Sox2诱导小鼠胚胎成纤维细胞直接重编程为神经干细胞

目的:探讨Sox2诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)直接重编程为神经干细胞的方法,为诱导神经干细胞(induced neural stem cells,i NSCs)作为种子细胞治疗脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)奠定实验基础。方法:逆转录病毒感染Sox2转录因子的MEFs在神经干细胞培养基中贴壁培养10 d。随后,悬浮、贴壁反复循环培养3次。Real-time PCR检测神经干细胞标志基因和多潜能标志基因的表达。i NSCs在分化培养基中贴壁培养7~14 d,免疫荧光分别检测神经干细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的标志物nestin、MAP2、GFAP和MBP的表达。将i NSCs显微注射至小鼠大脑皮质,7~14 d后免疫荧光检测神经细胞标志物nestin、MAP2、GFAP和MBP的表达。结果:Real-time PCR显示i NSCs的多种神经干细胞标志基因nestin、Blbp、Pax6和zbtb16表达较诱导前显著增高(P0.05),且i NSCs不表达多潜能相关基因Nanog、Oct4和zfp42。免疫荧光显示i NSCs高表达神经干细胞标志物nestin。免疫荧光同时表明i NSCs可在体内外存活并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。结论:Sox2可以诱导MEFs直接重编程为神经干细胞。i NSCs具有自我更新的能力,且在体内外都具有三向分化潜能,可作为修复SCI合适的种子细胞。     

质粒重编程诱导多潜能干细胞及定向分化神经干细胞

目的 　探讨游离质粒载体重编程诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts, MEFs)为非整合型诱导多潜能干细胞,并在体外定向分化为神经干细胞(neural stem cells, NSCs), 为神经干细胞移植治疗神经损伤提供稳定、安全的细胞来源。 方法　使用电转仪将质粒pEP4-EO2S-ET2K转入小鼠MEFs, 经诱导培养重编程为诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs), iPSCs在不同诱导培养基中经2次悬浮及贴壁培养分化为NSCs,在体内及体外实验鉴定iPSCs多向分化潜能特性及NSCs特性。 结果　体内外实验显示iPSCs具有与胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)相似的多向分化潜能, 且不整合外源性基因。iPSCs进一步分化的NSCs其相关标志基因表达与野生型NSCs相近,且较iPSCs显著增加,免疫荧光显示NSCs高表达NSC标志物 NESTIN及PAX6,在体外存活能分化为神经元、少突胶质细胞及星形胶质细胞。 结论　游离质粒能重编程诱导非整合型iPSCs, 并定向分化为神经干细胞及神经元, 是神经损伤修复的理想种子细胞。     

小鼠来源诱导多能干细胞定向分化为神经元的体外实验研究*

 目的： 探讨源于小鼠的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）体外定向分化为神经元的方法,为大量稳定地获得神经元及提供种子细胞治疗脊髓损伤奠定体外实验基础。方法: 源于小鼠的iPSCs在不同的诱导培养基中经悬浮、贴壁、再悬浮和再贴壁培养。免疫荧光检测iPSCs多能性标志物、神经干细胞及其分化细胞标志物的表达。RT-PCR检测神经元及胶质细胞基因表达并行神经元基因测序鉴定,流式细胞术检测iPSCs定向分化为神经干细胞及进一步分化为神经元的比例。结果: 源于小鼠的iPSCs表达干细胞多能性标志物Sox2、Oct4和SSEA1。悬浮培养可以形成类球形拟胚体;经诱导及机械分离后的细胞可形成神经球,神经球经诱导后可分化为神经元。免疫荧光显示iPSCs可诱导出表达nestin的神经球,贴壁培养的神经球可分化为分别表达微管相关蛋白2（MAP-2）、胶质细胞原纤维酸性蛋白（GFAP）及髓磷脂碱性蛋白(MBP)的神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。RT-PCR及基因鉴定结果显示形成小鼠神经元;流式细胞术检测结果显示分化细胞中神经干细胞和神经元的比例分别为63.93%±1.47%和21.40%±1.70%。结论: 源于小鼠的诱导多能干细胞能够稳定地在体外定向分化为神经元,为脊髓损伤的治疗提供了一个可靠的细胞来源。     

胚胎小鼠纹状体神经干细胞的体外培养和分化

目的：探索胚胎小鼠纹状体神经干细胞(striatum-neural stem cells，^strNSC)的体外培养和分化鉴定方法。方法：无菌条件下分离E15天胚胎小鼠纹状体，制成单细胞悬液，在bFGF和B27存在的培养基中培养扩增，通过免疫细胞化学显色鉴定神经干细胞及其子代细胞的分化方向。结果：培养的部分细胞在B27和bFGF存在的无血清培养基中可以在体外分裂增殖，同时表达神经干细胞特异性抗原nestin，并在撤出B27和bFGF的有血清培养基中向神经细胞和神经胶质细胞分化。结论：胚胎小鼠纹状体存在具有多分化潜能的神经干细胞，它们能在体外培养、传代和自然分化．     

大鼠胚胎脑组织神经干细胞的培养和鉴定

目的探讨从不同胎龄的大鼠脑组织中分离,培养神经干细胞(NSC)并对其鉴定,了解生物特性。方法通过采用机械分离和消化分离相结合的方法分离不同胎龄大鼠脑NSC。在无血清DMEM/F12(含20ng/m lbFGF,20ng/m lEGF及B27辅助培养液)中培养、传代和鉴定。诱导分化后采用SABC法对分化的细胞进行神经元特异烯醇化酶(NSE)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)检测作细胞鉴定。结果从不同胎龄的胎鼠脑组织中成功培养出神经干细胞,胎龄为12.5天的胎鼠提取的神经干细胞集落最多,在上述条件下培养及传代的细胞不断分裂增殖,形成悬浮生长的呈巢素蛋白(nestin)阳性的神经球;用血清诱导分化为大量表达NSE阳性的神经元和GFAP阳性的星形胶质细胞。结论胎龄为12.5天胎鼠大脑皮质培养出的神经干细胞数量最多,可分化为神经元、神经胶质细胞及少突胶质细胞。     

应用双胎羊水多能干细胞建立诱导分化的内对照模型

目的 快速重编程羊水细胞为多能干细胞,建立诱导分化研究的内对照模型.方法 应用逆转录病毒介导4种基因(Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4)诱导双胎羊水细胞,筛选羊水诱导性多能干细胞(human amniotic fluid-derived cells induced pluripotent stem cells,hAFDCs-iPSCs),对其进行多能性、体内外分化能力、核型等鉴定.结果 双胎hAFDC-iPSCs能维持自我更新状态,在蛋白和mRNA水平上高表达全能性的标志基因,具有体内外分化潜能,在体外长期培养能维持正常核型.结论 双胎hAFDCs-iPSCs遗传背景相一致,可以为iPSCs的诱导分化研究提供很好的内对照模型,并为胎儿的细胞自体移植治疗提供理想来源.     

小鼠胚胎干细胞来源的神经干细胞的稳定传代体系探索

目的探讨体外诱导、获取均一的神经干细胞群(NSCs)的有效方法,并建立神经干细胞体外稳定传代扩增体系。方法首先采用无血清的诱导培养基贴壁诱导mESCs形成神经上皮祖细胞(NPCs)。然后将经添加表皮生长因子(EGF)和成纤维细胞生长因子-2(FGF2)的无血清培养基短暂悬浮培养后的NPCs再贴壁培养,诱导形成NSCs。通过细胞系46C监测NPCs的形成,同时对分化细胞进行定量PCR和免疫荧光染色,在不同水平检测细胞分化效果。结果 mESCs神经诱导5 d出现大量Sox1+的NPCs;NPCs悬浮培养后,进一步诱导可得到形态均一的NSCs。第2代和第6代NSCs的神经干细胞标志定量PCR检测结果为:Pax6、Nestin、Mash1、BLBP高表达。第8代NSCs免疫荧光染色显示90%以上的细胞均为Nestin、RC2和Pax6阳性。结论成功诱导mESC生成神经干细胞群,并且可以在体外连续稳定的传代。     

体外诱导小鼠胚胎干细胞分化为神经干细胞的实验研究

目的:探讨体外诱导小鼠胚胎干细胞(ESCs)分化为神经干细胞(NSCs)的可能性。方法: ESCs经胚胎体阶段, 以视黄酸及视网膜müller细胞诱导, 在NSCs选择性培养基中筛选培养扩增7d, 观察形态变化, 采用RT-PCR法检测nestin、glutaminase、Brn-3基因表达及免疫细胞化学法检测nestin等NSCs特异性标志物, 并对其扩增及分化能力进行观察。 结果:ESCs经初级诱导, NSCs选择性培养基筛选培养7d后, 形成大量神经球样结构, 可扩增传代。绝大部分神经球样结构呈nestin抗原阳性, 整合BrdU, 表达nestin、glutaminase、Brn-3基因, 且可分化为神经元及神经胶质样细胞。结论:视黄酸及müller细胞诱导的ESCs, 经选择性培养基筛选培养可获得NSCs, 有望为青光眼等神经变性疾病提供新的治疗途径。     

体外直接诱导人胚胎干细胞向神经细胞分化的研究

目的探讨体外直接诱导HSF6人胚胎干细胞（humanem bryonic stem cells,hESCs）分化为神经细胞的方法。方法采用直接的方法,在1%血清培养条件下,顺序添加bFGF、RA和Forskolin,诱导HSF6人ESCs分化为神经细胞。结果细胞发生神经样形态学改变,免疫荧光细胞化学分析结果显示,分化细胞表达神经干细胞特异性标志分子——巢蛋白（nestin）,以及神经元标志分子——β微管蛋白Ⅲ（neuron-specific class Ⅲ beta-tubulin,TuJ1）。实验组nestin阳性细胞数占（95.2±3.03）%,明显高于未添加诱导因子组的（31.6±4.93）%,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论本研究直接诱导hESCs分化为神经细胞,减少了常规经胚胎体（embryoid body,EB）的诱导方法而产生其它胚层细胞的机会,为进一步探索hESCs源性神经细胞的功能,以及为细胞替代治疗提供高纯度的hESCs源性神经细胞奠定了基础。     

神经干细胞定向诱导分化的研究进展

神经干细胞(neural stem cell,NSC)具有自我更新和多向分化的潜能,从胚胎和成年哺乳动物脑内均可分离获得。NSC的增殖与分化受基因、细胞因子、局部微环境等诸多因素的调节。对NSC增殖与分化机制的研究将促进干细胞移植应用于中枢神经系统疾病的治疗。本文就NSC分化的影响因素及调控机制做一综述。     

β-淀粉样蛋白对体外培养的神经干细胞作用研究

目的：观察β-淀粉样蛋白(Aβ)对体外培养的大鼠神经干细胞的作用。方法：取E13 d的Wistar胚胎大鼠脑组织，体外进行培养、传代、鉴定后，加入β-淀粉样蛋白，利用台盼兰拒染法细胞计数及MTT法观察细胞增殖及细胞活力，利用流式细胞术观察凋亡程度，同时观察加入β-淀粉样蛋白后，分化状态神经干细胞（加入10％胎牛血清）的变化。结果：当Aβ浓度大于25μmol/L时，能明显抑制神经干细胞的增殖及活力，同时引起神经干细胞的明显凋亡。而在12.5 μmol/L时就能抑制分化状态神经干细胞突起的延伸。结论：Aβ抑制神经干细胞的增殖分化并可致神经干细胞凋亡，可能是Alzheimer’s病的发病原因之一。     

雷奈酸锶通过TGF-β1/Smad通路促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化

 [摘 要] 目的:研究转化生长因子β1（TGF-β1）/Smad通路在雷奈酸锶（strontium ranelate,Sr）促进大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）向成骨细胞分化中的作用。方法: 在大鼠BMSCs向成骨细胞的诱导分化过程中,用Sr处理细胞,用Western blotting法检测磷酸化Smad2（phosphorylated Smad2,p-Smad2）和Runx2的表达。用TGF-β1特异性阻断剂SB431542或Smad2小干扰RNA（Smad2-siRNA）预处理BMSCs后加入Sr,再观察p-Smad2和Runx2表达的改变。应用试剂盒检测碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性及钙结节水平。结果: 在大鼠BMSCs向成骨细胞的诱导分化过程中,Sr可增加p-Smad2和Runx2的表达,Sr 浓度为1 mmol/L、作用1 h时,p-Smad2表达最多;Sr 浓度为1 mmol/L、作用5 d时,Runx2表达最多;用SB431542或Smad2-siRNA预处理BMSCs后再加入Sr,不仅可以抑制p-Smad2和Runx2的表达,且ALP活性与钙结节数量也受到明显的抑制。结论: Sr可通过TGF-β1/Smad通路促进大鼠BMSCs向成骨细胞分化。     

肝细胞生长因子促进人胚胎干细胞向神经前体细胞分化

目的:研究肝细胞生长因子(HGF)诱导人胚胎干细胞(hESCs)定向分化为神经前体细胞(NPs)的作用。方法:诱导拟胚体(EBs)生成,随机将EBs分为正常对照组、G5 supplement组、HGF组和HGF+G5 supple-ment组,悬浮培养诱导7d,转移至多聚赖氨酸/层黏连蛋白(20mg/L)包被的24孔培养板中继续培养7-10d。免疫荧光染色鉴定NPs和体外分化能力,流式细胞仪检测各组巢蛋白(nestin)阳性细胞的比例,RT-PCR检测音猥因子(Shh)对NPs的脑区标记基因表达的影响。结果:HGF+G5可诱导hESCs定向分化为NPs,HGF+G5组的nestin阳性的NPs比例(87.3%±3.9%)显著高于其它组(P0.05),NPs具有分化成神经元、少突和星形胶质细胞的能力;HGF+G5诱导时间对于NPs的分化有影响,7d时nestin+细胞比例达到最大;Shh可使NPs表达腹侧化基因,后脑标记表达上调,而前脑标记表达下调。结论:含HGF和G5的无血清神经分化体系可有效诱导hESCs神经分化,是研究神经诱导的良好体系。     

TGF-β1 在雷奈酸锶促进大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化中的作用

目的: 探讨转化生长因子β₁(TGF-β₁)在雷奈酸锶(Sr)促进大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)向成骨细胞分化 中的作用。方法: 应用试剂盒测定碱性磷酸酶(ALP)活性及钙结节数量;Western blotting法测定TGF-β₁的表达水平。结果: 应用0.1、1、3、5、及7 mmol/L Sr分别处理rBMSCs 7 d,均能明显增加ALP活性,其中3 mmol/L Sr增加ALP活性的作用最大(P<0.01)。3 mmol/L Sr作用rBMSCs 21 d可明显增加钙结节数量。应用0.1~5 mmol/L Sr分别处理rBMSCs 7 d,可显著地上调TGF-β₁的表达,其中浓度为1 mmol/L时,TGF-β₁表达达到高峰。1~7 d,1 mmol/L Sr呈时间依赖性地促进TGF-β₁表达。1 mmol/L Sr处理rBMSCs前2 h,给予TGF-β₁抑制剂SB431542预处理,不仅可明显地抑制Sr对TGF-β₁表达的上调作用,而且显著地减弱Sr对ALP活性及钙结节形成的促进作用。结论: Sr可通过上调TGF-β₁表达促进rBMSCs向成骨细胞分化。     

Valproic acid enhances neurosphere formation in cultured rat embryonic cortical cells through TGFβ1 signaling

This study aimed to investigate the effect and mechanism of valproic acid (VPA) on the neurosphere formation in rat embryonic cortical cells. We used free-floating neurosphere formation as a model system to evaluate the VPA on the proliferation of neural stem cells (NSCs). We found a time- and dose-dependent increase in neurosphere formation and NSC proliferation after VPA treatment. Further RNA-seq analysis demonstrated that the upregulated TGFβ1 signaling might attribute to the effect of VPA on the neurosphere formation and NSC proliferation. Consistently, the neurosphere formation and NSC proliferation were blocked by the treatment with SB431542, an inhibitor of TGFβ1 receptor. Moreover, in a coculture system, NSCs treated with VPA significantly reduced the oxygen-glucose deprivation-induced neuronal apoptosis. Taken together, our results showed that VPA could enhance neurosphere formation and NSC proliferation by activating TGFβ1, which might be a novel therapeutic strategy for neurological disorders.     

Inhibition of mouse GPM6A expression leads to decreased differentiation of neurons derived from mouse embryonic stem cells

Glycoprotein M6A (GPM6A) is known as a transmembrane protein and an abundant cell surface protein on neurons in the central nervous system (CNS). However, the function of GPM6A is still unknown in the differentiation of neurons derived from embryonic stem (ES) cells. To investigate the function of GPM6A, we generated knockdown mouse ES cell lines (D3m-shM6A) using a short hairpin RNA (shRNA) expression vector driven by the U6 small nuclear RNA promoter, which can significantly suppress the expression of mouse GPM6A mRNA. Real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) and immunocytochemical analysis showed that expression of shRNA against GPM6A markedly reduced the expression of neuroectodermal-associated genes (OTX1, Lmx1b, En1, Pax2, Pax5, Sox1, Sox2, and Wnt1), and also the number of neural stem cells (NSC) derived from D3mshM6A cells compared to control vector-transfected mouse ES cells (D3m-Mock). Moreover, our results show a decrease in both the number of neuronal markers and the number of differentiating neuronal cells (cholinergic, catecholaminergic, and GABAergic neurons) from NSC in D3m-shM6A cells. Hence, our findings suggest that expression level of GPM6A is directly or indirectly associated with the differentiation of neurons derived from undifferentiated ES cells.     

小鼠iPSCs诱导分化为胰岛素分泌细胞及治疗糖尿病的实验研究

 目的: 利用3步法诱导方案,使小鼠诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)分化为胰岛素分泌细胞(insulin-producing cells,IPCs),观察诱导效率和成熟度,并观察其对糖尿病小鼠治疗效果。方法: 本实验室通过piggyBac转座子将C57/C雄性小鼠来源胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)构建为小鼠iPSCs,利用3步法诱导方案分化为IPCs,观察细胞分化过程中的形态变化;RT-PCR和免疫荧光检测其胰岛β细胞发育相关基因和蛋白的表达;流式细胞术分析分化效率;葡萄糖刺激实验检测胰岛素和C肽分泌水平。将IPCs移植入C57/C雄性糖尿病小鼠模型左肾包膜下,监测血糖和血清中胰岛素含量28 d,观察逆转高糖血症的效果。结果: 建立的3步诱导方案可以将小鼠iPSCs诱导分化为IPCs,其表达胰岛β细胞的标志性基因(Pdx1、Ngn3、Pax6和Ins2)和蛋白(Pdx1、Nkx6.1和胰岛素),在葡萄糖刺激下可分泌胰岛素和C肽。流式细胞术结果表明诱导分化的效率达28%。移植后3 d糖尿病小鼠血糖即降低至接近正常水平,血清胰岛素含量明显升高,对葡萄糖的调控能力明显增强。病理学观察IPCs细胞移植28 d后仍存活。结论: 建立的3步诱导法可将iPSCs高效定向诱导分化为IPCs,明显缩短了诱导分化的时间,移植至近交系同性别小鼠体内可逆转糖尿病的高糖血症。     

前列腺素E1对大鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响

背景：目前还缺乏前列腺素E1对骨髓间充质干细胞增殖影响的研究。 目的：观察前列腺素E1与骨髓间充质干细胞共培养对细胞增殖作用的影响。 方法：体外培养SD大鼠骨髓间充质干细胞。取第3 代细胞利用流式细胞仪鉴定细胞表面表型。以每孔1×104数量接种于96 孔板,将前列腺素E1分别以0(对照组),1,2,5,10,20,40,100 μg/L的浓度作用骨髓间充质干细胞72 h,以CCK-8法检测细胞增殖情况,观察最佳增殖浓度10%的前列腺素E1在不同时间(24,48,72 h)对骨髓间充质干细胞增殖的影响。 结果与结论：P3代骨髓间充质干细胞表面阳性率CD11b/c为4.93%,CD29为99.93%,CD45为0.1%,CD90为99.58%,符合骨髓间充质干细胞特征。质量浓度为1,2,5,10,20,40,100 μg/L的前列腺素E1均可以促进骨髓间充质干细胞在体外的增殖,以10 μg/L的作用最强。10 μg/L前列腺素E1在作用48 h后能显著促进大鼠骨髓间充质干细胞增殖(P < 0.05),其作用呈一定程度的时间依赖性,72 h达最高。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：     

骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化前后基因及Ca2+浓度的变化

背景：单唾液酸四己糖神经节苷脂(Monosialotetrahexosylganglioside,GM1)在神经细胞的生长发育、分化、再生和细胞内外信息传递等多种生理过程中发挥重要作用。 目的：探讨GM1对骨髓间充质干细胞按照Woodbury经典诱导方案将其诱导分化为神经元样细胞前后基因方面和细胞内游离Ca2+浓度的变化。 方法：分离纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞进行传代培养,传至第5代时,待细胞融汇成致密单层后,加入50 mmol/L神经节苷脂设为GM1组,预培养24 h后按照Woodbury经典诱导方案进行诱导,设置对照组,采用免疫组化和Realtime PCR技术分别检测诱导前后生长相关蛋白43、神经元特异性烯醇化酶、神经丝蛋白和神经巢蛋白的蛋白和mRNA表达的变化,采用激光扫描共聚焦显微镜检测诱导前后细胞内游离钙离子浓度的变化。 结果与结论：①加入GM1组诱导分化后较对照组生长相关蛋白43、神经元特异性烯醇化酶、神经丝蛋白和神经巢蛋白表达水平增高(P < 0.05),GM1能够促骨髓间充质干细胞诱导分化为神经元样细胞。②更换诱导液后,两组细胞内荧光强度逐渐增加,到100 s 达高峰值,其后逐渐减弱,但20 min 时细胞荧光强度仍高于诱导前,加入GM1组,细胞内游离Ca2+浓度较对照组有所增加(P < 0.05)。说明GM1能够促进细胞内Ca2+浓度增加,游离Ca2+在诱导过程中可能有促进作用。③诱导后生长相关蛋白43、神经元特异性烯醇化酶、神经丝蛋白和神经巢蛋白基因表达改变不显著,说明Woodbury经典诱导方案可能为转录后水平即蛋白水平的调控。