血小板内皮细胞黏附分子的剪接体在胚胎干细胞血管形成过程中的表达

目的探讨血小板内皮细胞黏附分子(PECAM)1的剪接体在胚胎干细胞分化过程中的表达规律。方法体外培养胚胎干细胞,在细胞因子的作用下形成胚胎样小体(EB);然后将EB种植到胶原中,在细胞因子的作用下诱导出芽性血管新生。分别利用免疫组织化学、流式细胞术、逆转录聚合酶链反应等方法检测胚胎干细胞及其分化过程中PECAM1、Oct4及胚胎阶段特异性抗原(SSEA)1的表达。应用克隆分析的方法检测不同的PECAM1剪接体在EB形成和出芽性血管新生过程中的表达分布。结果PECAM1主要表达在胚胎干细胞细胞连结部位。随着胚胎干细胞的分化,Oct4及SSEA1表达下降。胚胎干细胞表达8种PECAM1的剪接体,包括全长、Δ12、Δ14、Δ15、Δ12&14、Δ12&15、Δ14&15、Δ12&14&15,其中Δ15和Δ14&15表达水平最高。在胚胎干细胞形成EB和出芽性血管新生过程中,剪接体表达水平发生变化,其中Δ12&14&15的表达明显上升,Δ15表达下降。结论未分化的胚胎干细胞表达PECAM1,剪接体的表达变化可能参与了胚胎干细胞的血管形成。     

胚胎干细胞来源的内皮细胞构建内皮化血管支架

目的探索胚胎干细胞定向分化为血管内皮细胞,并用于构建内皮化血管支架,为临床心血管疾病治疗提供实验基础。方法采用改良后单层分化体系,血管内皮生长因子（VEGF）作为独立诱导因子定向诱导胚胎干细胞分化为血管内皮细胞,用RT-PCR法检测分化时程各时间点内皮特异性标志的表达,用免疫荧光法检测分化体系中的内皮细胞蛋白标志。将分化成熟的内皮细胞种植于支架表面,构建内皮化血管支架。结果胚胎干细胞全能性分子标志Oct3／4,早期内皮标志Flk-1,Tie-2,PECAM-1,以及成熟内皮标志VE-cadherin在胚胎干细胞分化体系中呈现一定的转录时序性;免疫荧光结果显示分化细胞Flk-1,VE-cadheiin阳性,血管支架被表达VE-cadherin的内皮细胞覆盖。结论我们改良了胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的方法,并用于探索内皮化血管支架的构建。     

建立仿人类胚胎早期血管发生的芽生类胚体模型

目的 以分化后人胚胎干细胞为材料,建立仿人类早期胚胎血管发生的芽生类胚体模型.方法 将未分化人胚胎干细胞以类胚体(EB)的形式诱导分化,再以不同的血管生成刺激因子作用于类胚体、进行芽生类胚体的二次诱导,摸索芽生类胚体的最佳培养条件;并以LDL吞噬法、免疫荧光抗体标记以及培养体系中加入血管生成抑制因子等方法检测芽生类胚体中是否存在人胚胎干细胞分化后的早期血管内皮细胞.结果 (1)分化第11天的类胚体已能够在胶原基质中形成芽状分支,彼此间还能互相连接形成网络状结构.(2)在含有血管内皮生长因子(VEGF)、酸性成纤维细胞生成因子(FGF)的胶原基质中,从EB中伸展出的芽状分支能吞噬Dil-AcLDL、表达CD31、具有类似于血管腔的三维中空结构,称为芽生EB.刺激芽生EB发生的细胞因子最佳浓度为:VEGF50ng/ml,FGF 100 ng/nd.(3)芽生EB间的网络状结构,能被血管生成抑制因子内皮抑素和PF4抑制.结论 芽状结构中含有由人胚胎干细胞分化而来的内皮细胞,芽生EB是研究人类胚胎发育过程中早期胚胎血管生成的一种模型.     

体外培养乳牙牙髓干细胞向血管内皮细胞 定向分化的实验研究

目的 研究体外培养乳牙牙髓干细胞向血管内皮细胞的定向分化。方法 选取南方医科大学口腔医 院29 例健康儿童的滞留乳牙，在4 h 内进行乳牙牙髓干细胞的原代提取。采用免疫磁珠分选法进行细胞分选， 并对分选出的细胞进行特定的血管内皮细胞定向诱导。对乳牙牙髓干细胞及血管内皮细胞定向诱导后的细胞进 行镜下形态观察、血管生成实验，以及免疫表型鉴定。结果 镜下形态观察显示，经过血管内皮定向诱导的乳牙 牙髓干细胞呈典型血管内皮细胞的形态特征；血管生成实验表明，经过血管内皮定向诱导的乳牙牙髓干细胞可 呈现明显的血管样结构；免疫表型鉴定显示经过血管内皮定向诱导的乳牙牙髓干细胞血管内皮细胞表面抗原呈 阳性。结论 乳牙牙髓干细胞可定向分化为血管内皮细胞。     

诱导小鼠胚胎干细胞分化获取血管平滑肌和内皮细胞

目的 探讨从诱导分化的小鼠胚胎于细胞中获取体外构建组织工程化血管种子细胞的可行性.方法 利用Flk-1作为小鼠胚胎干细胞分化来源的血管前体细胞标志,流式细胞仪分选分化的类胚体中Flk-1阳性细胞,分别添加血小板源生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF),诱导血管前体细胞向血管平滑肌细胞和血管内皮细胞分化.免疫荧光染色鉴定诱导分化后细胞的相关标志表达;流式细胞仪分析诱导分化后细胞的分化效率和纯度.结果 流式细胞仪分析显示,在分化第4天类胚体中有50%左右的细胞表达Flk-1,经分选的Flk-1阳性细胞通过进一步诱导,可以得到(95.9±3.5)% α-SMA阳性的血管平滑肌细胞和(59.1±4.8)%CD31阳性的血管内皮细胞.结论 成功应用流式细胞分选法从诱导分化的小鼠胚胎干细胞中获取血管平滑肌细胞和血管内皮细胞,实验为组织工程化血管构建中种子细胞来源提供了新途径.     

鼠尾胶原三维诱导E14小鼠胚胎干细胞分化为甲状腺类似细胞的初步研究

目的 在体外贴壁诱导E14小鼠胚胎干细胞分化为甲状腺细胞的基础上,不改变诱导因子,探索鼠尾胶原三维结构体外诱导胚胎干细胞分化为甲状腺细胞的可行性.方法 E14小鼠胚胎干细胞半固体培养基悬浮培养6 d生成拟胚体,随后在鼠尾胶原三维结构中继续诱导分化11d,全程添加诱导因子促甲状腺素及胰岛素,第14天时开始添加碘化钾.结果 拟胚体在鼠尾胶原上生长状态良好,分化细胞贴壁后逐渐陷入鼠尾胶原;电镜下诱导细胞高尔基体、内质网丰富,部分诱导细胞胞质内见不典型分泌颗粒,与人成体甲状腺细胞超微结构类似.结论 胚胎干细胞在鼠尾胶原三维结构中可以分化为甲状腺类似细胞,并具备合成、分泌的功能;三维结构为体外诱导胚胎干细胞分化为甲状腺细胞提供了新的方法.     

体外诱导人胚胎干细胞定向分化为神经干细胞

目的:探讨体外定向诱导人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)生成高纯度神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的方法.方法:模拟体内神经细胞分化发育的不同阶段及微环境,分三阶段诱导hESCs定向生成NSCs.形态学观察结合免疫荧光细胞化学、流式细胞术和RT-PCR检测胚胎干细胞标志和神经干细胞标志;NSCs分化实验对所诱导的NSCs的分化潜能进行检测.结果:体外培养的hESCs在胚胎成纤维细胞饲养层上连续传代培养50代,仍保持SSEA-4,TRA-1-81阳性,表达Nanog基因,流式细胞术检测SSEA-4阳性表达率为83.44%;经三步法最终可诱导形成纯度高达90%以上的nestin阳性细胞,表达nestin基因,流式细胞术检测nestin阳性表达率为89.38%;诱导生成的细胞反复传代,仍表现为nestin阳性,并可进一步分化为神经元、星形神经胶质细胞和少突胶质细胞.结论:模拟体内神经分化过程的三步诱导法,可诱导hESCs生成较高纯度的NSCs,并能较好维持其干细胞特性和具有进一步分化的能力.     

诱导小鼠胚胎干细胞分化获取血管平滑肌和内皮细胞

目的 探讨从诱导分化的小鼠胚胎于细胞中获取体外构建组织工程化血管种子细胞的可行性.方法 利用Flk-1作为小鼠胚胎干细胞分化来源的血管前体细胞标志,流式细胞仪分选分化的类胚体中Flk-1阳性细胞,分别添加血小板源生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF),诱导血管前体细胞向血管平滑肌细胞和血管内皮细胞分化.免疫荧光染色鉴定诱导分化后细胞的相关标志表达;流式细胞仪分析诱导分化后细胞的分化效率和纯度.结果 流式细胞仪分析显示,在分化第4天类胚体中有50%左右的细胞表达Flk-1,经分选的Flk-1阳性细胞通过进一步诱导,可以得到(95.9±3.5)% α-SMA阳性的血管平滑肌细胞和(59.1±4.8)%CD31阳性的血管内皮细胞.结论 成功应用流式细胞分选法从诱导分化的小鼠胚胎干细胞中获取血管平滑肌细胞和血管内皮细胞,实验为组织工程化血管构建中种子细胞来源提供了新途径.     

改良三维条件下人胚胎干细胞向内皮细胞的分化及功能

目的建立一种改良的三维分化无血清方法,对人胚胎干细胞(hESCs)向内皮细胞进行分化,并对这种方法得到的人胚胎干细胞来源内皮细胞(hESC-ECs)进行功能检测。方法在低附着培养皿中培养未分化的H9 hESCs12 d,使其形成类胚体(EBs),12 d后将已形成的EBs收集起来,用浓度为1.5 mg/ml的Ⅰ型鼠尾胶原重悬,加入六孔板中,在37℃待胶原凝固后加入EGM-2培养基培养3 d,获得出芽类胚体后用0.25%胶原酶Ⅰ和0.56 U/ml LiberaseBlendzyme消化芽生类胚体各20 min,采用流式技术分选出其中CD31阳性的细胞,并用乙酰化低密度脂蛋白(ac-LDL)摄取实验和成管实验验证这部分细胞的内皮细胞功能。结果建立了一种基于胶原培养环境的三维分化方法,采用这种方法能够将hESCs向内皮细胞分化的效率提高到18%,最终获得的hESC-ECs具有和人脐带静脉内皮细胞(HU-VECs)相似的细胞表面标志物,并在乙酰化LDL吞噬实验和血管新生实验中表现出良好的内皮细胞功能。结论建立的改良三维分化方法能够明显提高hESCs向内皮细胞的分化效率,是一种简单高效的分化方法,同时无血清培养方法为将来hESC-ECs的临床应用提供了可能。     

小鼠胚胎干细胞体外诱导分化成GABA能神经元

目的探讨小鼠胚胎干细胞在体外培养向GABA能神经元定向诱导分化的可能性。方法将小鼠胚胎干细胞以"无血清"方法培养,用DMEM/F12、N2、B27及NT4作为诱导分化剂定向诱导分化,分化好的细胞利用免疫荧光技术、流式细胞技术和RT-PCR鉴定。结果在胚胎干细胞诱导分化成神经元后期,免疫荧光显示有GABA能神经元存在;RT-PCR结果证实有GABA能神经元正确分化的重要调控基因Viaat、Gad1和Gad2基因表达;流式细胞仪计数结果显示GABA阳性细胞约占总细胞数的(11.49±6.86)%。结论小鼠胚胎干细胞经体外培养可以定向诱导分化成GABA能神经元,可作为神经移植的新来源。     

胚胎干细胞向胆管上皮细胞定向分化的体外实验研究

目的探讨胚胎干细胞（ES细胞）体外定向分化为胆管上皮细胞（BE细胞）的诱导条件和分化规律。方法选用小鼠ES细胞,首先进行拟胚体分化,然后在培养系统中按不同时间段分别添加转化生长因子（TGF）、酸性成纤维细胞生长因子（aFGF）、肝细胞生长因子（HGF）和上皮生长因子（EGF）等,使ES细胞向BE细胞方向分化。用免疫细胞化学等方法检测BE细胞标记物细胞角蛋白7（CK7）、细胞角蛋白19（CK19）,γ-谷胺酰转肽酶（GGT）的表达,观察其表达时间和空间分布规律。结果ES细胞分化第10天,在拟胚体细胞分化群落中出现一种环状结构并有CK7和GGT表达,分化第13天时有CK19表达,三者的表达都随培养时间延长而增强;光镜下阳性细胞结构符合立方上皮细胞形态学特点。结论ES细胞在特定培养条件和细胞生长因子的作用下,可以定向分化为BE细胞并可以形成类胆管样结构。     

类胚体中残留细胞分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子的关系

目的 研究小鼠胚胎干细胞体外类胚体分化后残留未分化细胞的分化能力,探讨其分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子（LIF）的关系。方法 小鼠R1胚胎干细胞体外经20 d的类胚体诱导分化后,胰酶消化为单细胞悬液,在不含LIF的DMEM培养液中贴壁培养。扩增后的细胞用流式细胞仪分析未分化及分化表面标志（CD9、SSEA1和Flk-1）的表达情况。分别于再次类胚体诱导分化前后,RT-PCR检测Oct-4、Nanog、Rex1、FGF5、Nestin、Brachyury、Flk-1和GATA6表达。将扩增后的残留细胞注射至裸鼠皮下,检测畸胎瘤形成能力。Oct-4/GFP 转基因小鼠胚胎干细胞在半固体培养基上作单细胞分化,20 d后统计分化残留率。结果 在不含LIF的DMEM培养液中的残留细胞呈克隆样生长,表达未分化胚胎干细胞标志CD9、SSEA1、Oct-4、Nanog和Rex1。残留细胞体外可再次诱导分化,表达3个胚层的分化标志。残留细胞裸鼠皮下注射6周后形成畸胎瘤。单细胞分化实验表明,常规培养的小鼠胚胎干细胞中约14%的细胞具有分化残留能力。结论 残留胚胎干细胞全能性维持不依赖外源性白血病抑制分化因子;常规培养的胚胎干细胞仅部分具有残留能力。     

形成拟胚体细胞数量对小鼠胚胎干细胞心肌细胞及内皮细胞分化的影响

目的:探讨形成拟胚体(EBs)起始小鼠胚胎干细胞(ESCs)数量对心肌细胞及内皮细胞分化的影响。方法:将形成EBs起始ESCs数量为400,1 000,4 000的3个组(HD400,HD1000,HD4000)通过悬滴法促进其分化。免疫荧光检测TnT及CD31的表达;在不同时间点计算三个组搏动EBs百分比;RT-PCR检测Nkx2.5,GA-TA4,β-MHC,flk-1,CD31,tie-2基因表达水平。结果:通过悬滴法形成的EBs能够出现自发性搏动并且有TnT及CD31表达;HD1000组和HD4000组相比HD400组有更高的搏动EBs百分比及Nkx2.5,GATA4,β-MHC基因表达水平;HD400组相比HD1000组和HD4000组有更高的flk-1,CD31,tie-2基因表达水平(P<0.05)。结论:形成EBs起始ESCs数量是影响心肌细胞和内皮细胞分化的一个重要因素,起始细胞数量多则心肌细胞分化程度高,数量少则内皮细胞分化程度高。     

QY1骨髓多能间质干细胞系向心肌细胞和血管内皮细胞分化

目的:探索QY1骨髓多能间质干细胞系在体外向心肌细胞、血管内皮细胞分化的能力;优化骨髓多能间质干细胞向心肌细胞分化的体外适宜诱导条件;并初步探讨骨髓间质干细胞向成心肌成血管细胞分化的能力.方法:分别用5-氮胞苷、血管内皮生长因子对QY1骨髓多能间质干细胞进行定向诱导分化.利用免疫组化、RT-PCR鉴定分化后的细胞.结果:在传代培养至72 h时,加入10 μmol/L5-氮胞苷诱导24 h后换液培养,以后每7 d换液1次,培养14 d进行再次诱导的条件下,细胞能出现自发性搏动的心肌细胞和肌管样结构,诱导率达(39.47±0.56)%.心肌特异性的表面抗体α-横纹肌肌动蛋白、心肌连接蛋白-43表达阳性,RT-PCR检测有心肌特异性因子α-肌球蛋白重链表达.在用血管内皮生长因子诱导48 h后,出现呈直线排列的血管内皮细胞;7 d后,有部分区域细胞相互连接呈血管内皮细胞网状;14 d时免疫组化检测,发现诱导后的细胞血管内皮特异性表面抗体CD31和Ⅷ因子表达阳性.结论:QY1骨髓多能间质干细胞系细胞在体外特定条件下具有分化为心肌细胞和血管内皮细胞的能力.     

TGF-β1介导人乳牙牙髓干细胞分化为血管平滑肌细胞的研究

目的 血管化的主要方案是先生成血管组成细胞(血管内皮细胞和血管周细胞),然后将这些细胞构建成血管结构.由于受体自身内皮细胞和血管平滑肌细胞的稀缺性和异质性,限制了其在血管组织工程学中的广泛运用.因此,本研究对于人乳牙牙髓干细胞(SHED)是否能够诱导分化成为功能性血管平滑肌细胞(vSMCs)进行了相关方面的研究.方法 利用转化生长因子(TGF)-β1作为刺激因子,诱导SHED分化为vSMCs.完成诱导后,通过RT-PCR、流式细胞术分析、Western blot和免疫荧光技术检测基因和特异性蛋白表达情况.此外,借助Matrigel血管生成功能实验来验证SHED来源的vSMCs是否能行使平滑肌细胞的功能.结果 通过分析平滑肌细胞特定标志物(如a-SMA、SM22a、 Calponin和SM-MHC)的表达,证实了 TGF-β1可以诱导 SHED分化为vSMCs,且流式细胞术证实分化的效率处于较高的水平,其标志物表达比例高达α-SMA 86. 1％,SM22α 93. 9％, Calponin 56. 8％,SM-MHC 88. 2％.体外 Matrigel 血管生成功能实验表明,由SHED诱导分化的vSMCs在稳定由人脐静脉血管内皮细胞所形成的血管结构中发挥着与原代 vSMCs相似的作用.结论 在血管组织工程中,SHED可以成功地诱导为vSMCs,能够成为血管组织工程中一种有前景的种子细胞.     

类胚体中残留细胞分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子的关系

目的 研究小鼠胚胎干细胞体外类胚体分化后残留未分化细胞的分化能力,探讨其分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子(LIF)的关系.方法 小鼠R1胚胎干细胞体外经20 d的类胚体诱导分化后,胰酶消化为单细胞悬液,在不含LIF的DMEM培养液中贴壁培养.扩增后的细胞用流式细胞仪分析未分化及分化表面标志(CD9、 SSEA1和Flk-1)的表达情况.分别于再次类胚体诱导分化前后,RT-PCR检测Oct-4、 Nanog、Rex1、FGF5、Nestin、Brachyury、Flk-1和GATA6表达.将扩增后的残留细胞注射至裸鼠皮下,检测畸胎瘤形成能力.Oct-4/GFP 转基因小鼠胚胎干细胞在半固体培养基上作单细胞分化,20 d后统计分化残留率.结果 在不含LIF的DMEM培养液中的残留细胞呈克隆样生长,表达未分化胚胎干细胞标志CD9、SSEA1、Oct-4、Nanog和Rex1.残留细胞体外可再次诱导分化,表达3个胚层的分化标志.残留细胞裸鼠皮下注射6周后形成畸胎瘤.单细胞分化实验表明,常规培养的小鼠胚胎干细胞中约14%的细胞具有分化残留能力.结论 残留胚胎干细胞全能性维持不依赖外源性白血病抑制分化因子;常规培养的胚胎干细胞仅部分具有残留能力.     

淫羊藿素诱导小鼠胚胎干细胞体外定向分化为神经细胞

目的:采用淫羊藿素(icaritin,ICT)改变小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)体外培养微环境,论证ICT提高ES细胞体外定向分化为神经细胞的效应。方法:采用拟胚体培养法,评价ICT对ES细胞体外定向分化为神经细胞的诱导作用;并利用RT-PCR法和免疫荧光法鉴定神经细胞特异基因和蛋白表达谱。结果:ICT在10-7mol/L浓度时,对ES细胞定向分化为神经细胞表型呈现最佳诱导效应,在分化d8 8时,分化率高达80%(P<0.001),并呈良好的量效和时效关系。分化神经表型者表达神经元特异性微管蛋白(β-tubulin Ⅲ)基因和神经胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白(GFAP)基因,同时伴有神经前体细胞特异性标志蛋白(nestin)及β-tubulin Ⅲ和GFAP特异性蛋白阳性表达。结论:应用拟胚体培养微环境调控法,ICT可诱导小鼠ES细胞定向分化为神经细胞,并与神经发育依赖性特异基因和蛋白表达呈正相关。