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、胎肝及骨髓基质细胞培养体系程序化诱导小鼠胚胎干细胞向造血干细胞的分化

背景：前期已分别制备人主动脉-性腺-中肾区基质细胞系及胎肝基质细胞系,发现前者可促进小鼠胚胎干细胞定向分化为造血干细胞。 目的：模拟胚胎发育过程中永久造血发育的时空顺序,探讨人主动脉-性腺-中肾(AGM)区、胎肝(FL)及骨髓(BM)基质细胞对小鼠胚胎干细胞体外诱导分化为造血干细胞的支持作用,以寻求更佳的诱导条件。 方法：将小鼠E14胚胎干细胞诱导为拟胚体(EB),并利用Transwell非接触共培养体系依次在人主动脉-性腺-中肾区、胎肝及骨髓基质细胞饲养层上进一步诱导分化,按不同诱导阶段分为拟胚体对照、EB/AGM、EB/AGM+FL和EB/AGM+FL+BM共4组。共培养6 d后分别收获各组拟胚体来源细胞,以流式细胞仪检测Sca-1+c-Kit+细胞含量,进行各系造血细胞集落形成单位分析并观察细胞形态。 结果与结论：①EB/AGM+FL组和EB/AGM+FL+BM组收获细胞涂片均发现原始造血细胞。②拟胚体来源细胞经AGM区基质细胞诱导后Sca-1+c-Kit+ 细胞明显升高(P < 0.05)。③拟胚体对照组造血细胞集落形成单位低于其他各组(P < 0.05), 而EB/AGM+FL、EB/AGM+FL+BM组造血细胞集落形成单位计数亦较EB/AGM组明显增高。提示AGM+FL和AGM+FL+骨髓基质细胞微环境对原始造血干细胞的扩增效应均明显高于单纯主动脉-性腺-中肾饲养层。     

骨髓基质细胞对共培养条件下的脊髓源性神经干细胞分化为胆碱能神经元的诱导

目的：研究骨髓基质细胞对共培养条件下脊髓源性神经干细胞分化为胆碱能神经元的情况。方法：从孕龄13 d的胚胎大鼠脊髓组织中分离神经干细胞,采用含EGF及bFGF的无血清限定性培养基培养,并通过与骨髓基质细胞进行共培养,观察脊髓源神经干细胞向胆碱能神经元分化的情况,用细胞免疫荧光染色鉴定分化结果。结果：从胚胎脊髓中分离得到大量的神经干细胞,通过限定性培养基培养可获得干细胞球,与骨髓基质细胞共培养可被诱导分化,用细胞免疫荧光染色鉴定,可见有胆碱能神经元生成。结论：胚胎大鼠脊髓源神经干细胞在添加EGF与bFGF的限定性培养基中可以增殖并保持稳定的性状,在与骨髓基质细胞共培养时,可以被诱导分化为胆碱能神经元。     

诱导多能干细胞建系及体外造血祖细胞定向分化体系的建立

背景：目前,大量文献报道了诱导多能性干细胞系的建立,但大规模体外诱导分化造血祖细胞的研究还缺乏深入的探讨。 目的：建立诱导多能性干细胞体外定向诱导形成造血祖细胞的方法。 方法：采用慢病毒感染的方法将含有Oct4、Sox2、Nanog和Lin28全能性基因的慢病毒颗粒转导人皮肤成纤维细胞,获得了诱导多能性干细胞;在诱导分化体系中添加了Y-27632,克服干细胞扩增中的凋亡现象;运用OP9细胞产生的条件培养液建立诱导多能性干细胞体外定向分化形成造血祖细胞的分化体系。 结果与结论：①前3代细胞克隆传代时,诱导多能性干细胞发生凋亡的现象很多,很难大规模扩增培养。培养基中添加阻断ROCK活化的抑制剂,能够明显抑制胚胎干细胞的凋亡。②诱导多能性干细胞在OP9细胞条件培养液作用下,经过体外诱导分化,形成CD34+造血祖细胞。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;组织工程全文链接：     

人关节液促进骨髓间充质干细胞的定向分化

背景：目前的众多研究都是通过体外加入生长因子诱导骨髓间充质干细胞分化,但该方法细胞因子用量大,成本高,随着培养次数的增加,其成软骨潜能明显降低。 目的：混合培养人关节液与人骨髓间充质干细胞,观察共培养系统对人骨髓间充质干细胞定向诱导分化的影响。 方法：采用全骨髓、贴壁培养法培养和分离人骨髓间充质干细胞,无菌操作下抽取健康志愿者的膝关节液,将其与P3代细胞混合用于实验,分为3组,关节液+完全培养基,关节液+人骨髓间充质干细胞+完全培养基,人骨髓间充质干细胞+完全培养基。每天在倒置显微镜下观察细胞形态变化和生长情况,分别于诱导后第7,14,21天行甲苯胺蓝染色检测和Ⅱ型胶原免疫组化染色检测。 结果与结论：人关节液与人骨髓间充质干细胞混合培养后,细胞增殖速度减慢,由长梭形变为多角形、椭圆形,细胞外基质呈甲苯胺蓝异染性阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。说明关节液对人骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化有正性促进作用,关节液中可能含有促人骨髓间充质干细胞向软骨细胞方向分化的物质。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;组织工程全文链接：     

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。     

Transwell小室环境下兔成骨样细胞与骨髓基质干细胞的共培养及成骨分化

背景：以往在体外采用地塞米松、生长因子或用成骨样细胞与骨髓间充质干细胞按1∶1混合培养诱导成骨均存在种种局限。 目的：观察在Transwell小室环境下成骨样细胞与骨髓基质干细胞体外共培养及成骨样细胞定向诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的可行性。 方法：取第3代乳兔成骨样细胞与第3代兔骨髓基质干细胞接种共培养于Transwell小室内,成骨样细胞接种于培养板底层,骨髓基质干细胞接种于Transwell膜内膜上作为实验组。以骨髓基质干细胞单独接种于Transwell小室内,下层为基础培养液作为对照组。 结果与结论：实验组共培养骨髓基质干细胞明显向成骨细胞分化,细胞碱性磷酸酶活性显著高于对照组(P < 0.05)。实验组骨髓基质干细胞茜素红染色强阳性,可见呈红色结节,经PT-PCR扩增后,可见成骨启动基因核心结合因子α1的表达;对照组未见矿化结节。说明应用Transwell小室可实现成骨样细胞与骨髓基质干细胞体外共培养,并能定向诱导骨髓基质干细胞向成骨细胞分化。关键词：成骨样细胞;Transwell小室;骨髓基质干细胞;共培养;成骨分化;兔 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.19.004     

持续Wnt信号通路激活促进胚胎干细胞源造血干细胞的增殖

背景：如何提高胚胎干细胞诱导效率、促进胚胎干细胞源造血干细胞体外增殖成为目前急需解决的课题。目的：以外源性Wnt3a作为诱导剂,激活培养中的小鼠胚胎干细胞Wnt/β-catenin信号通路,观察该通路的激活是否促进胚胎干细胞向造血祖细胞的定向分化。方法：用外源性wnt3a(100 µg/L)持续作用ES-E14TG2a小鼠胚胎干细胞21 d,通过细胞免疫荧光及蛋白免疫印迹检测细胞内β-catenin蛋白含量,QRT-PCR检测Wnt下游靶标基因的表达量来确定经典Wnt/β-catenin信号通路是否被激活,然后采用单层贴壁培养法诱导其向造血干细胞分化,流式细胞仪检测造血发育相关表面标志CD34⁺/Sca-1⁺,同时以QRT-PCR法检测造血相关基因的表达情况。结果与结论：ES-E14TG2a小鼠胚胎干细胞经wnt3a(100 µg/L)连续培养21 d后发现β-catenin蛋白在细胞内积累;Wnt信号通路的下游靶标基因Pitx2、Frizzled、Sox17、Oct4的表达量均出现不同程度的增加,可见经典Wnt/β-catenin信号通路有被激活;单层贴壁培养法诱导其向造血干细胞分化的过程中检测到CD34⁺/Sca-1⁺细胞含量在14 d时占总细胞量高达20.2%,而对照组的仅占11.9%。造血相关基因骨形态发生蛋白4、FLK2及CD34的表达量均增加,而Smad5的表达则明显受到抑制。说明Wnt3a持续作用可激活Wnt/β-catenin信号通路,并促进ES-E14TG2a小鼠胚胎干细胞向造血干细胞的定向分化。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;组织工程全文链接：     

体外诱导骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化：两种方法的比较

背景：目前骨髓间充质干细胞诱导分化为神经细胞的方法较多,而采用不同诱导方法时间充质干细胞在体外分化成神经细胞的比例是不一样的。适宜的诱导条件是实现间充质干细胞定向诱导分化的必要条件。 目的：比较两种常见的化学诱导法与共培养法诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的差异,以寻找一种诱导效果高、实用的骨髓间充质干细胞体外诱导方法。 方法：采用密度梯度法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,分别用化学诱导法和共培养法诱导分化比较两种方法所获得的神经细胞数目、细胞形态和特异性抗体阳性率。 结果与结论：培养7 d后两组均可见大量贴壁细胞形成突起,呈放射状生长,神经元特异性烯醇化酶染色均为阳性。共培养法第5天可见典型神经细胞结构,突起数量较多,神经元特异性烯醇化酶染色阳性率(50.82±2.46)%,化学诱导法培养第7天可见神经样细胞形成,并有突起,神经元特异性烯醇化酶染色阳性率(43.56±1.74)%。说明骨髓间充质干细胞经共培养法诱导分化后的神经样突起数量多并较早互相形成连接,且共培养法神经元特异性烯醇化酶染色阳性率高于化学诱导法。 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     

骨髓基质细胞对脑神经干细胞分化为神经元的诱导作用

目的：观察成年大鼠骨髓基质细胞诱导的新生大鼠中脑神经干细胞分化为神经元的机制。方法：采用骨髓基质细胞和神经干细胞共培养方法，通过显微镜观察神经干细胞的分化状态，使用免疫组织化学技术，分析神经元在神经细胞后代中所占的比例。结果：（1）骨髓基质细胞可诱导神经干细胞分化为高比例神经元；（2）骨髓基质细胞可促进神经元的存活。结论：骨髓基质细胞可提供神经干细胞分化为神经元和促进神经元存活的信号物质。     

人胚胎干细胞向内皮细胞的分化诱导

BACKGROUND:Human embryonic stem cells exhibit self-renewal and multi-differentiation potential, and can differentiate into endothelial cells under certain induction conditions. OBJECTIVE:To explore induced conditions of the human embryonic stem cells differentiating into endothelial cells and to investigate the effect of vascular endothelial growth factors on the endothelial differentiation of human embryonic stem cells. METHODS:After resuscitation, passage 40 human embryonic stem cell lines H9 were subjected to suspension culture to prepare embryos, and after 5-day culture, these cells were cultured in attachment medium to differentiate into embryoid bodies, followed by induction with 50 µg/L vascular endothelial growth factors. Passage 2 and 15 embryonic stem cells after induced differentiation were taken for Dil-Ac-LDL uptake test and immunohistochemical staining, respectively. RESULTS AND CONCLUSION:After 1-day culture, cord-like or polygonal monolayer cells around embryoid bodies showed bud-like and radial growth with a relative rapid speed merging into surrounding colonies; at 2-3 days, the number of suspension cells increased further, but the small-round cells in the center began to die; at 5 days, embryoid bodies started to passage, and aggregated cells exhibited typical paving stone-like appearance. Moreover, some human embryonic cells after induced differentiation could actively take up fluorescent labeled LDL, and red fluorescent particles appeared. Additionally, passage 15 embryonic stem cells after induced differentiation could express CD31 and FLK-1. These findings suggest that human embryonic stem cells induced by vascular endothelial growth factors can differentiate into endothelial cells.     

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。     

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。     

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。