干细胞;饲养层;丝裂霉素C;细胞集落 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.017     

不同培养体系可逆改变人类胚胎干细胞的分化倾向

背景:人类胚胎干细胞可以在饲养细胞依赖性培养体系和化学限定性培养体系下维持未分化状态,能够在体内外诱导分化成三胚层来源的细胞类型。目的:比较饲养细胞和化学限定性培养体系对人类胚胎干细胞特性的影响。方法:将在饲养细胞培养体系下培养27代的人类胚胎干细胞转入到化学限定性培养基体系中培养56代,然后再将其转回到饲养细胞培养体系中,将3种培养条件下的人类胚胎干细胞(饲养细胞培养体系培养70代、化学限定性培养体系培养56代、化学限定性培养体系下培养70代后转回饲养细胞培养体系下培养13代和20代)进行多能性分子标记SSEA4流式分析等检测分析,同时对3种培养条件下人类胚胎干细胞经拟胚体诱导分化后分别检测多能性基因和三胚层分化基因的表达。结果与结论:人类胚胎干细胞在饲养细胞和化学限定性培养体系下表现出不同的诱导分化倾向,在化学限定性培养体系下表现出向神经诱导分化抑制,这种不同的诱导分化倾向可发生可逆性转换,当人类胚胎干细胞由化学限定性培养体系转回到饲养细胞培养体系时,诱导分化倾向表现出与其在饲养细胞下诱导分化一致的模式。在拟胚体分化中,多能性基因Nanog高可能对诱导分化倾向起着重要作用。与此同时,人类胚胎干细胞SSEA4细胞亚群发生相应的变化,人类胚胎干细胞在饲养细胞和化学限定下培养体系下表现的分化倾向与人类胚胎干细胞亚群所占的比例存在关联。     

ICR小鼠胚胎成纤维细胞的分离培养及饲养层制备

背景:小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层能有效促进胚胎干细胞及诱导多能性干细胞增殖并维持其未分化特性和多潜能性,且效果优于无饲养层单独添加一些细胞因子,而且可以为上述两种细胞提供类似的胚胎发育环境。目的:建立稳定高效的ICR小鼠胚胎成纤维细胞饲养层培养体系,用于培养人胚胎干细胞及诱导多能性干细胞。方法:使用胰蛋白酶消化法分离ICR小鼠胚胎成纤维细胞,观察不同的胰蛋白酶水平及消化时间对获取小鼠胚胎成纤维细胞的量及其增殖活性的影响;利用不同质量浓度丝裂霉素C处理小鼠胚胎成纤维细胞1,1.5,2,2.5,3,3.5h制备饲养层细胞,MTT法检测其增殖活性,探索其制备饲养层的最佳条件。结果与结论:分离ICR小鼠胚胎原代成纤维细胞最佳胰蛋白酶浓度为0.05%,消化时间为12～15min,丝裂酶素最佳作用质量浓度和时间为10mg/L作用2.5h,成纤维细胞饲养层可以维持8～12d。0.05%胰蛋白酶消化15～20min效果优于0.15%,0.25%胰蛋白酶消化;10mg/L丝裂霉素C处理胚胎成纤维细胞2.5h能有效抑制其增殖,表明该条件下的饲养层细胞能很好的支持胚胎干细胞及诱导多能性干细胞生长。     

子宫内膜基质细胞作为饲养层培养人胚原始生殖细胞

目的探讨子宫内膜基质细胞作为饲养细胞培养人胚原始生殖细胞的可能。方法从5—9周人胚胎生殖嵴、中肾嵴、肠系膜中消化分离原始生殖细胞(PGCs),种植于经丝裂霉素c处理的人子宫内膜基质细胞饲养层上培养。结果PGCs可以在体外培养3个多月,传14代。这样培养的PGCs表达胚胎干细胞的多种标志,如碱性磷酸酶染色、SSEA和TRA抗原等。另外细胞保持正常的染色体核型。结论人子宫内膜基质细胞可以作为饲养细胞在体外培养人胚原始生殖细胞,保持未分化状态。     

人原生殖细胞的分离与培养

目的:探讨人原生殖细胞(PGC)的分离取材时机与体外培养方法,为人类胚胎生殖细胞(EG)的建系研究奠定基础。方法:取不同孕龄的人胚,分离人PGC,在不同培养体系中,观察其增殖与分化情况。结果:孕8、9周较孕7周人胚用酶机械法分离PGC后,原代克隆形成率高,以小鼠胚胎成纤维细胞或STO细胞作为饲养层,并且在培养液中加入hLIF、hbFGF\,hSCF,能较好地维持人PGC的增殖并保持未分化。结论:孕8、9周龄人胚为分离PGC的适宜材料,酶机械法分离PGC简单有效,饲养层细胞与生长因子为人PGC细胞体外培养所必需。     

人胚胎成纤维细胞饲养层的制备

背景：极小胚胎样干细胞是近年来发现的一种具有类似胚胎干细胞生物学特性的非造血干细胞,但对其体外培养扩增的方法报道极少。有研究推测,人胚胎成纤维细胞能为人骨髓极小胚胎样干细胞体外培养扩增提供良好的微环境。 目的：从人胚胎躯干中分离、培养人胚胎成纤维细胞,制备人胚胎成纤维细胞饲养层用于人骨髓极小胚胎样干细胞的培养。 方法：利用胰酶消化法从孕5-9周龄人胚胎躯干中分离培养人胚胎成纤维细胞。制作饲养层,使用不同浓度丝裂霉素C处理后,用于培养分选后的人骨髓极小胚胎样干细胞,以细胞形态、生长曲线作为胚胎成纤维细胞和饲养层的评价指标。 结果与结论：从人胚胎中成功分离培养出人胚胎成纤维细胞,该细胞可传代24代以上,且经过传代及冻存复苏后生物学特性无改变。丝裂酶素C低于12 mg/L时,人胚胎成纤维细胞增殖不能完全抑制;高于14 mg/L,人胚胎成纤维细胞可能死亡。12 mg/L丝裂霉素C作用3 h后能较好地抑制人胚胎成纤维细胞的增殖,并且保持其活力约2周,可以在很长一段时间内用作人骨髓极小胚胎样干细胞的饲养层。     

人胚胎干细胞在无血清mTeSR?1培养基中维持培养和向内皮细胞的诱导分化

背景：传统的人胚胎干细胞培养扩增方法中应用含动物血清培养基,并依赖饲养层细胞培养,这种培养方法显著制约了干细胞的体外培养规模;另外异源动物血清成分介入,使病原污染及免疫排斥的概率显著增加。 目的：明确应用无血清培养基mTeSR?1对人胚胎干细胞进行长期体外培养的可行性,并建立诱导人胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的相关技术平台。 方法：采用无血清培养基mTeSR?1以非饲养层细胞依赖的方式体外培养、扩增人胚胎干细胞株H9。经过40余次体外传代后,于倒置显微镜下观察其生长形态,并利用免疫荧光染色方法评估其细胞表型。此外,应用条件培养基诱导H9细胞株向内皮细胞方向分化。利用免疫荧光染色技术,定量RT-PCR以及低密度脂蛋白摄取实验对该胚胎干细胞源内皮细胞的表型及功能进行评价、分析。 结果与结论：mTeSR?1培养基能够支持H9细胞株在体外以非饲养层依赖的方式进行长期扩增,同时维持其未分化的干细胞潜能。添加血管内皮细胞的条件培养基能够定向诱导H9细胞向内皮细胞方向分化。该胚胎干细胞源内皮细胞不但表达内皮细胞的标志基因(kdr,pecam)和标记蛋白CD31,而且还能够摄取低密度脂蛋白,形成类似微血管结构。提示实验中所提供的培养及诱导分化体系能够支持胚胎干细胞的增殖与分化行为。     

高效制备昆明鼠胚胎成纤维细胞饲养层

背景：小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层是胚胎干细胞培养最常用的方法,能有效抑制胚胎干细胞分化并促进其增殖,但其制备过程繁琐,工作量大,准备周期长。 目的：探索建立小鼠胚胎成纤维细胞饲养层简单、高效的培养体系。 方法：取13.5 d胎龄胎鼠用改良组织块法及简化酶消化法分离培养原代成纤维细胞,倒置显微镜下观察不同方法培养的原代和传代鼠胚胎成纤维细胞的生长形态、结构及细胞数量变化。收集鼠胚胎成纤维细胞进行冻存,复苏后细胞经不同浓度作用时间的丝裂霉素C处理,制备饲养层。 结果与结论：两种简化方法培养的原代鼠胚胎成纤维细胞生长状态良好,得到高效优质足量细胞,操作过程简单,省去了多次消化、离心、细胞计数等繁琐操作,均适宜于鼠胚胎成纤维细胞的原代培养。简化复苏法复苏后的细胞,按其生长汇合情况,以丝裂霉素C 10 mg/L作用1.5~2.0 h或1 mg/L培养过夜,省时并可获得细胞生长状态最佳的饲养层。     

Establishment of human embryonic stem cell lines from frozen-thawed blastocysts using STO cell feeder layers

BACKGROUND: Recently, human embryonic stem (hES) cells have become very important resources for basic research on cell replacement therapy and other medical applications. The purpose of this study was to test whether pluripotent hES cell lines could be successfully derived from frozen-thawed embryos that were destined to be discarded after 5 years in a routine human IVF-embryo transfer programme and whether an STO cell feeder layer can be used for the culture of hES cells. METHODS: Donated frozen embryos (blastocysts or pronuclear) were thawed, and recovered or in vitro developed blastocysts were immunosurgically treated. All inner cell masses were cultured continuously on an STO cell feeder layer and then presumed hES cell colonies were characterized. RESULTS: Seven and two cell lines were established from frozen-thawed blastocysts (7/20, 35.0%) and pronuclear stage embryos (2/20, 10.0%), respectively. The doubling time of hES cells on the immortal STO cell feeder layer was approximately 36 h, similar to that of cells grown using fresh mouse embryonic fibroblast (MEF) feeder conditions. Subcultured hES cell colonies showed strong positive immunostaining for alkaline phosphatase, stage-specific embryonic antigen-4 (SSEA-4) and tumour rejection antigen 1-60 (TRA1-60) cell surface markers. Also, the hES colonies retained normal karyotypes and Oct-4 expression in prolonged subculture. When in vitro differentiation of hES cells was induced by retinoic acid, three embryonic germ layer cells were identified by RT-PCR or indirect immunocytochemistry. CONCLUSIONS: This study indicates that establishment of hES cells from frozen-thawed blastocysts minimizes the ethical problem associated with the use of human embryos in research and that the STO cell feeder layer can be used for the culture of hES cells.     

人胚胎成纤维细胞对人胚胎干细胞生长的作用

目的：比较人和小鼠胚胎成纤维细胞对人胚胎干细胞生长的作用,为胚胎干细胞定向诱导各系统细胞应用于临床,消除异种蛋白污染打下基础。方法：分别采用人胚胎成纤维细胞和小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层细胞,支持人受精卵的培养,观察其增殖和分化情况。结果：人和小鼠胚胎成纤维细胞分别加入白血病抑制因子（hLIF）均能很好支持人胚胎干细胞生长增殖,并保持未分化状态。结论：完全可以使用人胚胎成纤维细胞支持人胚胎干细胞增殖,消除异种蛋白污染的可能性,为胚胎干细胞定向诱导分化发育应用于临床打下坚实基础。     

Late-adhering human embryonic stem cell clumps during serial passage can yield morphologically 'normal-looking' colonies

During serial passage of human embryonic stem (hES) cells, freshly-seeded hES cell clumps that do not adhere to the newly-plated murine embryonic fibroblast (MEF) feeder layer after culturing overnight, are routinely discarded with the changing of fresh culture media. Preliminary observations revealed that non-adhered hES cell clumps that were still viable possessed a distinct, rounded morphology with 'sharp,' clearly-defined edges. Typically >90% of 'viable' hES cell clumps with such morphology adhered after a further 24 hr of culture on newly-plated MEF. The remaining non-adhered cell clumps that had ill-defined jagged edges could represent either non-viable hES cells or senescent MEF carried over from the previous sub-culture. Virtually none of these adhered to the newly-plated MEF feeder layer. The overwhelming majority of 'viable,' late-adhering hES cell clumps (typically >90%) gave rise to morphologically 'normal-looking' hES colonies, which appeared to remain undifferentiated. Additionally, hES cell clumps that were attached together with the majority of the passaged colonies, but were somewhat delayed in the adhesion process, compared to neighbouring colonies, also gave rise to morphologically 'normal-looking' undifferentiated colonies that were virtually indistinguishable from neighbouring colonies. Hence, it may be useful to retain late-adhering hES cell clumps during serial passage of hES cells, rather than discarding them.     

以转染白血病抑制因子基因的人胚肺成纤维细胞为饲养层培养人胚胎生殖细胞

目的 以转染白血病抑制因子(LIF)基因的人胚肺成纤维细胞为饲养层培养人胚胎生殖细胞,为建立无动物成分污染的人胚胎生殖细胞培养体系奠定基础.方法 将LIF真核表达载体pcDNA3.1( )-LIF转染到人胚肺成纤维细胞中,通过筛选和鉴定获得表达LIF的阳性细胞.将原始生殖细胞(PGCs)种植到转染后细胞制备而成的饲养层上,在不添加外源性LIF的条件下培养,并对PGCs来源的细胞集落进行鉴定.结果 经RT-PCR及Western blotting 鉴定证实,转染pcDNA3.1( )-LIF的人胚肺成纤维细胞表达LIF基因.在转染后人胚肺成纤维细胞上生长的PGCs可形成典型的鸟巢状集落,经检测集落碱性磷酸酶活性呈强阳性,表达胚胎阶段特异性抗原SSEA-1、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81,及未分化标志Oct-4.结论 用转染LIF基因后的人胚肺成纤维细胞作为饲养层能支持PGCs来源人胚胎生殖细胞的生长,维持自我更新.     

传代培养人胚胎生殖干细胞的生物学鉴定

目的：通过对传代培养至第5代细胞分子标记物的表达分析,鉴定传代培养的细胞为人胚胎生殖干细胞（embrgonic germ stem cells,EGCs）。方法：取5～10周人胚胎的生殖腺嵴和肠背系膜,进行组织块体外培养人ECA2s,挑选传代培养至第5代生长良好的细胞,采用免疫细胞化学法分别检测SSEA-1、SSEA-3、Oct-4、hTERT的表达。结果：组织块体外培养得到的细胞,经免疫细胞化学法显示的单个细胞或细胞集落,均阳性表达SSEA-1、SSEA-3、Oct-4、hTERT。结论：组织块体外传代培养第5代所获得的细胞,为未分化的人EGCs。     

Human amniotic fluid stem cells support undifferentiated propagation and pluripotency of human embryonic stem cell without b-FGF in a density dependent manner

Human embryonic stem cells (hESCs) are pluripotent cells which can give rise to almost all adult cell lineages. Culture system of hESCs is complex, requiring exogenous b-FGF and feeder cell layer. Human mesenchymal stem cells (MSCs) not only synthesize soluble cytokines or factors such as b-FGF, but also provide other mechanism which might play positive role on sustaining hESCs propagation and pluripotency. Human amniotic fluid stem (AFS) cells, which share characteristics of both embryonic and adult stem cells, have been regarded as promising cells for regenerative medicine. Taking advantage by AFS cells, we studied the ability of AFS cells in supporting undifferentiated propagation and pluripotency of Chinese population derived X-01 hESCs. Human AF-type amniotic fluid stem cells (hAF-AFSCs) transcribed genes including Activin A, TGF-β1, Noggin and b-FGF, which involved in maintaining pluripotency and self-renewal of hESCs. Compared to mouse embryonic fibroblasts (MEFs), hAF-AFSCs secreted higher concentration of b-FGF which was important in hESCs culture (P < 0.05). The hESCs were propagated more than 30 passages on hAF-AFSCs layer with exogenous b-FGF supplementation, keeping undifferentiated status. While exogenous b-FGF was obviated, propagation of hESCs with undifferentiated status was dependent on density of hAF-AFSC feeder layer. Lower density of hAF-AFSCs resulted in rapid decline in undifferentiated clone number, while higher ones hindered the growth of colonies. The most appropriate hAF-AFSCs feeder density to maintain the X-01 hESC line without exogenous b-FGF was 15-20×10⁴/well. To the best of our knowledge, this is the first study demonstrating that hAF-AFSCs could support undifferentiated propagation and pluripotency of Chinese population derived hESCs without exogenous b-FGF supplementation.