5-氮胞苷诱导体外培养的胚胎干细胞向心肌样细胞分化

目的研究5-氮胞苷(5-aza)体外诱导胚胎干细胞分化为心肌细胞的可行性。方法将P19细胞接种于培养板中或铺有琼脂的培养板中,5μmol/L5-aza培养7d后用不含5-aza的培养基继续培养。倒置显微镜观察细胞跳动情况,用免疫细胞化学、RT-PCR检测及电镜观察等方法鉴定细胞分化。结果5-aza暴露结合悬浮培养可诱导P19细胞分化为有节律跳动的心肌细胞。分化的细胞表达心肌特异的GATA-4、α-MHC mRNA及α-sarcomeric actin、cTnT蛋白,同时透射电镜观察到细胞质内有明显的肌丝。结论5-aza在体外可诱导胚胎干细胞向心肌样细胞分化,悬浮培养有助于细胞的心肌化过程。     

应用二甲基亚砜体外诱导P19细胞分化为心肌细胞

目的观察P19细胞经二甲基亚砜（DMSO）诱导及不同培养方法,培养形成细胞聚集体并向心肌分化的过程.方法将P19细胞接种于Petri塑料培养皿或铺有0.5%软琼脂的培养皿中,DMSO诱导悬浮培养7 d形成细胞聚集体,将聚集体用生长培养基黏附培养至19 d.观察细胞跳动情况,用α-sarcomeric actin、cardiac Troponin T（cTnT）抗体进行免疫组织化学染色,鉴定细胞分化.结果经DMSO诱导7d,将形成的细胞聚集体用生长培养基黏附培养至15 d,在聚集体周围的生长晕中出现自发性节律跳动的细胞团片,α-sarcomeric actin及cTnT染色阳性,至19d,阳性率分别可达26%和15%.结论 DMSO诱导结合聚集体形成培养方法可诱导P19细胞向心肌细胞分化,并出现自发性有节律跳动.     

催产素诱导P19细胞分化为心肌细胞的作用

目的研究催产素(OT)在体外诱导P19细胞分化为心肌细胞中的作用。方法将P19细胞用含OT的诱导培养基悬浮培养4d,取其形成的拟胚体(EBs)用不含OT的生长培养基贴壁培养10~12d。用免疫细胞化学、透射电镜等方法对分化的细胞进行鉴定。结果EBs周边生长晕中部分细胞变形、伸长,呈放射状排列。免疫细胞化学染色显示,变形分化的细胞表达α-横纹肌肌动蛋白(α-SCA)和心肌肌钙蛋白T(cTnT),并以OT终浓度1×10-7mol/L的实验组阳性率最高(P<0.01)。透射电镜观察分化细胞具有心肌细胞发育早期的超微结构特征。结论在体外OT能够诱导P19细胞分化为早期的心肌细胞。     

小鼠胚胎干细胞来源的心肌细胞系的建立

目的 建立模拟细胞微环境、促进细胞分化的三维培养体系,以体外诱导和培养小鼠胚胎干细胞 (mES-D3)来源的心肌细胞。方法 将mES细胞通过悬浮培养获得拟胚体（EBs）后转入Matrigel? Matrix 3D培养体系中培养。用形态学观察计数收缩集落的数量和频率;用免疫组织化学和RT-PCR检测心肌细胞分化相关基因的表达。结果 在Matrigel?中培养5d左右,可观察到自发节律收缩的EBs,频率约为40～50次/min;继续培养3d左右,频率约为80～90次/min;到45d左右大部分集落最终收缩。分化为心肌细胞所表达的特异性蛋白cTnT, Desmin, Actin表达呈阳性,并表达心肌特异性基因cTnT, NKX2E, GATA-4和MLC-2v。结论 mES细胞来源的EBs在Matrigel?培养体系中能够分化为心肌细胞,籍此我们建立了一株细胞系。     

骨形态发生蛋白2诱导P19细胞体外向心肌样细胞分化

目的 探讨骨形态发生蛋白2(BMP-2)诱导P19细胞形成细胞聚集体并向心肌细胞分化的作用.方法 将P19细胞接种于铺有0.5%软琼脂的培养皿中,BMP-2诱导悬浮培养4d形成细胞聚集体,将细胞聚集体用生长培养基黏附培养至19d.相差显微镜观察细胞形态学变化,应用免疫细胞化学、激光扫描共焦显微镜技术检测α-横纹肌肌动蛋白(α-sarcomeric actin)和心肌特异性肌钙蛋白T(C-TnT)的表达,透射电镜观察分化细胞的超微结构.结果 经BMP-2诱导悬浮培养24h后即可见多个悬浮的细胞团形成,至第4天形成细胞聚集体/类胚体(Ebs).将Ebs再用生长培养基黏附培养后,可见位于Ebs中央的细胞密集、颜色较深,为Ebs的内核.Ebs贴壁生长后 8h,细胞由Ebs边缘逐渐爬出,在周边形成单层的生长晕,中央细胞多层排列,增殖速度较快,细胞体积较小,具有高核质比,为未分化细胞.培养至11d后,细胞生长晕中一些细胞变形,胞体伸长,体积增大,呈放射状排列.培养至第19天,Ebs边缘生长晕中变形的细胞表达α-横放肌肌动蛋白和c-TnT蛋白.免疫荧光双标染色显示α-横纹肌肌动蛋白和C-TnT蛋白均定位于细胞质并且呈共表达.透射电镜下观察到,分化细胞呈杆状,细胞核呈卵圆形,位于细胞中央,细胞器丰富,并可见到平行排列的肌丝.结论 BMP-2暴露结合悬浮培养可以诱导P19细胞向心肌样细胞分化.     

碱性成纤维细胞生长因子诱导人间充质干细胞向心肌样细胞分化

目的研究碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)在体外诱导人骨髓间充质干细胞(MSCs)向心肌样细胞分化中的作用,及其对MSCs增殖的影响。方法用含5-氮杂胞苷(5-aza)的培养基(A组)、含bFGF的培养基(B组)、含5-aza bFGF的培养基(C组)以及普通培养基(对照组)培养人骨髓MSCs。观察细胞形态的改变;免疫细胞化学法检测α-actin、cTnT和connexin-43的表达;RT-PCR法检测Nkx2·5、GATA-4和cTnT的mRNA水平;MTT法检测MSCs的增殖。结果A组和C组的部分细胞呈肌细胞样改变,表达蛋白α-actin,cTnT和connexin43;A组和C组的cTnT、Nkx2·5和GATA-4的mRNA水平明显高于对照组,B组的Nkx2·5和GATA-4的mRNA水平明显高于对照组;B组细胞增殖明显高于对照组,A组和C组细胞增殖明显低于对照组,但C组明显高于A组。结论bFGF能明显促进MSCs增殖,与5-aza合用能更好地诱导人MSCs向心肌样细胞分化。     

心肌梗死大鼠血清促进大鼠骨髓间质干细胞分化为心肌细胞的作用

 目的: 探讨急性心肌梗死（AMI）大鼠血清在体外对大鼠骨髓间质干细胞（BMSC）分化为心肌细胞的作用。方法: 将大鼠BMSC分为6组进行细胞培养：Ⅰ组为未诱导组(对照组),Ⅱ组为5-aza诱导组,Ⅲ组为5-aza＋AMI血清诱导组,Ⅳ组为5-aza＋正常大鼠血清诱导组,Ⅴ组为AMI血清诱导组,Ⅵ组为正常大鼠血清诱导组。培养30 d后进行分化细胞鉴定，检测细胞的形态变化和心肌肌钙蛋白（cTnT）、心肌细胞转录因子GATA-4和结蛋白（desmin）的表达。结果: 大鼠BMSC经5-aza或5-aza联合血清诱导后，向心肌样细胞分化，其cTnT、GATA-4、desmin表达阳性。对照组和单纯血清诱导组的BMSC未见形态改变，其cTnT亦为阴性，但GATA-4、desmin却呈弱阳性。另外，5-aza联合血清诱导组在诱导2周后可观察到部分细胞呈缓慢而有节律的跳动，而单纯5-aza诱导组未见细胞跳动。结论: 单纯用AMI大鼠血清不能诱导BMSC向心肌细胞分化，但AMI血清能促进5－aza诱导的BMSC向心肌细胞分化，并促进分化的心肌细胞成熟。     

参麦体外诱导人胚胎生殖细胞向心肌细胞分化

目的:探讨参麦对人胚胎生殖细胞(hEGC)向心肌细胞诱导分化的作用.方法:取5～10周人胚胎生殖腺嵴,进行组织块体外培养,用直接悬浮法使hEGC形成拟胚体(EBs),用不同浓度参麦的培养基对其进行诱导分化,然后取不同时间的细胞做免疫细胞化学显色,鉴定细胞的心肌特异转录因子GATA-4和心肌肌钙蛋白-T(cTnT)表达情况.结果:参麦诱导hEGC分化为心肌细胞的最佳浓度为1g/L,诱导第3周时分化率达57 0%±3 25%,显著高于不添加任何诱导剂的对照组.诱导后细胞形态变成梭形,3周细胞突起相互连接成条索状,且排列方向趋于一致;诱导后第3天即开始出现GATA-4弱表达,第3周时表达最强;诱导后2周,细胞内开始表达cTnT,3周强阳性表达,4周表达明显增强.结论:参麦能够促进hEGC向心肌细胞分化,从而得以建立一种体外诱导hEGC分化为心肌细胞的方法.     

大鼠骨髓间充质干细胞体外心肌定向诱导及心肌组织构建研究

目的探讨大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）向心肌定向诱导分化及诱导后BMSCs体外构建工程化心肌组织的可行性。方法用含10μmol／L5-氮胞苷（5-Aza）的完全培养液（LG-DMEM,10％胎牛血清,100U／mL青霉素,100μg／mL链霉素,10μg／L碱性成纤维细胞生长因子）孵育第3代BMSCs24h后改用完全培养基培养4周,采用未处理组作为阴性对照。采用免疫细胞化学方法检测心肌肌钙蛋白T（cTnT）、α-肌动蛋白（α-Actin）的表达;逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测早期心肌形成转录因子GATA-4、Nkx2．5、TDGF-1基因的表达。将已诱导4周的BMSCs接种于多聚赖氨酸包被的脱细胞牛心包生物支架上培养2周后检测。结果诱导组细胞向心肌细胞转化,表达cTnT、α-Actin,对照组不表达cTnT、α-Actin;RT-PCR检测BMSCs诱导后表达早期心肌形成转录因子GATA-4、Nkx2．5、TDGF-1等基因;诱导后的BMSCs黏附于脱细胞牛心包生物支架表面,生长良好。结论大鼠BMSCs可向心肌细胞定向诱导分化,与脱细胞牛心包生物支架黏附良好,有望构建理想的组织工程化心肌。     

人骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化

目的讨论小型猪心肌细胞(CMs)裂解液对人骨髓间充质干细胞(MSCs)的体外诱导分化作用。方法用5-aza、小型猪CMs裂解液二种方法体外诱导人MSCs的分化,单纯培养基(DMEM)培养为对照组,观察细胞形态改变。用细胞免疫化学、免疫荧光法检测MSCs的α-actin、cTnT、Cx43和CD31的表达,MTT法测定细胞增殖。结果小型猪CMs裂解液诱导人MSCs所得心肌样细胞(CLCs)表达cTnT、Cx43和CD31;5-aza诱导组MSCs表达cTnT和Cx43,不表达CD31;5-aza培养初期对MSCs的增殖具有明显的抑制作用,CMs裂解液促进MSCs的增殖。结论小型猪CMs裂解液培养基可以诱导人MSCs分化为心肌样细胞及内皮样细胞,并且具有很强的促细胞增殖作用,优于目前广泛研究的肌细胞诱导分化剂5-aza。本研究为大规模诱导人MSCs向CMs分化创造了条件。     

转化生长因子β1诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞的作用 

目的 探讨转化生长因子β1 (TGF-β1)对骨髓间充质干细胞（BMSCs）定向分化为心肌样细胞的影响。方法 取SD大鼠四肢骨骨髓,分离培养BMSCs,应用2、5、10、15 μg/L TGF-β1对第2代BMSCs定向诱导,相差显微镜观察细胞形态变化,应用免疫细胞化学技术检测诱导后4周BMSCs结蛋白（desmin）、α-横纹肌肌动蛋白（α-SCA）、心肌肌钙蛋白T（cTnT）及心肌连接蛋白43 (Cx43)的表达情况。根据cTnT心肌源性特异性标记物的阳性率分析心肌样细胞的转化率;应用激光扫描共焦显微镜技术,检测诱导后4周BMSCs α-SCA、cTnT的表达;以半定量RT-PCR方法在诱导后7、21和28d检测心肌转录调节因子（GATA4）和心肌特异性α-肌球蛋白重链（α-MHC）的表达。结果 1.不同浓度TGF-β1 诱导后的BMSCs,其形态在不同的时间段存在差异。15μg/L组和2μg/L组诱导7d的BMSCs形态变化不明显,与对照组类似,随后则逐渐转变成长柱形;5μg/L组诱导后的BMSCs 于7d时形态已转变成类长柱形,28d时细胞体积则变小,呈条索状排列;10μg/L组诱导后的BMSCs类似于5μg/L组,但细胞数量相对较少。2.不同浓度TGF-β1 诱导4周后的BMSCs均可见desmin、α-SCA及Cx43的阳性细胞,其中5μg/L组的阳性率均最强。各诱导组与对照组desmin、α-SCA及Cx43的阳性率差异均具有显著性（P <0.05）。3.各诱导组cTnT均有阳性表达。根据cTnT阳性率计算出的心肌样细胞转化率在5μg/L组最高,显著高于2μg/L组(P =0.028) 和15μg/L组(P =0.000),但与10μg/L组之间差异不显著(P >0.05)。此外,各诱导组的心肌样细胞转化率均显著高于对照组(P <0.01)。4.激光扫描共焦显微镜技术检测结果显示,经TGF-β1诱导4周的BMSCs α-SCA和cTnT蛋白均定位于细胞质且呈共表达。5.RT-PCR结果显示,GATA-4于诱导后7d弱表达,21d表达增强,28d表达减弱;α-MHC在诱导后7d不表达,21d弱表达,28d表达明显。结论 TGF-β1可以诱导BMSCs获得心肌分化表型,最佳诱导浓度是5μg/L。     

骨形态蛋白2体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞

目的 应用骨形态蛋白2(BMP-2)体外诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)向心肌样细胞分化,探索MSCs向心肌细胞分化的诱导方法.方法 取SD大鼠四肢骨骨髓,分离培养MSCs,应用BMP-2定向诱导,相差显微镜观察细胞形态学变化,应用免疫细胞化学、激光扫描共焦显微镜技术检测结蛋白(desmin)、α-横纹肌肌动蛋白(α-sareomeric actin)、心肌特异性肌钙蛋白(C-TnT)的表达,透射电镜鉴定.在诱导后7d、21d和28d 3个时间点以半定量RT-PCR方法检测细胞心肌早期转录因子(GATA4)和心肌特异性α-肌凝蛋白重链(α-MHC)的表达.结果 BMP-2诱导后的MSCs细胞伸出伪足,排列方向渐趋一致.MSCs体外经BMP-2诱导后分化的细胞结蛋白、α-横纹肌肌动蛋白、C-TnT均表达阳性,结蛋白、α-横级肌肌动蛋白阳性率较高,分别为37.28%和63.94%,而C-TnT阳性率较低为34.66%.透射电镜下可见到平行排列的肌丝,大量的粗面内质网和线粒体,富含糖原和核糖体.RT-PCR结果显示,GATA4于诱导后7d弱表达,21d表达增强,28d表达减弱.α-MHC在诱导后7d不表达,21d弱表达,28d表达明显.结论骨髓间充质干细胞在BMP-2诱导下可定向分化为心肌样细胞,是自体心肌细胞的一种良好供体来源.     

转化生长因子β-1联合内脏内胚层样END-2细胞共培养对小鼠胚胎干细胞体外分化为心肌细胞的实验研究

目的添加转化生长因子_1β(TGF_β1)以及与内脏内胚层样END_2细胞共培养,定向诱导胚胎干细胞(ESCs)分化,探索联合使用化学诱导法与共培养法对ESCs的心肌细胞定向诱导分化作用。方法将ESCs悬浮培养形成2~3 d类胚体(EBs),再向培养液内添加TGF_β1,或(和)将2~3 d EBs与END_2细胞或END_2细胞条件培养液共培养。自然分化为对照组。免疫荧光技术检测心肌细胞特异性肌动蛋白(α_actin)及肌钙蛋白T(TnT)的表达,透射电镜观察分化心肌细胞的超微结构。结果向培养液添加TGF_β1或将2~3 d EBs与END_2细胞或END_2细胞条件培养液共培养,各自有(43±2.08)%(P<0.01),(69±3.61)%(P<0.01),(65±3.06)%(P<0.01)的EBs出现自发节律性收缩,均表达心肌细胞特异性蛋白α_Actin和TnT,观察到心肌样超微结构。自然分化组发生自发节律性收缩的EBs只有(12±1.53)%,尤其是联合使用两种诱导方法,自发性收缩的EBs高达(91±1.52)%(P<0.01),收缩区域较单一诱导组大,且细胞形态较单一。结论联合使用化学诱导和共培养2种诱导法对ESCs的心肌细胞定向分化有协同作用。     

催产素体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞

目的 应用催产素(OT)体外诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)向心肌样细胞分化,探索BMSCs向心肌细胞分化的诱导方法.方法 取SD大鼠四肢骨骨髓,分离培养BMSCs,应用OT定向诱导,相差显微镜观察细胞形态学变化,应用免疫细胞化学、激光扫描共焦显微镜技术检测结蛋白、α-横纹肌肌动蛋白、心肌特异性肌钙蛋白T(C-TnT...     

昆明小鼠胚胎干细胞向心肌细胞的分化

目的饲养层制作及复苏培养昆明小鼠胚胎干细胞,探索体外诱导胚胎干细胞向心肌细胞分化。方法饲养层制作,复苏及体外培养胚胎干细胞,采用一步法消化贴壁胚胎干细胞,悬浮培养5d,形成拟胚体(EB),待EB贴壁后,加入淫羊藿苷(Icraiin,ICA)诱导液对其诱导并每天观察,免疫荧光检测心肌细胞特异性肌钙蛋白T(cTnT)和心室肌球蛋白轻链(MLC-2v)的表达。结果胚胎干细胞悬浮聚集5d,形成类似球状的拟胚体,将拟胚体贴壁诱导8d,发现拟胚体中出现跳动,诱导后10d拟胚体跳动率达65%,显著高于空白对照组和阴性对照组,一个分化拟胚体中一般出现1-3个跳动点,节律约为50-80times/min,在诱导10d时跳动的合胞体,免疫荧光表明cTnT和MLC-2v表达为阳性。结论胚胎干细胞经悬浮聚集培养5d后经10-7mol/L淫羊藿苷诱导,得到了可以跳动的心肌细胞团。     

Differentiation of mouse-induced pluripotent stem cells into cardiomyocytes in vitro

In order to investigate the effective method to induce mice-induced pluripotent stem (miPS) cells into cardiomyocytes in vitro and to investigate the effect of vitamin C on cardiomyocyte differentiation from miPS cells to find a highly efficient and clinically safe method. MiPS cells were isolated and expanded to form embryoid bodies (EBs) using the hanging drop way. EBs were induced using differentiation medium containing vitamin C (10^?4 mmol/ml). The control group did not receive any form of inducer. The time and frequency at which beating cardiomyocytes appeared and the percentage of beating colonies were determined to investigate the function of vitamin C on cardiac myocytes differentiation from miPS cells. Beating cell areas were found in (62.5 ± 1.7%) of EBs when using differentiation medium containing vitamin C, which was at a significantly greater frequency than in the control group (7.6 ± 2.6%). Beating cardiomyocytes within the two groups were positive for troponin (cTnT) staining. Vitamin C markedly increased the productivity of miPS cell differentiation into cardiomyocytes, as supported by expression of the unique cardiac protein cTnT. The vitamin C is suitable candidate for the induction of miPS cell differentiation into cardiomyocytes in vitro.     

大鼠骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死的实验研究

目的　研究骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植对心肌梗死大鼠左心功能的影响以及在心肌病大鼠体内存活、分化的情况。 方法　结扎左冠状动脉前降支制备大鼠心肌梗死模型,采用同种异体大鼠BMSCs 体外分离、纯化、扩增,胶体金标记。按照对BMSCs的处理方式和心肌内注射的成分不同随机分为3组:A组接受BMSCs移植治疗;B组移植经5-氮胞苷体外诱导的BMSCs;C组列为对照组,注射等量培养基;每组12只。4周后通过血流动力学各项指标评价BMSCs移植对大鼠心功能的改善情况;免疫组织化学法检测移植细胞的存活和分化。 结果 与对照组C组相比,移植组A, B两组左心功能显著改善（P<0.01）。A, B两组之间无显著性差异。移植组左心室收缩压（LVSP）、左心室等容期压力最大变化速率（±dp/dtmax）明显高于对照组（P<0.01）,左心室舒张末期压（LVEDP）明显低于对照组（P<0.01）。移植的BMSCs能在心外膜下、梗死区及与正常心肌的交界处存活并向心肌细胞分化, 心肌特异性肌钙蛋白T（cTnT）和α－横纹肌肌动蛋白（α-sarcomeric actin）表达阳性。 结论 同种异体BMSCs移植入大鼠心肌梗死区后能明显改善心功能并向心肌细胞转化。     

内皮素-1促进兔骨髓间质干细胞诱导分化为心肌样细胞

目的:研究ET-1对兔骨髓间质干细胞(BMSCs)定向心肌样细胞分化的影响。方法:取成年兔股骨干BMSCs培养。实验分为6组:Ⅰ组,未诱导组;Ⅱ组,单纯ET-1组(30 nmol/L);Ⅲ组,5-aza诱导组(10 μmol/L);Ⅳ组,5-aza＋ET-1联合诱导组。5-aza诱导3周后,加入ET-1。其中又分为Ⅳ₁组、Ⅳ₂组、Ⅳ₃组,分别为加入10、30和50 nmol/L ET-1。诱导培养4周后,测定心肌样细胞转化率和细胞直径、cTroponin-I免疫组化染色、Western-blot方法,测定GATA-4蛋白表达及蛋白磷酸化水平、RT-PCR方法测定β-MHC的表达、透射电镜观察心肌样细胞超微结构特征。结果:Ⅳ₂组心肌样细胞直径显著增大(P<0.01 vs Ⅲ组), Ⅲ、Ⅳ₂组心肌样细胞转化率无显著差异(P>0.05)。Ⅲ、Ⅳ₂组cTroponin-I染色阳性细胞数显著增多,β-MHC表达显著性增高(P<0.01 vs Ⅰ组),GATA-4蛋白表达及磷酸化水平均亦显著增高(P<0.05 vs group Ⅰ、Ⅱ)。ET-1浓度为30 nmol/L时,GATA-4蛋白磷酸化程度最高(P<0.05)。超微结构显示,Ⅲ、Ⅳ组分化的心肌样细胞可见原始肌节形成,其中,Ⅳ₂组更为明显。结论: 5-aza 及5-aza 联合ET-1所诱导BMSCs分化的心肌样细胞,具有心肌细胞的生物学特征;单独采用 ET-1,不能诱导 BMSCs 向心肌样细胞分化;ET-1在诱导BMSCs分化中,可提高GATA-4蛋白磷酸化水平,发挥促进心肌样细胞成熟的生物学效应。