诱导间充质干细胞向心肌样细胞的分化*

背景：目前很多体内外实验都已表明间充质干细胞具有向心肌样细胞或心肌细胞分化的能力,这使间充质干细胞治疗心脏疾病成为可能。 目的：比较诱导间充质干细胞向心肌样细胞分化实验方法的异同及存在的问题。 方法：以“mesenchymal stem cells,cardiomyocyte, differentiation;间充质干细胞,心肌细胞,诱导;分化”为检索词,应用计算机检索2000-12/2010-12 PubMed 数据库与万方数据库,与间充质干细胞诱导分化为心肌细胞相关的文章。 结果与结论：间充质干细胞向心肌细胞分化的方法主要有：①心肌细胞条件培养液：间充质干细胞在体外经药物诱导或模拟体内心肌微环境能定向诱导分化为心肌样细胞。②与希望诱导成的目的细胞共同培养：间充质干细胞可经药物诱导诱导分化为心肌细胞,也可不经任何诱导在心肌微环境中分化为心肌细胞。虽然间充质干细胞在体外心脏病理条件下可分化为心肌细胞,使间充质干细胞治疗心脏疾病成为可能,但其研究有待进一步完善。关键词：诱导;分化;间充质干细胞;心肌样细胞;干细胞 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.19.035     

Differentiation of human embryonic stem cells into bipotent mesenchymal stem cells

Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent progenitors that can be found in many connective tissues, including fat, bone, cartilage, and muscle. We report here a method to reproducibly differentiate human embryonic stem cells (hESCs) into MSCs that does not require the use of any feeder layer. The cells obtained with this procedure are morphologically similar to bone marrow MSCs, are contact-inhibited, can be grown in culture for about 20 to 25 passages, have an immunophenotype similar to bone marrow MSCs (negative for CD34 and CD45 and positive for CD13, CD44, CD71, CD73, CD105, CD166, human leukocyte antigen [HLA]-ABC, and stage-specific embryonic antigen [SSEA]-4), can differentiate into osteocytes and adipocytes, and can be used as feeder cells to support the growth of undifferentiated hESCs. The ability to produce MSCs from hESCs should prove useful to produce large amounts of genetically identical and genetically modifiable MSCs that can be used to study the biology of MSCs and for therapeutic applications.     

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。     

骨髓间充质干细胞向甲状腺细胞的分化

背景：特定环境下体外可定向诱导大鼠骨髓间充质干细胞向甲状腺细胞分化。 目的：建立大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导为甲状腺细胞的实验方法。 方法：采用密度梯度法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,应用促甲状腺素和胰岛素诱导,以未诱导组为平行对照。利用倒置光学显微镜、透射电镜观察细胞分化过程的形态学变化,免疫荧光等检测方法研究成人骨髓间充质干细胞的分化情况。 结果与结论：诱导培养第7天可见分化细胞中有甲状腺细胞的特有基因如TSHr的表达,第9天检测到分化细胞中甲状腺细胞标记物TTF-1的表达;对照组未见变化。形态学与生物学证实了骨髓间充质干细胞可诱导培养为甲状腺细胞。     

人胎盘间充质干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究

目的：探索人胎盘间充质干细胞（MSCs）分化为胰岛素分泌细胞的诱导条件。方法从胎盘组织中获取MSCs,采用激活素A、表皮生长因子（EGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）等多种细胞因子诱导胎盘MSCs向胰岛素分泌细胞分化。利用免疫细胞化学染色、Western Blot及动物实验,对诱导后的细胞进行鉴定。结果经诱导后的细胞具备胰岛β细胞的部分特征,能表达胰十二指肠同源盒-1（PDX-1）、胰岛素和C肽,对糖尿病小鼠具有降糖作用。结论人胎盘MSCs经多种细胞因子诱导后可分化为胰岛素分泌细胞。     

Differentiation potential of mesenchymal stem cells of different origin

We compared differentiation potential of mesenchymal stem cells originating from human bone marrow, fatty tissue, thymus, placenta, and skin. The cells were characterized by differentiation into adipocytes and osteoblasts. Mesenchymal stem cells from different sources exhibited different differentiation potential, manifesting by the rate of differentiation and percentage of differentiated cells. Presumably, differentiation of mesenchymal stem cells derived from different tissues can differ due to the presence of progenitor cells of different types. __________ Translated from Kletochnye Tekhnologii v Biologii i Meditsine, No. 1, pp. 39–43, January, 2006     

大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经干细胞

为了观察骨髓间充质干细胞(BMSCs)分化为神经干细胞(NSCs)的能力,本研究通过贴壁法培养大鼠BMSCs,体外培养扩增纯化后,在细胞传代时用含有表皮生长因子(EGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、N2、B27的DMEM/F12的培养液制成细胞悬液,并进行诱导,观察诱导后细胞的形态及生长情况,用免疫荧光检测形成的细胞球的巢蛋白(nestin)的表达情况;形成的细胞球在含10%血清的培养液中进一步分化。结果显示:BMSCs在含EGF、bFGF、N2、B27的培养液中,逐渐形成nestin表达阳性的细胞球,在含血清的培养液中能分化为神经元样细胞、星形胶质样细胞及少突胶质样细胞。本研究结果提示经纯化的BMSCs能分化为NSCs,并具有进一步分化的能力。     

骨髓间充质干细胞定向分化为软骨细胞

目的:体外定向诱导成人骨髓间充质干细胞(MSC)分化为单一的软骨细胞,探索体外成软骨的必要条件。方法: 采用淋巴细胞分离液密度梯度离心法分离骨髓,体外培养扩增,在较高的细胞密度下加入转化生长因子β1(TGF-β1),以微团培养(micromass culture)方式,诱导MSC分化为软骨细胞。HE染色观察细胞形态,阿新蓝、甲苯氨蓝染色检测软骨基质的分泌,免疫组织化学检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。结果: HE染色呈典型的细胞性软骨结构;阿新蓝染色阳性、甲苯氨蓝异染性;Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性。结论: 成人骨髓MSC在体外分化为单一的软骨细胞需要高细胞密度、诱导因子TGF-β1及合适的培养条件。     

脐血来源间充质干细胞的分化潜能

背景：脐血源间充质干细胞是来源于发育早期中胚层的一类多能干细胞,因其具有多向分化潜能的特点而日益受到关注。 目的：综述脐血来源间充质干细胞的诱导分化潜能。 方法：应用计算机检索 Pubmed数据库中1999年1月至2012年12月关于脐血源间充质干细胞分化潜能的文章,在标题和摘要中以“umblical cord blood,mesenchymal stem cells,potential,differentiation”为检索词进行检索。最终选择关于脐血源间充质干细胞分化潜能的52篇文献进行综述。 结果与结论：虽然很多实验已经证实人脐血间充质干细胞可以成功向多种细胞系分化,但对其了解程度尚浅。如果能掌握脐血间充质干细胞分化潜能的特点,那么很可能用它来修复许多骨缺损、心肌缺损等。目前研究正处于起步阶段,在分离纯化技术、分化方向的调控、体外扩增、免疫原性等方面尚有待进一步深入研究。     

成人骨髓间充质干细胞向甲状腺细胞的诱导分化

背景：促甲状腺素、胰岛素或类胰岛素生长因子等对甲状腺细胞的发育分化、特异基因的表达及功能的产生等起着重要作用,故实验模拟甲状腺的体内胚胎发生过程逐步加入以上刺激因子对骨髓间充质干细胞进一步诱导。 目的：探讨在特定环境下体外定向诱导成人骨髓间充质干细胞分化为甲状腺细胞的可行性。 方法：采用密度梯度法分离培养骨髓间充质干细胞,应用促甲状腺素、胰岛素等试剂进行诱导。利用倒置光学显微镜、透射电镜观察细胞分化过程的形态学变化,免疫荧光等检测方法研究成人骨髓间充质干细胞的分化情况。 结果与结论：诱导组培养第3天可见骨髓间充质干细胞由长梭形变为圆形、椭圆形或三角形,不规则形生长,边界欠清晰。从第8天开始可见贴壁的胚胎体逐渐呈扁平状。诱导培养第7天可见分化细胞中有甲状腺细胞的特有基因如TSHr的表达;第9天检测到分化细胞中甲状腺细胞标记物TTF-1的表达。结果初步表明骨髓间充质干细胞可以在体外诱导分化为甲状腺细胞,是研究甲状腺疾病组织工程治疗的理想种子细胞。     

卵泡抑素诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞

本实验观察了卵泡抑素(follistatin)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)向神经细胞分化的影响。利用Percoll密度梯度离心法及贴壁筛选法分离培养和扩增成人的BMSCs,通过流式细胞术分析鉴定BMSCs的纯度,用follistatin诱导第三代生长良好的MSCs向神经元转化,观察分化过程中细胞形态的变化,利用RT-PCR方法检测诱导前后BMSCs的神经元特异性烯醇化酶(NSE)和神经干细胞标记物巢蛋白(Nestin)的表达情况。结果显示:流式分析获得了纯度较高的BMSCs,细胞表达CD29、CD44、CD106和CD166,不表达CD34和CD45。诱导10d后,细胞呈现双极、多极和锥体形的典型神经元细胞形态,并且在mRNA水平证明诱导分化后的细胞与对照组比较NSE和Nestin的表达增加(P<0.05)。上述结果表明follistatin可以在体外诱导人的BMSCs分化为神经样细胞。     

体外诱导胎盘间充质干细胞向表皮细胞的分化

背景：以往研究证明胎盘间充质干细胞经诱导可以向骨、软骨、肌肉、脂肪等间充质细胞分化。 目的：探讨体外诱导胎盘间充质干细胞分化为表皮细胞的可行性。 方法：分离培养胎盘间充质干细胞,流式细胞仪鉴定其表面抗原,用含体积分数为2%胎牛血清以及20 μg/L表皮生长因子条件培养基诱导,诱导后细胞通过表皮细胞标志物CK19以及CK10染色鉴定。 结果与结论：胎盘间充质干细胞表面抗原CD29、CD44、CD105阳性,CD34、CD45、CD106以及HLA-DR阴性。诱导后细胞形态明显改变,表皮细胞标志物CK19以及CK10免疫荧光染色阳性,提示胎盘间充质干细胞在体外具有分化为表皮细胞的能力,可以作为皮肤组织工程和干细胞研究的一种有效来源。     

骨髓间充质干细胞及其向肝样细胞分化的潜能

背景：研究表明,在一定条件下骨髓间充质干细胞可诱导分化为肝样细胞,为治疗急性肝衰竭等终末期肝病提供了新的思路。 目的：对骨髓间充质干细胞的发现、分离培养、诱导分化及应用前景等方面做一综述。 方法：计算机检索中国期刊网全文数据库以及PubMed数据库1999至2014年期间有关骨髓间充质干细胞及其向肝样细胞分化的文章。检索词分别为“肝样细胞,骨髓间充质干细胞,细胞分化”和“hepatocyte-like cells,bone marrow mesenchymal stem cells,differentiation”。最后选择52篇文章纳入结果分析。 结果与结论：目前,肝组织工程的首要问题是寻找性状稳定具有肝特异性功能的种子细胞,成熟肝细胞获取难度较大,并具有产生免疫排斥反应、体外培养困难等缺陷,严重限制了肝移植的开展。骨髓间充质干细胞具有多向分化、自我更新快、易于扩增及培养等优点,被认为是最有前途的细胞来源。已有研究表明骨髓间充质干细胞在体内外均可分化为肝细胞,并具有肝细胞的合成和分泌功能。但如何大量扩增此类细胞的同时又能保持其良好的分化潜能、体外培养的最佳条件、诱导分化机制和临床应用的安全性等尚需进一步研究和探讨。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：     

冻存脐带间充质干细胞向成骨细胞的分化

背景：在骨组织工程中,脐带间充质干细胞是的一种新兴的种子细胞。目前认为低温冻存是长期保存细胞的有效方法。 目的：探究冻存的脐带间充质干细胞能否被诱导分化成成骨细胞。 方法：采用组织块贴壁法从脐带的华尔通氏胶组织中分离出间充质干细胞。然后,用倒置显微镜观察原代细胞的细胞形态。脐带间充质干细胞的免疫表型和细胞周期用流式细胞仪检测。在冻存6个月后,复苏第2代脐带间充质干细胞进行冻存复苏,并传代培养至12代。对第12代的脐带间充质干细胞进行成骨诱导,它的成骨能力分别通过碱性磷酸酶活性检测,骨钙素和骨涎蛋白的免疫荧光检测以及茜素红染色检测来 确定。 结果与结论：原代脐带间充质干细胞呈现典型的成纤维细胞样形态。流式细胞仪显示培养的细胞高表达间充质干细胞的表面标志CD73、CD105和CD90,但是不表达造血细胞的表面标志CD34和CD45。复苏后细胞的存活率是90%。细胞周期显示P8的细胞有75%处于G₀/G₁期,25%处于S+G₂M期。经成骨诱导液处理的第12代细胞显示出比对照组更高的碱性磷酸酶活性(P < 0.01)。此外,在成骨诱导液中诱导的细胞对骨钙素和骨涎蛋白的染色呈阳性,并形成矿化了结节。冻存后的脐带间充质干细胞仍保持了它们的生物学特性,并且在成骨诱导液中能被诱导分化成成骨细胞。     

间充质干细胞的成骨细胞分化和免疫组织化学鉴定

目的 探讨脐带的间充质干细胞分化为成骨细胞的影响因素和免疫组织化学鉴定。 方法 收集306例冻存的健康胎儿脐带,采用华尔通胶组织块贴壁法从脐带组织中分离间充质干细胞,利用荧光显微镜观察原代细胞的细胞形态。脐带间充质干细胞的免疫表型和细胞周期采用免疫组织化学检测。复苏冻存的脐带间充质干细胞,并传代培养至10代。对第10代的脐带间充质干细胞进行成骨诱导,其成骨能力分别通过钙结节和骨涎蛋白的免疫荧光检测以及茜素红染色检测来确定。 结果 免疫组织化学结果显示,培养的细胞高表达间充质干细胞的表面标志物CD73、CD90和CD105,但是不表达造血细胞的表面标志物CD34和CD45。复苏后细胞的存活率是90%。细胞周期显示,第10代的细胞有80%处于G₀/G₁期,20%处于S+G₂/M期。成骨细胞刺激因子诱导干细胞的骨涎蛋白染色呈阳性,并形成矿化的钙结节。 结论 冻存的脐带间充质干细胞在成骨细胞刺激因子下能被诱导分化为成骨细胞,具有高度自我增殖和多向分化能力。     

骨髓间质干细胞在扩张型心肌病微环境中的分化研究

目的：探讨骨髓间质干细胞（MSCs）自体移植后在扩张型心肌病（DCM）微环境中分化为心肌细胞和血管内皮细胞的可行性。 方法： 用健康日本大耳白兔分离培养MSCs，盐酸阿霉素耳缘静脉注射复制兔DCM模型，将5溴脱氧尿嘧啶(BrdU)标记的MSCs移植到扩张型心肌病心肌内,4周后观察移植细胞的增殖分化情况。 结果： 细胞移植4周后，可以在实验组心肌内找到BrdU标记的阳性细胞，且一部分表现为心肌特异性肌钙蛋白T（troponin T）染色阳性，一部分Ⅷ因子相关抗原染色阳性并参与形成新生血管，对照组中没有发现。 结论： MSCs自体移植到扩张型心肌病后可以分化为心肌细胞和血管内皮细胞。     

间充质干细胞培养中分化现象及c-fos表达研究

目的观察不同的培养基对间充质干细胞(MSC)体外自发分化的影响及c鄄fos的表达情况。方法以密度梯度离心法从SD大鼠骨髓中培养MSC,分别以L鄄DMEM、RPMI鄄1640与MSCGM作为培养基,观察对MSC在体外培养扩增的影响,流式细胞仪鉴定MSC,以免疫组化方法检测原癌基因c鄄fos的蛋白表达情况。结果MSCGM培养的MSC体外基本维持较均一的梭形,并能保持6代以上较少分化,而用L鄄DMEM和RPMI鄄1640培养,原代MSC形态基本较好,两代后开始大量分化。大部分MSC表达FOS蛋白。结论专用培养基对MSC体外培养中保持未分化状态很关键。FOS可能是MSC的增殖与分泌作用的胞内信号之一。     

人脐带间充质干细胞定向诱导分化成类神经元的实验研究

目的:采用不同细胞因子定向诱导人脐带间充质干细胞分化成类神经元,为脐带间充质干细胞移植治疗脊髓损伤提供理论依据。方法:采用Ⅱ型胶原酶消化法分离培养人脐带间充质干细胞,采用流式细胞术鉴定细胞。取第5代细胞随机分成A、B、C、D 4组,在A组基础培养基中加入b FGF,B组中加入b FGF和BDNF,C组中加入b FGF、BDNF和BHA诱导培养,D组为对照组,使用含有10%胎牛血清的DMEM-F12培养基培养。诱导2周后采用实时荧光定量PCR检测细胞的nestin、NEFH和GFAP mRNA表达情况,并通过原子力显微镜观察细胞超微结构的的变化。结果:Ⅱ型胶原酶消化法能成功分离人脐带间充质干细胞。通过流式细胞术检测第3代细胞发现,细胞均强表达CD29、CD44和CD105,而CD34、CD45和HLA-DR均未见表达。经定向诱导分化成类神经元后,原子力显微镜观察细胞表面突起增多,实时荧光定量PCR检测显示nestin在A、B、C组均呈阳性表达,NEFH在A、B组呈阳性表达,而GFAP在A、B、C、D 4组均不表达。A、B组n EFH和nestin表达具有显著差异(P﹤0.05)。结论:本实验成功分离培养人脐带间充质干细胞,所培养的细胞扩增迅速,生物学性状稳定;与b FGF单独处理相比,b FGF联合BDNF更能有效诱导人脐带间充质干细胞分化成类神经元。     

体外诱导人骨髓基质干细胞向角膜上皮样细胞的分化

目的探讨体外诱导人骨髓基质干细胞(HMSCs)向角膜上皮样细胞分化的可能性。方法组织块培养法原代培养人眼角膜基质细胞(HCFs)并进行传代培养;密度梯度离心法分离、培养HMSCs;倒置相差显微镜观察细胞的形态学特征;免疫细胞化学对细胞进行鉴定。利用角膜上皮细胞生长的微环境对处于共培养体系的HMSCs进行诱导培养;免疫细胞化学检测角膜上皮细胞的特异性分子标志角蛋白12(CK12)在分化细胞的原位表达;反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测分化细胞CK12 m RNA的表达,用单独培养的HMSCs做对照。结果HMSCs和HCFs贴壁生长,以梭形为主,接近汇合的细胞排列有一定方向性,呈漩涡状;HMSCs阳性表达CD29;HCFs阳性表达波形纤维蛋白;随着共培养时间的延长,HMSCs形状逐渐由长梭形变为不规则多边形,与上皮细胞的形态相似;免疫细胞化学和RT-PCR分别在蛋白和基因水平证实分化细胞表达CK12。结论在一定诱导条件下,体外培养的HMSCs可向具有角膜上皮细胞表型的上皮样细胞分化。