体外诱导人类诱导性多能干细胞分化为造血干 / 祖细胞的研究简

本研究探讨体外诱导人诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）分化为造血干/祖细胞的能力.在体外用小鼠骨髓基质细胞OP9与人类iPSC共培养的方法,将iPSC诱导分化为造血干/祖细胞;用流式细胞术检测造血干/祖细胞表面标志物的表达水平;用实时定量PCR检测分化过程中iPSC及造血干/祖细胞的相关基因mRNA表达水平的变化;用免疫磁珠法分离CD34＋造血干/祖细胞并进行半固体集落形成实验检测细胞的集落形成能力.结果表明,iPSC与OP9细胞共培养诱导造血分化的第4天即可观察到iPSC形态变化;流式细胞术检测显示,分化得到的细胞表达已知的造血干/祖细胞相关表面标志物CD34和CD43分子.在体外分化过程中多能性的标志基因Oct4的表达逐渐下降,造血相关转录因子Gata-2的表达逐渐升高,而Runx-1的表达量则呈波浪式变化,CD34表达量逐渐升高.集落培养14 d能够得到红系集落（CFU-E）,粒系集落（CFU-G）,巨核系集落（CFU-M）,粒-巨核系集落（CFU-GM）和混合系集落（CFU-GEMM）.结论：iPSC细胞能够在体外通过与OP9细胞共培养分化为造血干/祖细胞.     

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简

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（100μg/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（100μg/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。     

可视性观测造血干细胞归巢的研究进展简

造血干细胞移植（hematopoietic stem cell transplantation,HSCT）是治疗血液病、恶性肿瘤、某些遗传性疾病和自身免疫性疾病的重要手段.植入的造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）能否顺利归巢至骨髓并重建造血是HSCT成功的关键.伴随着对HSC归巢机制的不断认知,人们已不再满足于纯粹的体外功能学研究,如何实现造血干细胞归巢的可视性观测、了解植入细胞在骨髓微环境中的定植程序成为研究者们迫切希望解决的问题.近年来,随着成像技术的发展,激光扫描共聚焦显微镜（confocal laser scanning microscope,CLSM）和双光子显微镜（two-photon microscope）能够对组织或细胞进行三维重建和实时观测,使可视性研究HSC归巢成为现实.本文对可视性研究方法及其在HSC归巢研究中的应用做一综述.     

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。     

外源性 VEGF 促小鼠造血干细胞动员简

本研究旨在探讨外源性注射血管内皮生长因子（VEGF）对正常小鼠造血干细胞的动员作用及其对免疫功能的影响.将正常C57BL/6J小鼠随机分为正常对照组、VEGF短期组（5 d）和VEGF长期组（27 d）;实验组腹腔注射VEGF 100 ng/d,正常对照组腹腔注射PBS;应用全自动血细胞分析仪检测不同时间小鼠外周血白细胞数量和淋巴细胞的比例,流式细胞术检测各组外周血和脾脏的造血干细胞、淋巴细胞亚群、调节T细胞（Treg）和髓源抑制性细胞（MDSC）的数量,显微镜观察对照组和长期组脾脏形态学改变,测定脾指数.结果表明：注射VEGF后,小鼠外周血WBC数明显升高,第3天达峰值;短期组外周血和脾脏中干细胞比例显著高于正常对照组（P＜0.05）;长期组脾脏增大,脾指数升高（P＜0.05）,可见明显髓外造血;给药后,小鼠外周血淋巴细胞总数没有明显改变,但长期组CD3＋细胞比例和CD3＋/B220＋细胞比值下降;实验组外周血和脾脏CD4＋ CD25＋ Treg和Gr-1＋ CD11b＋ MDSC水平均增高（P＜0.05）,在长期组升高更明显（P＜0.05）.结论：外源性VEGF可提高造血干细胞的动员,同时上调多种抑制性免疫细胞,导致机体免疫功能发生改变.     

多能性干细胞向红细胞定向诱导分化的研究进展简

红细胞输注是临床上治疗急性失血和严重贫血的有效手段,然而目前血源紧张,因输血引起疾病传播等问题威胁着人类的健康.因此寻求安全、可靠、充足、有效的血液来源迫不及待.多能干细胞向红细胞体外分化的研究提供了一个潜在血液替代来源的选择.大量科研工作者进行了体外造血诱导的初步探索,包括定向分化体系及其效率的优化、红细胞的脱核成熟及功能鉴定、诱导型红细胞的安全性评价等.本文根据近年来这一领域的主要进展,着重对多能干细胞体外诱导分化为成熟型功能性红细胞的诱导方法以及调控机制进行综述,并对分化过程中存在的问题与挑战以及发展前景加以讨论.     

人脐血造血干/祖细胞能在鼠肝中生长

肝脏干／祖细胞的分化、再生以及它的生物特性是一个非常活跃的研究领域。本研究报告当人脐血细胞经静脉输注给肝脏受损伤的及免疫功能缺陷的小鼠后，采用流式细胞术和组织配型(HLA)的方法，结果发现，在输注9周后鼠肝脏细胞内还存在有人脐血细胞，即使在灌洗后肝脏细胞的贴壁细胞培养及细胞集落(CFU—GEMM)中，也可以发现人脐血细胞的存在。结论：证实了脐血造血干／祖细胞能长期在肝脏中生长。     

诱导性多功能干细胞及其免疫原性的研究进展简

体细胞在特定因子诱导下可重编程为诱导性多功能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）,iPSCs作为自体细胞更新的来源可转化为各种期望的细胞,用于损伤和疾病组织的修复和替代治疗研究,在再生医学领域有巨大的应用前景.目前认为受体对于这些源于自体细胞的iPSCs具有免疫耐受性,产生iPSCs的个体不会排斥这种自体同源的细胞,但并未深入检测这些iPSCs的免疫原性.本文就iPSCs及其免疫原性的研究进展作一综述.     

人心包外脂肪干细胞诱导转化为心肌细胞简

背景：成体干细胞具有自我更新和分化为多种组织的能力,是组织工程学的重要组成部分。近来研究表明吸脂后人脂肪源性干细胞具有间充质干细胞的特点,能体外诱导分化为心肌细胞,但尚无对人心包外脂肪干细胞特点及诱导分化为心肌细胞的报道。目的：探讨人心包外脂肪干细胞体外培养及向心肌诱导分化的时期。方法：取人心包外脂肪组织,体外分离培养传代后,细胞免疫学检测不同时期细胞表面特异性抗原 CD44, CD90的表达,并比较荧光强度,选择最佳诱导时期利用心肌培养基诱导培养后,免疫细胞化学检测心肌特异性抗α-actin、cTnT的表达,进行表型鉴定。结果与结论：人心包外脂肪干细胞体外培养过程中贴壁生长,增殖能力强,形态呈长梭形,旋涡状排列;其表面标记物CD44,CD90表达阳性,并在3、4代细胞中荧光强度达峰值,CD34,CD45表达阴性。经心肌诱导培养基体外诱导培养后,分化的细胞大多呈肌细胞样,细胞免疫化学检测证实心肌特异性抗α-actin、cTnT表达阳性,且在3、4代细胞数量达峰值,结果表明人心包外脂肪干细胞具有间充质干细胞的形态特征及细胞免疫学特征,能体外诱导分化为心肌细胞,存在最佳诱导时期。     

抗氧化剂在保护造血干细胞生物学功能方面的作用简

在外周血造血干细胞移植中,骨髓造血干细胞（bone marrow hematopoietic stem cells,BMHSC）的动员及其在外周血液高氧环境中的循环都增加了活性氧（reactive oxygen species,ROS）的产生,这对BMHSC的生物学功能起到了抑制性的作用.本研究在BMHSC的培养中,应用维生素C的衍生物——抗坏血酸磷酸酯盐（ascorbic acid 2-phosphate,AA2P）来抑制ROS产生,并模仿其在外周血造血干细胞移植中的氧环境,通过体外增殖实验、流式分选技术、活性氧测定、CD34＋造血干细胞移植等实验来评价上述培养方法对BMHSC生物学功能的保护作用.结果表明：体外培养的BMHSC的ROS水平明显高于新鲜分离的BMHSC;同时,扩增的AC133＋ CD34＋早期红系细胞集落形成单位（BFU-E）、粒-单核细胞集落形成单位（CFU-GM）、粒-单核细胞混合集落形成单位（CFU-GEMM）的数量、细胞迁移率、人重症联合免疫缺陷鼠（SCID）移植重建细胞的数量都要明显高于在不含AA2P的环境中培养的造血干细胞.结论：抗氧化剂的干预是在外周血造血干细胞移植过程中保护HSC生物学功能的一种有效手段,并能够提高外周血造血干细胞移植的治疗效果.     

人类胚胎干细胞向造血细胞和内皮细胞诱导分化的初步研究

胚胎干(ES)细胞是一种能够自我更新、长期增殖并且具有多向分化潜能的干细胞。近年来的研究表明，小鼠胚胎干细胞体外分化能够模拟体内造血发育的过程。为探讨诱导人类胚胎干细胞向造血细胞和内皮细胞的分化的方法．将人类胚胎干细胞去饲养层，形成拟胚体(EB)培养3天后消化；采用基质细胞条件培养基联合细胞因子的诱导体系。诱导8天后，种植到半固体培养基中培养7—14天。应用RT—PCR检测诱导细胞flk-1、BMI-1、scl、Zeta—globin造血相关基因的表达；流式细胞术检测KDR、CD34等造血细胞表面抗原的表达；免疫组织化学检测集落细胞的表面标记。结果表明：①半固体培养基中出现20—30个细胞组成的集落，集落细胞再种植仍然能够形成大小相似的细胞集落；另外一些较大的细胞集落中CIM5细胞呈阳性．．②部分细胞贴壁生长形成内皮细胞样集落，Ⅷ因子、KDR、UEA检测均为阳性．．③在ES细胞内有少量flk-1、BMI-1表达，而scl、Zeta—globin基因不表达；自发分化3天的EB可见flk-1、BMI-1表达上调；消化形成单细胞并诱导4天，检测到flk-1、BMI-1、scl、Zeta—globin基因的表达。第8天仍然检测到flk-1、BMI-1、scl基因的表达，Zeta—globin基因不表达。④诱导8天的细胞中表达flk-1阳性细胞的率为9．8％．CD34阳性细胞占总细胞量的16．8％，对照组ES细胞阳性率分别为0．04％和0．16％；EB自发分化阳性率分别为0．36％和1．16％。结论：采用基质细胞条件培养基联合细胞因子的培养体系，可诱导人类胚胎干细胞向造血细胞及内皮细胞分化。     

小鼠骨髓间充质干细胞对胚胎干细胞造血分化的影响

骨髓间充质干细胞作为骨髓基质细胞的前体细胞 ,在体外具有一定的造血支持作用 ,与造血干细胞共移植可促进其植入。本研究旨在初步探讨应用小鼠骨髓间充质干细胞与胚胎干细胞共培养作为一种新的分化体系的可行性。首先分离、培养并鉴定小鼠骨髓间充质干细胞 ,然后利用扩增培养的骨髓间充质干细胞与胚胎干细胞共培养 ,通过造血集落培养和RT PCR观察造血分化的特点。结果表明 ,分离、扩增培养至第四代之后的骨髓间充质干细胞形态均一 ,高表达Sca 1,CD2 9,CD4 4和CD10 5 ,而CD34和CD4 5等造血与内皮细胞特异性表面标志呈阴性 ;特异性诱导体系内传代后 (>4代 )的骨髓间充质干细胞可向脂肪细胞和成骨细胞分化。与悬浮分化体系相比 ,骨髓间充质干细胞共培养体系中初始分化的胚胎干细胞含有显著增加的拟胚体形成细胞而没有造血集落形成细胞。此外 ,RT PCR检测发现 :共培养细胞表达胚胎干细胞特异性转录因子Oct 4 ,而造血标记Flk 1,GATA 1和 β H1为阴性。结论 :间充质干细胞在一定程度上抑制了胚胎干细胞的初始分化 ,但是共培养体系来源的拟胚体产生造血集落的能力显著高于悬浮体系     

红细胞生成素基因修饰的间充质干细胞条件培养基促进人胚胎干细胞向造血细胞分化

本研究探讨EPO基因修饰的间充质干细胞条件培养液对人胚胎干细胞向造血细胞诱导分化的影响。通过重组慢病毒系统感染人间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSC）,建立能够稳定高效表达红细胞生成素（erythropoietin,EPO）的细胞株EPO／MSC。用EB培养液诱导人胚胎干细胞形成拟胚体,然后用EPO／MSC条件培养液处理拟胚体细胞;通过免疫荧光、集落形成实验和RT—PCR检测等方法对诱导的细胞进行了相关鉴定。结果表明：EPO／MSC体外能够稳定表达EPO。条件培养液诱导生成的细胞表达造血干／祖细胞抗原CD34和相关造血基因,可产生不同的造血集落,且明显高于对照组。结论：EPO基因修饰的间充质干细胞条件培养液能显著促进人胚胎干细胞向造血细胞分化。     

胚胎干细胞来源的BL-CFC可产生高增殖潜能造血祖细胞

小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES cell)体外分化2，5—3．5天形成的拟胚体(embryoid body，EB)中可产生原始细胞集落形成细胞(blast dtony—forming cell，BL—CFC)，后具有造血和内皮细胞双向分化潜能，是目前体外实验可检测到的最早期的定向造血分化的细胞。本研究建立BL—CFC培养体系，并通过造血祖细胞集落培养、免疫荧光标记以及巢式RT—PCR鉴定单个原始细胞集落来源的贴壁细胞和非贴壁细胞的分化特点。结果表明：部分贴壁细胞吞噬DiI—Ac—LDL。并表达CD31，UEA—I，VF—cadtherin等内皮细胞特异性的表面分子；非贴壁细胞具有原始造血(primitive hematopoiesis)和(或)永久造血(definitive hematopoiesis)活性，其中20％的原始细胞集落含有高增殖潜能集落形成细胞(high proliferative potential colony—forming cell，HPP—CFC)，后能形成次级造血集落。结论：胚胎干细胞来源的BL-CFC可产生高增殖潜能造血祖细胞，但原始细胞集落来源的HPP—CFC是否具有体内造血活性有待进一步的研究证实。     

骨髓内皮细胞条件培养液促进小鼠胚胎干细胞向造血分化

为观察骨髓内皮细胞条件培养液(BECM)和(或)细胞因子(VEGF SCF EPO)对小鼠胚胎干细胞(ESC-D3细胞)生成造血干／祖细胞的促进作用，先将ESC-D3细胞形成4天胚状体(Day 4 embryoid body,4dEB)，再诱导4dEBs生成造血干／祖细胞。实验分4组，第1，2和3组分别为BECM VEGF SCF EPO，BECM和VEGF SCF EPO组，第4组为自发分化对照组。检测各组造血干／祖细胞特异抗原、造血转录因子表达以及造血集落的形成。结果显示，BBCM和(或)细胞因子诱导生成的细胞均表达造血干／祖细胞抗原(c-kit,Sca-1,Thy-1和CD34)和造血转录因子(c—myb，SCL和β-H1)基因mRNA，培养后可产生HPP-CFC和BFU-E。从诱导ESC-D3细胞生成造血干／祖细胞的数量和生成的集落总数看，BBCM联合细胞因子组诱导效率均显高于单用组和对照组。结论：骨髓内皮细胞条件培养液能显促进胚胎干细胞早期造血分化，且骨髓内皮细胞条件培养液与细胞因子联合时效果更强。     

骨髓移植造血重建过程中干／祖细胞增殖特性的研究

为了探讨骨髓移植造血重建过程中干/祖细胞增殖的特性,我们采用病理形态学、BMNC计数、抗5-FU BMNC计数、外源性CFU-S(12)和骨髓连续移植等方法,对造血重建过程不同阶段的干/祖细胞增殖特性,进行了动态的对比研究。实验结果表明,在移植后第3天,骨髓内可见少数淋巴样细胞呈小灶性分布,第5—9天细胞灶迅速扩大,细胞形态表现为淋巴样细胞,至第11天才出现不同阶段的分化细胞;第5—9天BMNC数和抗5-FU BMNC数迅速增加,随后增殖速度明显减缓;第9天骨髓的CFU-S(12)数和重建长期造血的能力高于第5天和21天的骨髓。本实验结果提示,骨髓移植后造血细胞呈小灶性分布,重建造血初期造血干/祖细胞迅速增殖而无明显分化表现,此阶段骨髓细胞的重建长期造血能力增强,提示造血干细胞有扩增。     

氨磷汀对化疗中造血干/祖细胞的保护作用

为了评估氨磷汀 (amifostine ,AMF)在保护正常造血干 /祖细胞免受化疗药物依托泊甙 (etoposide ,VP 16)损伤方面的作用 ,将脐血单个核细胞 (CBMNC)、新鲜和冻存的外周血造血干细胞 (PBSC)和HL 60细胞 ,分别分为AMF VP 16组、VP 16组、AMF组和空白对照组 ,用台盼蓝拒染法检测细胞活性 ,CFU GM集落培养计数 ,流式细胞术 (FCM)测定细胞的凋亡率。结果显示 :在CBMNC、新鲜和冻存的PBSC样本中 ,AMF VP 16组的存活率和集落形成能力较VP 16组显著提高 (P <0 .0 5 ) ;在CBMNC样本中 ,3种浓度的AMF组的集落形成能力与对照组的差异无统计学意义 (P >0 .0 5 ) ;在HL 60细胞的样本中 ,AMF VP 16组与VP 16组凋亡率的差异无统计学意义 (P >0 .0 5 )。结论 :AMF能保护正常造血干 /祖细胞免受化疗药物VP 16的损伤 ,并且不影响VP 16对HL 60细胞的杀伤效果 ,但是AMF不能直接促进脐血造血干 /祖细胞的生长和分化。     

胚胎干细胞的研究进展

胚胎干细胞（ESC）是来源于哺乳动物早期胚胎的内细胞团中的一种二倍体细胞,具有发育的全能性。ESC的体内和体外分化在分子水平有许多相似之处。在现有培养条件下。小鼠ESC体外分化的细胞类型或结构主要有4种：内皮细胞与血管,肌细胞和心肌、造血细胞和神经细胞,最近的研究提示;造血干细胞（HSC）来源于胚胎内的特定区域,HSC的产生可能受尚未发现的胚胎生长因子调节。ESC为从胚胎着手明确早期造血过程提供了方便有效的实验途径。人ESC的研究及应用尚面临一系列伦理问题,对ESC的研究具有广阔的应用前景。     

外周血造血干/祖细胞动员与采集时动态快速监测造血祖细胞的意义

为了获得高效的外周血干/祖细胞采集,探索一种简便、快速的外周血干/祖细胞监测方法，采用Sysmex XE-2100血细胞分析仪的幼稚细胞信号（IMI）检测通道识别和计数外周血造血祖细胞（HPC）。对25例行异基因外周血造血干细胞移植动员的供和11例自体外周血干细胞动员的患的外周血造血干/祖细胞进行了动态观察。于动员过程中取外周血进行HPC，CD34^ 细胞和CFU-GM的检测，对采集物也进行上述检测。结果表明：在外周血标本中HPC与CD34^ 细胞和CFU-GM二间均呈良好的正相关性。所有检测病例外周血CD34^ 细胞与HPC同时上升，同时达高峰。供的峰值出现在动员的第5天，快速升高晚于白细胞。而患外周血干/祖细胞的快速升高早于白细胞。采集物中HPC与CD34^ 细胞和CFU-GM呈正相关性。采集当日外周血中HPC和CD34^ 细胞计数与采集所得CD34^ 细胞数量亦具有良好的线性相关。结论：造血祖细胞的监测是一种快速、简便又经济的监测外周血干细胞采集时机和预测成功采集的可靠指标。