诱导胚胎干细胞向角膜上皮细胞分化的实验研究

探索胚胎干细胞在表层角膜缘基质诱导下向角膜上皮细胞分化的可能性.体外培养带GFP标记的ES-D3细胞,并利用视黄酸进行预诱导,然后将预诱导后的细胞接种在表层角膜缘基质上,细胞融合形成单层后,随机分为3组进行研究:第1组传代后直接进行检测;第2组在气-液界面上培养10天,然后植入裸鼠皮下以进行体内诱导;第3组作为对照组,不给予GFP-ES-D3细胞特殊诱导条件,细胞自由分化.诱导分化的细胞植入裸鼠皮下体2周后没有畸胎瘤形成.诱导分化的细胞呈现上皮样外观,体内诱导组和体外诱导组免疫组织化学染色均检测到CK3,P63和PCNA表达阳性,电子显微镜检查可见两组细胞表面都有微绒毛和细胞间紧密连接形成.实验对照组部分细胞脱落和死亡,大部分表现神经样细胞的树突样外观,小部分未死亡的贴壁细胞呈多态性,这些结果表明胚胎干细胞在特定条件下经表层角膜基质诱导能够分化为角膜上皮细胞.胚胎干细胞诱导分化有可能为眼表重建和组织工程化角膜的构建提供上皮种子细胞.     

山羊角膜缘干细胞荧光蛋白(Venus)细胞株的建立及角膜上皮植片构建

角膜缘干细胞是角膜上皮更新与修复的来源,角膜上皮受损严重常会导致角膜盲。尽管近几年通过角膜缘干细胞移植术(LSCT)治愈角膜上皮受损的临床应用已被推广,但是对于角膜缘干细胞移植受损机体后的修复机理并不明确。为了实现角膜缘干细胞移植后的活体追踪,使用G418筛选标记有Venus荧光蛋白的角膜缘干细胞株(GLSC-V),并以其为种子细胞接种于去上皮羊膜上,体外培养21d构建成荧光角膜上皮植片。荧光倒置显微镜下观察GLSC-V的细胞质和细胞核均有绿色荧光表达,在体外培养荧光至少持续3个月。免疫荧光检测GLSC-V细胞P63、Integrinβ1均呈阳性表达,对GLSC-V细胞及未转染的GLSCs进行半定量RT-PCR检测显示,两组细胞皆未表达终末分化角膜上皮细胞基因k3、k12,GLSC-V中p63及pcna较未转染组细胞略上调,venus强表达。经HE染色观察构建的人工角膜组织由5～6层上皮细胞组成,组织中上表皮细胞个数少、体积大且呈扁平状;基底部细胞密集、体积小且成立方状。经免疫荧光检测仅组织基底部最基层细胞表达P63,上表皮细胞不表达。该人工角膜与正常角膜上皮组织结构特性相似,可用于移植,为研究角膜缘干细胞修复严重受损角膜上皮机理奠定基础。     

猴表皮干细胞横向分化为角膜上皮细胞的研究

表皮干细胞可以作为角膜上皮细胞的替代物, 在自体眼表修复及组织工程生物角膜的构建中将产生不可估量的作用. 将体外分离培养的2 ~ 4代猴表皮干细胞和人角膜缘基质组织及角膜上皮细胞进行共培养(Transwell法), 于共培养前后使用流式细胞仪、RT-PCR和免疫组织 化学技术对其分化情况进行检测和鉴定. 并于第2, 4, 6, 8和10天进行免疫组织化学染色观察表皮干细胞转分化的比率. 实验采用条件培养基诱导法作为对照. 表皮干细胞在共培养前表达表皮干细胞标志, K15和整合素β1阳性, K3/K12阴性; 共培养后转为表达K3/K12, 从基因水平和蛋白质水平表现出角膜上皮细胞的特征, 但是条件培养基诱导法阳性率较低. 可见, 表皮干细胞具有可塑性, 在角膜缘基质组织及角膜上皮细胞的调控下, 可以横向分化为类角膜上皮细胞, 有可能重建角膜上皮, 进行自体生物角膜的构建.     

诱导多能干细胞向角膜上皮细胞分化的研究进展

诱导多能干细胞定向分化为角膜上皮细胞(CECs)用于角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)的治疗,具有广阔的前景。目前,这方面研究已经取得诸多成果,但也存在诱导效率不高或诱导时间过长的问题。本文总结了将多能干细胞诱导分化为角膜上皮细胞的方法及诱导信号分子,分析了角膜上皮样细胞的临床应用前景,为重建眼表提供高增殖能力的种子细胞和最终临床应用提供参考和指导。     

兔角膜缘干细胞体外分离、培养和生物学鉴定的实验研究

通过体外培养兔角膜缘干细胞,观察其生物学特性,建立兔角膜缘干细胞的体外培养方法。方法0．25%胰蛋白酶消化角膜缘组织,用含15%胎牛血清的DMEM和F12(1:1)的培养液(DF)对兔角膜缘干细胞进行体外培养,形态学观察,培养的细胞早期使用AEl/AE3、晚期使用AE5角蛋白特异的单克隆抗体)作细胞免疫化学鉴定。结果:原代培养细胞48h后开始贴壁,部分细胞由圆形变为卵圆形或长梭形;10～14d形成单层,细胞呈圆形、卵圆形,类角膜上皮细胞;细胞传到第5代左右开始出现老化状态;免疫细胞化学染色:培养的细胞早期AEl/AE3呈阳性而少部分细胞AE5呈阳性,培养的细胞晚期AE5呈阳性。结论:本实验初步建立了一套兔角膜缘干细胞的体外培养方法。     

成熟软骨细胞促进小鼠胚胎干细胞向软骨分化

为诱导胚胎干细胞向软骨细胞分化,采用胚胎干细胞与成熟软骨细胞共培养的方法以提供软骨诱导微环境．小鼠胚胎干细胞经初步分化,形成类胚体后,从中分选出Flk-1阳性细胞,其与猪关节软骨细胞混合后,接种于可降解材料支架,并植入裸鼠皮下．4周后经组织学检查及Ⅱ型胶原抗体免疫荧光检查证实,细胞材料复合物形成软骨组织．经小鼠主要组织相容性抗原染色,证实其中部分软骨细胞源自于小鼠胚胎干细胞．本研究建立了胚胎干细胞定向诱导分化的新方法．     

兔BMSCs复合纤维蛋白胶在体外分化为角膜基质细胞的研究

目的：探讨体外诱导兔骨髓间充质干细胞（BMSCs）分化为角膜基质细胞的可行性,并观察纤维蛋白胶（FG）作为细胞支架材料的效果。方法：密度梯度法获得BMSCs,体外诱导实验将细胞分为三组：对照组用普通培养皿、BMSCs培养条件并不加角膜基质细胞共培养的条件下培养;非FG共培养组使用普通培养皿并与角膜基质细胞共培养诱导BMSCs分化;FG共培养组使用铺有FG的培养皿并与角膜基质细胞共培养诱导BMSCs分化。培养1w及2w后用WestenBlot法检测三组细胞Keratocan的表达,在相差显微镜下进行形态学观察。结果：原代培养的BMSCs表现出成体干细胞潜能,CD29染色阳性,符合骨髓基质干细胞的特征。诱导培养2周后对照组BMSCs融合成单层、呈条索状生长;非FG共培养组部分细胞体积变小、多突起,局部呈梭形生长;FG共培养组细胞生长状态良好,部分细胞呈梭形或纺锤形,与FG生物相容性好。Westen检测结果：BMSCs细胞在纤维蛋白胶或普通培养皿上特定培养条件下均能诱导表达角膜基质细胞的特异性蛋白Keratocan。结论：骨髓间充质干细胞在条件培养基下可分化为角膜基质细胞,有望作为治疗角膜疾病及角膜组织工程的备选材料,纤维蛋白胶组织相容性好,可为组织工程提供移植细胞片。     

单克隆人胰腺干细胞分化特性的研究

研究1例来源于4月龄男性流产胎儿胰腺组织的单克隆人胰腺干细胞（monoclonal human pancreatic stem cell,mhPSC）系的体内外分化特性。将mhPSCs接种在铺有0．1％明胶的培养皿内,扩增培养3d后,加高糖DMEM诱导液诱导培养25d。相差显微镜下．观察细胞生长状况。采用双硫腙染色法、RT—PCR及葡萄糖刺激释放胰岛素和C肽实验．对体外定向诱导mhPSCs分化为功能性胰岛进行检测。将mhPSCs悬液注射在成年雄性裸鼠腹股沟皮下．注射30d时,取出移植物,采用SP法进行免疫组织化学反应,以检测mhPSCs的体内自然分化潜能。体外扩增培养,mhPSCs贴壁生长,呈多角形上皮样。生长至单层．呈“铺路石”状。体外定向诱导,细胞逐渐由多角形变成圆形,并聚集成类胰岛。诱导培养15d时．形成的类胰岛中少数细胞分化为B细胞,双硫腙染色阳性。诱导培养25d时,多数细胞分化为8细胞,双硫腙染色阳性,转录表达胰岛素的mRNA。用不同浓度葡萄糖刺激．诱导胰岛不仅释放胰岛素和C肽,而且其释放量随糖刺激浓度升高显著增加（0．01〈P〈0．05）。体内分化实验显示,mhPSCs在裸鼠背部形成类畸胎瘤。类畸胎瘤易与裸鼠分离,色白,血管丰富。显著表达pdx1、胰岛素、胰高血糖素、CK、MBP及NF蛋白。该研究结果证实单克隆人胰腺干细胞系体外定向诱导分化为包含大量β细胞的功能性类胰岛,在体内自然分化为胰岛、上皮及神经组织细胞。     

胚胎干细胞体外诱导分化

胚胎干细胞能在体外长期不断自我更新,具有高度分化潜能,可分化成胎儿和成体的几乎所有类型的细胞,如心肌细胞、神经细胞、上皮细胞、肝细胞、血细胞、胰岛细胞、脂肪细胞及生殖细胞等.在细胞治疗和组织器官替代治疗、发育生物学等的研究中将具有广阔的应用前景.目前已有多种胚胎干细胞体外定向诱导的报道.本文从体外诱导分化影响因素和几种主要诱导细胞类型进行分析和总结,为胚胎干细胞的诱导分化研究提供参考资料.     

多能干细胞向角膜上皮分化的研究进展

许多患者因眼表疾病而遭受视力损害,角膜或角膜缘干细胞移植是这类患者重建光明的希望,但由于供体材料短缺,限制了其临床应用,使很多患者无法得到有效的治疗。随着多能干细胞分化研究的深入,已有多种方法将多能干细胞诱导分化为角膜上皮样细胞,利用多能干细胞产生角膜上皮组织供临床移植成为解决这一问题的思路之一。本文总结近年来诱导多能干细胞分化为角膜上皮样细胞的研究进展,并在此基础上对分化细胞的纯化鉴定、安全性和临床应用所面临的问题等进行讨论。     

骨髓基质干细胞向心肌细胞诱导分化的实验研究

目的探讨大鼠骨髓基质干细胞在体外和体内向心肌细胞诱导分化的能力,为下一步的细胞移植治疗心肌梗死提供实验基础.方法体外诱导实验中,将不同浓度的5-氮胞苷作用于不同培养时间的骨髓基质干细胞,摸索5-氮胞苷的最佳诱导时机和浓度,观察诱导后细胞形态变化,并用免疫细胞化学染色检测心肌特异性肌钙蛋白T的表达;在体内实验中,培养扩增的骨髓基质干细胞经BrdU标记后,自体移植于正常心肌内,分别通过BrdU和心肌特异性肌钙蛋白T免疫组织化学染色检测移植细胞的存活和分化情况.结果体外诱导实验中,5-氮胞苷的诱导作用以10μmol/L的浓度对传代细胞进行两次诱导,效果最好,不仅能诱导出表达心肌特异蛋白的心肌样细胞,而且这些细胞在体外能够自发搏动.体内诱导实验中,移植的细胞在正常心肌微环境中能够存活并分化为心肌细胞.结论骨髓基质干细胞在体外化学诱导和体内心肌微环境诱导时均能分化为心肌细胞,可用于细胞移植治疗心肌梗死的实验.     

人胚胎干细胞高效分化为巨核细胞模型的建立

人胚胎干细胞具有无限增殖潜能,且能够分化为包括巨核细胞在内的大多数的成熟血细胞。因此,为解决临床治疗血小板来源不足而建立一种由人胚胎干细胞高效分化获得成熟巨核细胞的分化模型具有重要应用前景。该文利用人胚胎干细胞与m AGM-S3基质细胞系共培养进行早期造血前体细胞的定向分化,并在分化第14 d获得大量"卵石样"造血前体细胞(CD43+细胞、CD45+细胞)。将"卵石样"造血前体细胞分离后,用无血清培养基分阶段添加SCF、TPO、IL-6、IL-3、FLt-3、IL-11等细胞因子进行巨核细胞定向诱导分化。结果显示,在分化的第3 d,CD41a+细胞比例可高达48.5%,CD42b+细胞比例可高达30.0%。对分化第6 d的细胞进行Wright-Giemsa染色,可见形态典型的巨核细胞。综上所述,该研究初步建立了一种人胚胎干细胞高效分化为巨核细胞的模型,为体外获得大量巨核细胞奠定了基础。     

胚胎干细胞源性表皮干细胞在肾被囊微环境中分化潜能的研究

目的 探讨胚胎干细胞源性表皮干细胞在肾被囊微环境中的分化情况,为研究其在不同微环境中的分化潜能和稳定性及寻找新的皮肤工程种子细胞奠定基础。方法129小鼠E14胚胎干细胞与人羊膜共培养4d,定向诱导其分化为呈β1整合素、CK15和CK19阳性的表皮样干细胞克隆,无菌手术下移植入129小鼠双侧肾被囊内,术后4周、6周和8周取材。对移植后细胞的分化情况进行形态学和CEA和CK18免疫组织化学观察。结果小鼠胚胎干细胞源性表皮干细胞在129小鼠肾被囊内4周,分化为由单层或复层上皮样细胞构成的管状和泡状结构,种植6周和8周,除上述结构外,可见角化复层扁平上皮、汗腺样、皮脂腺样及毛囊样等结构。免疫组化结果汗腺样结构呈CEA和CK18阳性。结论研究结果表明小鼠胚胎干细胞源性表皮干细胞在肾被囊微环境下,可具有分化为角化复层上皮、汗腺样、皮脂腺样及毛囊样结构的潜能。     

胚胎干细胞体外诱导分化

胚胎干细胞能在体外长期不断自我更新,具有高度分化潜能,可分化成胎儿和成体的几乎所有类型的细胞,如心肌细胞、神经细胞、上皮细胞、肝细胞、血细胞、胰岛细胞、脂肪细胞及生殖细胞等。在细胞治疗和组织器官替代治疗、发育生物学等的研究中将具有广阔的应用前景。目前已有多种胚胎干细胞体外定向诱导的报道。本文从体外诱导分化影响因素和几种主要诱导细胞类型进行分析和总结,为胚胎干细胞的诱导分化研究提供参考资料。     

大鼠骨髓基质干细胞的分离培养与向神经元样细胞诱导分化的实验研究

目的 探讨大鼠骨髓基质干细胞的提取、分离培养和体外扩增的最佳条件,研究其在体外培养中定向诱导分化为神经元样细胞的可能。方法 通过密度梯度离心和贴壁培养法从成年大鼠骨髓中分离骨髓基质干细胞,进行培养扩增,观察其生长特性;用2-巯基乙醇(β-mercaptoethanol,β-ME)对传代细胞诱导分化,并通过免疫细胞化学染色鉴定分化细胞的类型。结果 原代培养时形成由基质干细胞组成的细胞集落,细胞集落14d时接近融合,传代后,细胞体积变大,约5～7d传代一次。β-ME诱导后,70％以上的细胞在形态上呈神经元样,免疫细胞化学染色呈NSE阳性,GFAP阴性,说明诱导分化的细胞为神经元,而不是星形胶质细胞。结论 骨髓基质干细胞在体外培养条件下生长良好,并可连续传代;在β-ME作用下可被诱导分化为神经元样细胞。     

胚胎干细胞的体外诱导分化模型

胚胎干细胞是具有全能性及无限制的自我更新与分化能力的一类特殊的细胞群体 ,它能通过祖细胞为中介 ,分化为各种类型的体细胞 ,可重演体内干细胞的分化过程。自 80年代从小鼠囊胚的内细胞团分离到胚胎干细胞并建系到现在已建立了神经细胞、肌肉细胞、上皮细胞、造血细胞等体外分化体系。将胚胎干细胞体外分化成为可利用的分化模型 ,无论从组织结构、细胞及分子水平都体现了体内分化过程的体外重演 ,再加上胚胎干细胞系具有体系简单 ,影响因子少 ,可控制 ,便于研究等特点 ,因此可用于研究早期胚胎发育和细胞分化调控 ;可成为器官移植和修复…     

冲击波诱导人骨髓基质细胞体内成骨研究

为了研究冲击波(SW)诱导人骨髓基质细胞(hMSCs)在动物体内成骨作用,根据前期工作结果,应用适宜能量冲击波(10kV,500次)处理体外培养的hMSCs,将SW组和对照组hMSCs与羟基磷灰石(HA)载体复合后体外培养2周,应用扫描电镜(SEM)检测细胞在载体表面的生长情况.将hMSCs-HA载体复合体植入裸鼠皮下,分别于术后4周、8周取材进行组织学、四环素荧光标记、SEM观察、碱性磷酸酶测定、RT-PCR检测骨钙素mRNA表达.结果表明,SW组及对照组细胞与HA载体体外复合后生长良好,且SW组细胞分泌较多的细胞基质;细胞载体复合体植入动物体内后,SW组载体表面有类骨组织形成,而对照组HA载体表面无骨组织形成;SW组与对照组的hMSCs-HA载体复合体碱性磷酸酶表达有显著性差异(P<0.01);SW组hMSCs-HA载体复合体术后4周与8周表达骨钙素mRNA,而对照组则无表达.提示hMSCs经适宜能量冲击波作用后与HA载体复合植入裸鼠体内具有成骨作用,适宜能量的冲击波作为一种新的促进hMSCs成骨分化的方法,可应用于组织工程领域.     

维胺酸对体外转化人支气管上皮细胞及体内构建人支气管上皮组织的抑制作用

癌前改变是肿瘤演变过程中的关键阶段。许多研究显示维甲类化合物对动物肿瘤及体外恶性细胞系具有抑制作用,但尚未见其对肺癌前病变作用的实验室研究报道。人类肺癌的绝大部分起源于支气管上皮,为研究维胺酸对体外转化人支气管上皮M细胞系以及在大鼠气管构建后移植到裸鼠体内生长的具有癌前病变特点的人支气管上皮组织的抑制作用,采用上皮细胞无血清培养技术,人支气管上皮组织大鼠气管内构建／裸鼠皮下移植生长技术,流式细胞学分析,免疫组化、凋亡细胞原位末端标记以及病理学检查等研究方法发现,维胺酸可抑制体外培养的转化人支气管上皮细胞的增殖,使S期细胞比例下降,以及细胞增殖标志Ki-67、mpm-2阳性反应细胞比例下降;明显诱导细胞凋亡。裸鼠腹腔注射给予维胺酸也可使大鼠气管内构建后移植到裸鼠体内生长的癌前期人支气管上皮组织的生长率明显降低,病变程度明显减轻;同样可以诱导细胞凋亡。研究结果提示,维胺酸对体外培养的转化人支气管上皮细胞系及大鼠气管构建／裸鼠体内移植生长的人支气管上皮组织均有明显的抑制作用,是有希望的肺癌化学预防药物。     

角膜上皮细胞代谢的研究进展

角膜上皮层位于角膜表面,外邻泪膜,内与角膜前弹力层相连。角膜上皮细胞代谢所需营养及氧分主要通过泪膜、房水和角膜缘毛细血管运送。正常的角膜上皮细胞代谢是维持角膜上皮细胞正常增殖与分化状态的关键。角膜上皮细胞代谢异常可导致上皮损伤或变性,是多种角膜疾病的病理基础。本文就近年来关于角膜上皮细胞代谢相关的组织结构、营养来源、细胞增殖分化以及相关疾病的研究进展进行综述。     

人胚胎干细胞向滋养层分化的研究进展

哺乳动物胚胎发育产生的第一个细胞系的分离是内细胞团和滋养层的分离,不同哺乳动物之间胚胎干细胞向滋养层细胞分化不同,滋养层细胞对胚胎的植入、促进胚胎在子宫内的生存和生长至关重要.人胚胎干细胞为研究人类胚胎发育及向滋养层分化提供了一个独特的模型.人胚胎干细胞可以在实验室条件下保持无限期稳定的培养,用于最初胚胎和滋养外胚层发生的机制研究.目前人胚胎干细胞分化为滋养层细胞在体外可以通过自发分化、基因敲除、分离EB小体和BMP4诱导等几种途径实现.不同哺乳动物之间胚胎干细胞向滋养层分化机制,主要通过信号通路如BMP4,LIF等以及某些标志基因如OCT4,CDX2,Eomes等的变化调节.人胚胎干细胞向滋养层分化的研究为临床应用提供了一定的基础.