人AGM区及胎肝基质细胞促进小鼠胚胎干细胞向造血干细胞分化和体内造血重建

目的: 探讨小鼠胚胎干细胞(ESCs)经人主动脉-性腺-中肾(AGM)区及胎肝(FL)基质细胞程序诱导后,向造血干细胞(HSCs)分化的效率及其造血功能。方法: 将E14 ESCs诱导为拟胚体(EB),并在人AGM区及FL基质细胞饲养层上进一步诱导分化,培养6 d后收集细胞检测Sca-1⁺c-Kit⁺细胞含量、分析造血细胞集落形成能力及致瘤性。再将不同诱导阶段的EB来源细胞移植经致死量 γ射线辐照的BALB/c雌鼠,观察生存率、植入状况和造血重建。结果: (1)EB来源细胞经人AGM区及FL基质细胞程序诱导后Sca-1⁺c-Kit⁺细胞含量为(21.96±2.54)%,造血集落总数为(520±52)/10⁵cells,明显优于诱导前及人AGM区基质细胞初步诱导者(P＜0.05)。(2)NOD-SCID小鼠接种经人AGM区及FL基质细胞诱导的ESCs未见畸胎瘤。(3)BALB/c雌鼠移植经人AGM区及FL基质细胞诱导的EB来源细胞后生存率77.8%,14 d外周血细胞计数明显改善,存活受鼠均检测到供体来源sry基因,而移植人AGM区基质细胞诱导的EB细胞者15 d内全部死亡。结论: 人AGM区及FL基质细胞能促进小鼠ESCs定向分化为HSCs,有效重建体内造血功能。     

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。     

含人AGM区基质细胞培养体系定向诱导胚胎干细胞为造血干细胞的实验研究

目的： 体外模拟胚胎早期AGM区造血微环境，诱导胚胎干细胞（ESCs）分化为造血干细胞（HSCs）。方法：将小鼠E14 ESCs在含BMP-4及VEGF的半固体培养基中诱导为拟胚体（EB），分别于3、6、9、12、15 d时收获EB，流式细胞术检测Flk-1+细胞含量。取Flk-1+ 细胞处于高峰期的EB细胞，在人AGM区基质细胞饲养层上进一步诱导分化，并设无饲养层对照，分别于3、6、9、12 d时收获细胞计数、流式细胞术检测Sca-1+c-kit+ 细胞含量，并分析造血细胞集落形成能力。结果：诱导E14细胞形成EB过程中添加BMP4+VEGF的因子组Flk-1+细胞在第9 d达峰值（27.53%± 2.84％），与未添加因子组（8.77%± 1.12％）比较差异显著(P<0.05)。将培养9 d的EB细胞在hAGMS3、hAGMS4饲养层上进一步诱导分化，第6 d时Sca-1+c-kit+细胞达峰值，分别为7.31%±1.21％、7.62%±1.52％，其绝对数分别扩增(2.57±0.48)倍、(2.35±0.36)倍，与无饲养层组比较显著差异（P<0.05）。该分化阶段的Sca-1+c-kit+细胞具有形成各系造血细胞集落的能力。结论：人胚早期AGM区基质细胞能促进小鼠ESCs定向分化为HSCs，为研究ESCs分化为HSCs的分子机制提供了实验模型。     

AGM区来源的基质细胞促进造血干细胞扩增的体外实验研究

目的： 探讨主动脉-性腺-中肾（aorta-gonad-mesonephros，AGM）来源的基质细胞对造血干细胞（HSC）增殖的促进作用，为探寻HSC的体外扩增方法奠定实验基础。 方法： 分别从孕11 d BALB/c小鼠胚胎AGM区及6周龄小鼠骨髓分离、培养基质细胞，流式细胞仪等对基质细胞进行鉴定；利用小鼠胚胎干细胞（ESC）向造血细胞定向分化的模型，结合高增殖潜能集落（HPP-CFC）、原始细胞集落（BL-CFC）形成实验及流式细胞仪分析CD34+、CD34+Sca-1+细胞比例，对比研究AGM及骨髓基质细胞对ESC来源的HSC的扩增作用。 结果： 小鼠AGM和骨髓基质细胞在形态及表型上基本相似，均符合基质细胞的特征。AGM和骨髓基质细胞均可促进ESC来源的HPP-CFC的形成，但AGM基质细胞还可促进ESC来源的 BL-CFC的形成；流式细胞仪检测发现：在骨髓基质细胞支持下，CD34+细胞增加了3-4倍，但CD34+/Sca-1+却无明显增加；而在AGM基质细胞支持下CD34+、CD34+Sca-1+细胞均明显增加了4-5倍。 结论： AGM基质细胞在有效扩增小鼠HSC同时，能很好地维持HSC自我更新及多向分化的潜能。     

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。     

酸性成纤维细胞生长因子与胚胎干细胞的造血分化

背景：有研究表明,在卵黄囊造血、胎肝造血和胚胎干细胞向造血干细胞分化过程中,酸性成纤维细胞生长因子可强烈表达。 目的：探讨酸性成纤维细胞生长因子对小鼠胚胎干细胞造血分化的作用,在拟胚体培养阶段施加酸性成纤维细胞生长因子,验证酸性成纤维细胞生长因子对造血形成细胞产生的调控作用。 方法：培养小鼠胚胎干细胞,将饲养层上生长状态良好的小鼠胚胎干细胞用胰酶消化成单个细胞后,利用悬滴法制备拟胚体,拟胚体继续悬浮培养,以1,2和5 μg/L酸性成纤维细胞生长因子分别培养3,5,7,9 d,通过免疫荧光法检测胚胎干细胞与拟胚体中酸性成纤维细胞生长因子的表达,流式细胞术检测Flk-1⁺与CD133⁺阳性细胞率。 结果与结论：酸性成纤维细胞生长因子在拟胚体中呈阳性表达。在5 μg/L酸性成纤维细胞生长因子作用下,Flk-1⁺细胞随时间增加表达增加,CD133⁺细胞表达模式与Flk-1⁺细胞类似。在1 μg/L时,Flk-1⁺细胞在7 d时表达达到高峰,随后下降。CD133⁺细胞表达结果类似。而在2 μg/L时,5 d时Flk-1⁺细胞表达升高,随后下降,在9 d时表达又增高。而CD133⁺细胞则总体呈现升高趋势。酸性成纤维细胞生长因子可促进Flk-1⁺与CD133⁺细胞的产生,证明酸性成纤维细胞生长因子能够有效促进拟胚体的扩增以及成血管血液干细胞的产生与增殖。     

人胚胎干细胞HuES17向造血干细胞的分化

背景：人类胚胎干细胞是来源于着床前囊胚的内细胞团,能在长期培养中无限增殖并保持未分化状态,且具有分化成人体组织各种细胞类型能力的细胞。 目的：进一步验证人胚胎干细胞HuES17细胞株向造血干细胞分化的能力。 方法：人胚胎干细胞HuES17采用与人包皮成纤维细胞二维共培养的方式培养,采用人胚胎干细胞与小鼠骨髓基质细胞(OP9) 二维共培养的方法诱导胚胎干细胞向造血干细胞分化。 结果与结论：人胚胎干细胞与小鼠骨髓基质细胞(OP9) 二维共培养诱导造血分化的第四五天即开始出现OP9细胞逐渐老化,很快死亡;可以观察到人胚胎干细胞分化,然而,随着OP9细胞死亡,分化的人胚胎干细胞亦死亡,不能诱导人胚胎干细胞向造血干细胞分化。提示人胚胎干细胞HuES17细胞株可能不能向造血干细胞分化,或向造血干细胞分化的能力较低。     

转FL基因基质细胞对脐血造血干细胞的作用

造血干细胞不足，限制了造血干细胞移植在临床的应用。我们曾探讨了持续稳定表达人FL(FLT3配体)和GMCSF(粒-巨噬细胞集落刺激因子)的转基因基质细胞系对CD34^ 细胞具有扩增作用，而在CD34^ 细胞中只有CD34^ 、CD38^-细胞才可使造血功能重建。本实验拟通过已建立的持续稳定表达人FL转基因基质细胞系，进一步探讨FL基因修饰的骨髓基质细胞对人脐血造血干细胞的体外扩增作用。     

体外分化胚胎干细胞为造血干细胞重建造血功能的研究

目的：探讨体外定向分化胚胎干细胞（ESCs）为造血干细胞（HSCs）对体内造血功能的重建作用。方法：将小鼠E14.1胚胎干细胞采用“三步诱导法”在体外分化发育为HSCs，造血克隆形成(CFU)实验观察其体外造血集落形成情况，免疫磁珠分选纯化HSCs移植给经亚致死剂量γ射线照射的雌性SCID小鼠，观察其植入及小鼠造血功能恢复情况。结果: 经过分阶段诱导，多种造血刺激因子联合应用能有效促进ESCs定向分化发育为HSCs,流式细胞仪检测HSCs特异性表面标志物CD34+/Sca-1+表达最高为（58.64±4.20）%，CFU培养能形成较多的红系、粒系/巨噬细胞系及混合细胞集落, Wright-Giemsa 染色显示为原始的造血细胞。此阶段的HSCs经分选纯化后移植给经γ射线照射后的小鼠，移植组小鼠+10 d造血功能开始恢复，观察40 d后除血小板恢复较慢外，白细胞、红细胞、血红蛋白等指标已接近正常，植入率为71.4%，存活率为43.0%，染色体检测证实已由受体鼠的XX转为供体鼠的XY。结论: 采用分阶段诱导的方法，可在体外定向诱导小鼠ESCs分化发育为HSCs，此来源的HSCs可以有效重建体内造血功能。     

胎肝条件培养液体外诱导人骨髓间充质干细胞定向分化为造血细胞的研究

目的：探讨人骨髓间充质干细胞（hMSCs）体外造血分化潜能。方法： 选用孕12.5-14.5 d（12.5-14.5 dpc）的昆明小鼠，分别制备小鼠胎肝基质细胞条件培养液（FLSC-CM）及胚胎成纤维细胞饲养层（FD），将体外扩增的CD34-CD45-hMSCs分别接种于含FLSC-CM、FD和IL-6及SCF组合的培养体系中，培养7 d后，通过形态学、表型、粒-单/巨噬细胞系集落培养（CFU-GM）对分化细胞进行鉴定。结果： hMSCs与FLSC-CM共培养组产生的非贴壁细胞明显增多，形态类似于单核或小淋巴细胞，部分细胞可表达人造血细胞特异性表面分子（CD34和CD45），在含人粒-单集落刺激因子（GM-CSF）的甲基纤维素培养体系中能够形成CFU-GM，而FD和IL-6+SCF诱导组无上述作用。结论： FLSC-CM可诱导CD34-CD45-hMSCs分化为造血细胞，提示hMSCs具有体外造血分化潜能。     

Transwell共培养条件下诱导脂肪干细胞成骨能力的改变

BACKGROUND:Under co-culture conditions, mesenchymal stem cells could regulate osteogenic differentiation and osteogenesis of osteoblasts. OBJECTIVE:To observe the osteogenic efficiency of osteoblastic precursor cells co-cultured with undifferentiated bone marrow-derived mesenchymal stem cells, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, or placenta-derived mesenchymal stem cells in mineralization medium. METHODS:Adipose-derived stem cells were induced in osteogenic differentiation medium for 7 days before being indirectly co-cultured with undifferentiated mesenchymal stem cells isolated from different tissues (bone marrow group, umbilical cord group and placenta group) in Transwell plates. Induced adipose-derived stem cells cultured alone served as control group. At different experimental intervals, quantitative analysis of alkaline phosphatase activity and calcified matrix was preformed to observe the effects of mesenchymal stem cells from different sources on the osteogenic efficiency of induced adipose-derived stem cells. RESULTS AND CONCLUSION:Expression of alkaline phosphatase was significantly higher in different experimental groups than the control group (P < 0.05), and it was also higher in the bone marrow group than the umbilical cord and placenta groups (P < 0.05). Quantitative analysis of calcified matrix revealed that the experimental groups were significantly higher than the control group (P < 0.05); and in experimental groups, the umbilical cord group was higher than bone marrow group and placenta group(P < 0.05). These findings indicate that the osteogenic efficiency of induced adipose-derived stem cells is improved dramatically under co-culture conditions.     

基质细胞衍生因子1预处理抑制大鼠骨髓间充质干细胞的凋亡

背景：研究发现基质细胞衍生因子1除参与趋化干细胞定向迁移途径,还具有抗凋亡作用。 目的：观察基质细胞衍生因子1预处理后对骨髓间充质干细胞凋亡的影响。 方法：以不同浓度H₂O₂诱导大鼠骨髓间充质干细胞凋亡,取最适宜浓度100 μmol/L用于实验。不同质量浓度基质细胞衍生因子1干预100 μmol/L H₂O₂诱导后的大鼠骨髓间充质干细胞,选择0.2 mg/L最佳保护质量浓度用于实验。取第3代大鼠骨髓间充质干细胞,随机分组：正常对照组不进行任何处理;损伤组在培养液中加入H₂O₂作用24 h;基质细胞衍生因子1预处理组于H₂O₂损伤细胞前6 h加入基质细胞衍生因子1;基质细胞衍生因子1+AMD3100(基质细胞衍生因子1受体CXCR4的阻断剂)组于H₂O₂细胞损伤前6 h加入基质细胞衍生因子1与AMD3100共孵。 结果与结论：H2O2能体外模拟缺血缺氧环境诱导骨髓间充质干细胞凋亡,且作用呈剂量依赖性。与损伤组比较,加入基质细胞衍生因子1预处理后细胞凋亡明显减轻(P < 0.01),细胞E2F6基因表达增强(P < 0.05),E2F1基因表达减少(P < 0.05),线粒体细胞色素C转位减少(P < 0.05),Caspase-3活性降低(P < 0.05),AMD3100可阻断基质细胞衍生因子1对骨髓间充质干细胞的保护作用。提示基质细胞衍生因子1可能通过增强E2F6基因,负性调控E2F1基因抑制线粒体损伤导致的骨髓间充质干细胞凋亡。     

Notch1突变对HSC体外分化为T/B淋巴细胞的影响

目的:探讨Notch1信号传递水平对小鼠造血干细胞(HSC)体外分化为T/B淋巴细胞的影响。方法:应用表达Notch1配体Delta1的基质细胞OP9-DL与来源于小鼠胎肝和骨髓的Lin-HSC在体外共培养,检测Notch1基因突变对HSC在体外分化后B淋巴细胞或者CD4+CD8+细胞的比例。结果:Notch1基因点突变后Notch1受体结构发生改变,和特异性抗体以及配体的结合能力降低,导致信号传递能力下降。Notch1突变后,胎肝和骨髓HSC向B淋巴细胞分化过程未受影响,但是向T淋巴细胞的分化过程受到明显抑制,其中Notch1突变对胎肝HSC分化能力的影响高于骨髓HSC,分别被抑制44%和34%。结论:Notch1突变导致Notch1信号水平降低,对HSC向B淋巴细胞分化没有影响,但是能抑制向T淋巴细胞的分化。