植物源性碱性成纤维细胞生长因子维持人胚胎干细胞的生长与分化北大核心

背景:碱性成纤维细胞生长因子是维持人胚胎干细胞长期培养的重要生长因子,提供来源可靠、无动物源性以及低成本的碱性成纤维细胞生长因子产品对维持人胚胎干细胞生长以及规模化制备至关重要。目的:为了排除动物源性或者其他细菌类的潜在干扰,该研究评估植物源性碱性成纤维细胞生长因子对人胚胎干细胞生长与分化的影响。方法:以人胚胎干细胞系(H9)作为研究材料,采用免疫荧光染色、流式细胞仪检测、碱性磷酸酶染色、RT-PCR方法比较不同质量浓度植物源性碱性成纤维细胞生长因子维持干细胞特性的能力以及其向外、中、内三胚层分化和胰腺细胞分化的潜能。结果与结论:植物源性碱性成纤维细胞生长因子(4μg/L和0.4μg/L)和常规碱性成纤维细胞生长因子(4μg/L)都能很好地维持人胚胎干细胞的生长和分化能力,提示植物源性碱性成纤维细胞生长因子可以作为有效支持人胚胎干细胞生长和分化的备选产品。     

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。     

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。     

rhbFGF转染人皮肤成纤维细胞的研究

将重组人碱性成纤维细胞生长因子(rhbFGF)基因克隆入真核表达载体pEGFP-N1质粒增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因上游，并在其5′端加上白介素-4的信号肽序列，形成融合基因，利用脂质体转染原代培养的成纤维细胞，荧光显微镜和蛋白质印迹杂交检测rhbFGF-EGFP融合蛋白的表达，细胞计数法观察bFGF对细胞生长的影响。结果表明成功构建了pEGFP-rhbFGF质粒，并经脂质体介导有效地转入原代培养的人皮肤成纤维细胞内。用G418筛选纯化转基因后的细胞能够向胞外分泌rhbFGF活性物质，明显促进成纤维细胞自身的增殖。表明bFGF基因转染能够稳定有效地促进成纤维细胞的增殖。     

人脐带间充质干细胞体外诱导分化为成纤维细胞

背景：脐带间充质干细胞具有多向分化能力,但其向成纤维细胞分化研究较少。 目的：验证人脐带间充质干细胞向成纤维细胞的分化能力。 方法：采用贴壁法分离脐带间充质干细胞,流式细胞仪分析其表面抗原。取第3代脐带间充质干细胞进行成脂成骨诱导分化,以碱性成纤维细胞生长因子诱导脐带间充质干细胞向成纤维细胞分化。 结果与结论：贴壁法能稳定从脐带中分离出干细胞,脐带间充质干细胞极低表达 CD31、CD45 、CD40、HLA-DR,强表达 CD29、CD90、CD44、CD105。脐带间充质干细胞成脂诱导后油红O染色显示胞浆中充满红色的油滴;成骨诱导后茜素红染色可在细胞密集区见红色的钙结节。碱性成纤维细胞生因子诱导后细胞表达Ⅰ型胶原明显高于对照组。提示贴壁法分离脐带间充质干细胞可靠、纯度高,碱性成纤维细胞生长因子可诱导脐带间充质干细胞向成纤维细胞分化。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：     

脐带血血浆对包皮成纤维细胞生长影响的实验研究

目的　探讨人脐带血血浆（HUP）能否维持人包皮成纤维细胞（HFF）的生长。 方法　将脐血浆经盐析、透析等处理后,按10%体积成分培养HFF,并与同样浓度的胎牛血清（FBS）进行比较,观察细胞的贴壁速度、生长曲线、细胞周期及增殖能力。 结果　 HFF在含10%HUP的培养液中能长期生长,其生长生长形态、细胞增殖能力及特征都与在含同体积FBS的培养液中无显著差异。 结论　人HUP能维持HFF的长期生长。     

人胚胎干细胞系HUES4的培养和染色体核型分析

目的建立人胚胎干细胞无动物源性饲养层培养方法,同时对长时间体外培养的人胚胎干细胞核型变化进行分析。方法人胚胎干细胞系HUES4细胞分别培养于小鼠胚胎成纤维细胞和人包皮成纤维细胞饲养层,并对其干细胞特性进行鉴定;在培养传代过程中,收获P27、P34、P41和P44细胞进行染色体核型分析,P27细胞还进行DNA短串联重复序列多态性分析。结果生长于人包皮成纤维细胞饲养层的HUES4细胞碱性磷酸酶染色以及SSEA-4、TRA-1-60和TRA-1-81抗原阳性,SSEA-1抗原阴性。所检测的4代细胞中均见46,XY/46,XY,t（9;15）（q22;q26）核型嵌合现象,且异常核型百分比随传代次数增加有上升的趋势。结论培养人胚胎干细胞的饲养层细胞可由无动物源性的饲养层细胞替代;长期体外培养有增加细胞染色体核型异常的风险。     

维甲酸对成纤维细胞及脂肪源干细胞成骨诱导的影响

目的　探究维甲酸（RA）对乳鼠真皮成纤维细胞（DFB）及脂肪源干细胞（ADSCs）成骨诱导分化的影响。 方法　分别离体培养5~7 d龄乳鼠DFB及ADSCs。对DFB进行波形蛋白的免疫荧光鉴定,对ADSCs进行成骨、成脂肪诱导并做表面标记物鉴定。用RA及传统成骨诱导液分别对两类细胞进行成骨诱导2周,茜素红染色检测细胞内钙结节的形成,酶标仪检测细胞诱导后ALP 的OD值。 结果　两类细胞在常规成骨诱导及RA诱导成骨后,均有钙结节形成。传统成骨诱导与RA成骨诱导组与各自对照组相比,ALP活性均升高。在DFB组中,RA诱导的ALP活性比传统成骨诱导高,而在ADSCs组中,结果相反。 结论　RA可以促进DFB及ADSCs的成骨分化,并且因细胞种类不同而显著效果不同。     

把人体皮肤成纤维细胞重编程为干细胞

近年来,关于人体干细胞的研究,特别是将已分化细胞(如人皮肤的成纤维细胞)转化成人体胚胎干细胞的研究取得了突破性进展。在反转录因子OCT3/4、SOX2、C-MYC和KLF4的作用下,人皮肤的成纤维细胞可以转变为多能干细胞,具备了多种干细胞的能力,有望在多种疾病的机制研究和治疗中发挥重要的作用。本文将对这项最新的研究成果进行介绍。     

碱性成纤维细胞生长因子基因转染骨髓干细胞与韧带成纤维细胞共培养效应

背景：碱性成纤维细胞生长因子在韧带损伤愈合中具有重要作用,细胞因子转染的骨髓间充质干细胞可作为种子细胞应用于韧带组织工程。目的：探讨人碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞与韧带成纤维细胞三维共培养后的交互生物学效应。方法：原代培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代后分为3组：对照组、Ad-EGFP组及Ad-bFGF组。各组细胞相应处理后分别与韧带成纤维细胞三维共培养,MTS法检测细胞增殖能力,ELISA法检测各组细胞上清液中碱性成纤维细胞生长因子蛋白水平,RT-PCR检测各组两种细胞中Scleraxis、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、核心蛋白多糖、软骨低聚物基质蛋白等相关基因mRNA表达量的变化。结果与结论：腺病毒介导的碱性成纤维细胞生长因子可高效转染骨髓间充质干细胞;共培养3,6 d后,与对照组及Ad-EGFP组相比,Ad-bFGF组两种细胞增殖活性增强(P < 0.01);上清液中碱性成纤维细胞生长因子表达明显增高(P < 0.01),韧带成纤维细胞中Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、核心蛋白多糖、软骨低聚物基质蛋白mRNA表达均降低(P < 0.01),骨髓间充质干细胞中Scleraxis、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA表达均明显升高(P < 0.01)。以上结果表明碱性成纤维细胞生长因子转染的骨髓间充质干细胞与韧带成纤维细胞三维共培养促进韧带成纤维细胞增殖的同时抑制了其胶原合成能力,促进骨髓间充质干细胞增殖的同时增强了其向韧带成纤维细胞分化的能力。  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     

Generation of retinal cells from mouse and human induced pluripotent stem cells

We previously reported a technique for generating retinal pigment epithelia (RPE) and putative photoreceptors from embryonic stem (ES) cells. Here we tested whether our procedure can promote retinal differentiation of mouse and human induced pluripotent stem cells (iPSCs). Treating iPSCs with Wnt and Nodal antagonists in suspension culture induced expression of markers of retinal progenitor cells and generated RPE cells. Subsequently, treatment with retinoic acid and taurine generated cells positive for photoreceptor markers in all but one human cell lines. We propose that iPSCs can be induced to differentiate into retinal cells which have a possibility to be used as patient-specific donor cells for transplantation therapies.     

从多潜能干细胞诱导成神经前体细胞及其分化探讨

目的探讨诱导多潜能干细胞在体外分化为神经前体细胞。方法采用N2B27作为选择培养基,多步法贴壁培养把诱导多潜能干细胞诱导为神经前体细胞。结果免疫荧光染色发现,该细胞神经干细胞的标记物巢蛋白阳性,有极个别的β-微管蛋白Ⅲ(β-Tub-Ⅲ)阳性细胞。在分化培养基内培养7d后,β-Tub-Ⅲ阳性细胞增多。结论本实验初步表明,诱导多潜能干细胞在体外可以被诱导为有一定神经特征的神经前体细胞,该细胞有望用于细胞移植治疗缺血性脑损伤。     

诱导多能性干细胞研究进展

人类诱导多能性干细胞（iPS细胞）的出现被誉为生命科学领域里新的里程碑,它建立了一种全新的、相对易操作而较稳定的体细胞核重编程方法,在生物学基础研究和临床应用方面具有潜在的价值;然而,iPS细胞的高癌变率和极低的重编程效率大大限制了它的应用。目前iPS细胞技术正在被不断完善,就iPS细胞的研究历程及在诱导iPS细胞上的最新研究进展进行综述。     

包皮成纤维细胞作为饲养层对人胚胎生殖细胞生长的影响

目的 以人包皮成纤维细胞为饲养层体外培养人胚胎生殖细胞,观察饲养层对其生长的影响,并对人胚胎生殖细胞进行鉴定。 方法 分离培养4～5岁小儿包皮成纤维细胞,取P₃～P₃₀代细胞用丝裂霉素灭活后铺板备用,酶联免疫吸附测定（ELISA）双抗夹心法检测其分泌物成纤维细胞生长因子（FGF）的含量;分离培养5～11周人胚胎原始生殖细胞,在不添加任何细胞因子的人包皮成纤维细胞饲养层上培养人胚胎生殖细胞;细胞化学法检测人胚胎生殖细胞碱性磷酸酶的活性,免疫细胞化学法检测其胚胎表面特异性抗原SSEA-1及SSEA-4的表达,RT-PCR法检测Oct-4的表达。 结果 包皮成纤维细胞可以传60代以上,P₃～P₃₀代均适宜作饲养层;P₃～P₃₀代包皮成纤维细胞上清液中FGF含量在(172.09±2.66)pg/L～(245.25±1.66)pg/L之间波动。分离培养的人胚胎生殖细胞在饲养层上可形成典型的胚胎生殖细胞集落,体外连续培养超过3代,其碱性磷酸酶活性呈强阳性,集落未分化标志检测显示SSEA-l、SSEA-4呈阳性,Oct-4表达阳性。 结论 用人包皮成纤维细胞作为饲养层能支持人胚胎生殖细胞的生长并维持未分化状态。     

阿霉素致人诱导性多潜能干细胞来源的心肌细胞损伤模型的建立

目的 利用人诱导性多潜能干细胞来源的心肌细胞（hiPSC-CMs）技术,建立人源的阿霉素心肌细胞损伤模型。 方法 从人诱导性多潜能干细胞分化hiPSC-CMs,再用不同浓度阿霉素对hiPSC-CMs作用24 h后检测其细胞活性、钙瞬变、氧化应激和DNA损伤等表型。 结果 阿霉素诱导hiPSC-CMs细胞活力下降,破坏其钙瞬变,引起氧化应激水平上升,导致线粒体膜电位下降和造成DNA损伤,同时右丙亚胺对阿霉素心肌细胞损伤有保护作用。 结论 利用hiPSC-CMs成功建立了人源阿霉素心肌细胞损伤模型,克服了人心肌细胞难以获得及对药物反应存在种属差异的局限性,更好地用于阿霉素心脏毒性的机制研究及药物筛选。     

Generation of red blood cells from human induced pluripotent stem cells

Differentiation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) and embryonic stem cells (hESCs) into the erythroid lineage of cells offers a novel opportunity to study erythroid development, regulation of globin switching, drug testing, and modeling of red blood cell (RBC) diseases in vitro. Here we describe an approach for the efficient generation of RBCs from hiPSC/hESCs using an OP9 coculture system to induce hematopoietic differentiation followed by selective expansion of erythroid cells in serum-free media with erythropoiesis-supporting cytokines. We showed that fibroblast-derived transgenic hiPSCs generated using lentivirus-based vectors and transgene-free hiPSCs generated using episomal vectors can be differentiated into RBCs with an efficiency similar to that of H1 hESCs. Erythroid cultures established with this approach consisted of an essentially pure population of CD235a(+)CD45(-) leukocyte-free RBCs with robust expansion potential and long life span (up to 90 days). Similar to hESCs, hiPSC-derived RBCs expressed predominately fetal γ and embryonic ? globins, indicating complete reprogramming of β-globin locus following transition of fibroblasts to the pluripotent state. Although β-globin expression was detected in hiPSC/hESC-derived erythroid cells, its expression was substantially lower than the embryonic and fetal globins. Overall, these results demonstrate the feasibility of large-scale production of erythroid cells from fibroblast-derived hiPSCs, as has been described for hESCs. Since RBCs generated from transgene-free hiPSCs lack genomic integration and background expression of reprogramming genes, they would be a preferable cell source for modeling of diseases and for gene function studies.     

诱导型多能干细胞体外向胰岛素分泌细胞分化及对血糖的调控

BACKGROUND:Mouse pluripotent stem cells are induced to differentiate into insulin-secreting cells that can effectively improve blood glucose levels in diabetic mice. OBJECTIVE:To detect mRNA and protein levels of insulin-like cell clusters from induced pluripotent stem cells and to investigate the function of insulin-secreting cells in vitro and in vivo. METHODS:Mouse induced pluripotent stem cells cultured in vitro were induced to differentiate into insulin-secreting cells using combined inducers through three stages. The morphology of endodermal cells, islet-derived progenitor cells and mature islet cells in each stage was observed and relative gene expression levels were detected by PCR. Mature insulin-like cell clusters underwent dithizone staining and functions of insulin released in vitro were observed by ELISA assay. Finally, the insulin-secreting cells were transplanted into the subrenal capsule of diabetic mice, and then blood glucose levels were observed. RESULTS AND CONCLUSION:The mature spherical insulin-like cell clusters were successfully obtained in vitro, which were in iron red by dithizone staining, and expression of insulin mRNA was determined by PCR. The insulin-like cell clusters could secrete insulin in response to various blood glucose levels by ELISA assay. In addition, after the cells clusters were transplanted into the subrenal capsule of mice with type 1 diabetes, the blood glucose levels were marbedly improved.     

人诱导性多能干细胞向神经干细胞分化的方法探讨

目的:探讨人诱导性多能干细胞(iPS细胞)体外定向分化为神经干细胞(NSCs)的方法。方法:人iPS细胞悬浮培养4 d形成的拟胚体(EB)经维甲酸(RA)诱导4 d,诱导后的EB在无血清培养基中筛选并扩增培养。倒置显微镜下观察诱导后细胞的形态变化,RT-PCR检测iPS细胞多能性基因Nanog、Oct4和Sox2的表达,免疫荧光法检测NSCs特异性标志物Nestin、神经元标志物β-tubulinⅢ和神经胶质细胞标志物GFAP的表达。结果:(1)人iPS细胞在饲养层细胞上稳定传代,表达多能性基因Nanog、Oct4和Sox2,去除饲养层后悬浮培养能形成球形EB;(2)经RA诱导后的EB在无血清培养基中筛选培养第1 d贴壁生长,周围爬出细胞;第3 d,在高倍镜下可见中央聚集的细胞呈环形的rosette结构,rosette结构增多到第7 d达高峰。对照组未观察到rosette结构。随后大部分rosette细胞脱离瓶壁悬浮生长,形成神经球样克隆。免疫荧光显示神经球呈nestin阳性表达。贴壁培养的神经球能分化成β-tubulinШ和GFAP阳性细胞。结论:RA诱导结合无血清培养基筛选法能诱导iPS细胞高效分化为NSCs。     

人诱导性多潜能干细胞系的建立

背景：诱导性多潜能干细胞与肿瘤干细胞的发生过程极其相似,而且具有的干细胞特性极其接近人胚胎干细胞。因此,研究诱导性多潜能干细胞有利于人们进一步认识并了解人类发育以及肿瘤的发生过程。 目的：掌握建立人诱导性多潜能干细胞系的技术,以便为特异性疾病细胞的重编程建立技术平台,从而利用重编程技术研究疾病的发病机制。 方法：将含有Oct4、Sox2、Klf-4和c-Myc 4个转录因子的反转录病毒感染人皮肤成纤维细胞(HS27细胞),在人胚胎干细胞培养条件下诱导产生人胚胎干细胞样的克隆。挑取并进一步扩增,通过克隆形态、碱性磷酸酶活性、免疫荧光检测是否有人胚胎干细胞标记物Oct4、Sox2、c-Myc、Klf-4的表达,悬滴法检测HS27细胞来源的克隆形成畸胎瘤的能力和验证向3个胚层的分化能力。 结果与结论：经病毒感染诱导产生的胚胎干细胞样克隆呈绿色荧光蛋白阴性,克隆在细胞形态方面与人胚胎干细胞克隆相似,进一步扩增经碱性磷酸酶检测克隆呈阳性,免疫荧光检测克隆表达Oct4、Sox2、c-Myc、Klf-4,并且HS27细胞来源的克隆注入免疫缺陷小鼠体内可以形成畸胎瘤并经苏木精-伊红染色显示具有向三胚层分化能力。实验成功构建了人诱导性多潜能干细胞系,为下一步开展疾病细胞特异性重编程研究奠定了良好的实验基础。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：