人胚胎干细胞分化为神经干细胞诱导方法的对比研究

目的探讨人胚胎干细胞分化为神经干细胞过程中,经拟胚体（embryonic body,EB）法和直接分化法的不同效率。方法人胚胎干细胞常规培养消化后,分为两组：A组,经EB法分化;B组,添加noggin和ITSFn直接分化法。倒置相差显微镜观察细胞形态变化,RT-PCR检测细胞各阶段标志物,免疫荧光及流式细胞仪观察两组细胞Nestin阳性细胞率。神经干细胞继续分化,免疫荧光、RT-PCR法检测MAP2、GFAP表达。结果RT-PCR检测到OCT4、nestin表达。B组nestin阳性细胞率明显高于A组,差异有统计学意义（P〈0.01）,且诱导周期短于A组。神经干细胞继续分化,得到不同数量的神经元和胶质细胞,MAP2、GFAP分别阳性。结论在体外采用定向分化诱导,人胚胎干细胞不经EB,可直接定向分化为神经干细胞,且诱导效率比EB法高。因此直接分化法是一种经济实用的诱导方法。     

体外诱导鸡胚胎生殖细胞分化为神经干细胞

本研究探讨体外诱导鸡胚胎生殖细胞(EGCs)分化为神经干细胞(NSCs)的可能性.EGCs经类胚体(EB)阶段,以维生素A酸(RA)等进行诱导,在NSCs选择性培养基中筛培养扩增7 d,观察形态变化;采用RT-PCR法检测nestin基因表达及免疫细胞化学法检测nestin等NSCs特异性标志物,并对其扩增及分化能力进行观察.结果显示:EGCs经初级诱导,NSCs选择性培养基筛选培养7 d后,形成大量神经球样结构,可扩增传代;绝大部分神经球样结构呈nestin抗原阳性,表达nestin基因,且可分化为神经上皮样及少突胶质细胞.研究结果表明:RA等诱导的EGCs,经选择性培养基筛选培养可获得NSCs,有望为眼部神经变性疾病的治疗提供新的技术参考.     

MicroRNAs调控干细胞的诱导与分化

干细胞根据其所处的发育阶段可分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs)和成体干细胞(somatic stem cell),具有自我复制能力和多向分化潜能,因此,被认为可修复、重建组织器官。近年有大量研究致力于诱导干细胞分化为各种成体细胞,但诱导过程繁琐与分化效率低下一直困扰着科研人员。Micro RNAs(miRNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸。研究表明miRNA可通过抑制干细胞靶m RNA序列的翻译或者降解靶m RNA来调控干细胞的诱导与分化。因此,调控mi RNAs的表达水平可影响分化过程。现就miRNA调控干细胞向成体细胞分化的研究现状和机制作一综述。     

人类胚胎干细胞体外诱导分化为神经干细胞

人类胚胎干细胞是替代治疗充满希望的细胞来源. 描述了从人胚胎干细胞诱导分化出神经干细胞的方法. 将人胚胎干细胞系PKU1, PKU2在细菌培养皿中悬浮培养, 分化形成囊性拟胚体. 拟胚体接种至组织培养皿, 加入N2培养液和生长因子bFGF培养2周, 拟胚体贴壁、展开,中心出现灶状增生, 有突起的小细胞. 用机械方法取下此种细胞, 重新接种, 则细胞团悬浮生长,形成神经球. 培养10天后, 将神经球打散成单细胞接种, 该细胞贴壁生长旺盛. 免疫荧光检测显示为几乎100% 纯净的nestin阳性细胞. 将培养液中的生长因子撤除, 继续培养7~10天, 细胞分化为神经元, 该细胞呈现β-tubulin isotype_Ⅲ 阳性、GABA阳性、serotonin阳性、synaptophysin阳性. 在生长因子PDGF-AA诱导下, 细胞分化为星形胶质细胞, 其GFAP阳性; 或少突胶质细胞, 其O4阳性. 可见, 人类胚胎干细胞经上述方法培养可分化为典型神经干细胞, 表达神经干细胞特异的标志分子nestin、能自我更新、具有分化为神经系统三类主要细胞的能力.     

脊髓源神经干细胞诱导分化为胆碱能神经元过程中Aldoc和Stmn1表达的研究

目的探讨脊髓源神经干细胞在诱导分化为胆碱能神经元过程中Aldoc和Stmn1的表达变化情况。方法从孕17天Wistar胚胎大鼠取出脊髓组织,制成细胞悬液,采用含EGF和bFGF的无血清限定性培养基培养,然后进行诱导分化,观察脊髓源神经干细胞向胆碱能神经元分化的情况,应用荧光定量PCR方法分析Aldoc和Stmn1基因在脊髓源神经干细胞诱导分化为胆碱能神经元的过程中的表达变化情况。结果神经干细胞在诱导分化为胆碱能神经元后,经免疫荧光检测有ChAT阳性细胞表达;Aldoc基因的表达量在胆碱能神经元较神经干细胞低(P<0.05);Stmn1基因的表达量则在诱导分化后较神经干细胞升高(P<0.05)。结论 Aldoc对神经干细胞的干性维持有重要作用,Stmn1在胆碱能神经元的成熟过程中起作用。     

MicroRNA调控造血干细胞发育

造血干细胞是目前研究最为深入的成体干细胞,是极富应用前景的研究领域,然而其维持自我更新以及多向分化潜能的分子机制尚不明.MicroRNA (miRNA)是一类崭新的调控性非编码小分子RNA,在监控生物体个体发育和细胞增殖、分化进程中起着重要作用.miRNA参与包括胚胎干细胞和多种成体干细胞的发育进程,人类造血干细胞及其发育过程中也存在特征性miRNA表达谱,参与调控造血干细胞发育进程,以miRNA为分子靶点的防治造血功能低下疾患的研究具有广阔的应用前景.     

人胚胎干细胞定向中胚层细胞分化的miRNA-mRNA网络调控

胚胎来源的中胚层细胞可以分化为心血管、血液和肌肉组织等多种类型细胞,而应用人胚胎干细胞分化为中胚层细胞的体外模型可为研究中胚层及其衍生的细胞谱系的分子调控机制提供重要手段。miRNA调控基因的表达通过多条信号通路参与中胚层细胞分化,但其调控机制虽有相关研究却并未完全阐明,特别是从整体水平上探索基因与非编码RNA表达变化及其相互作用的网络调控。该研究根据生物信息学分析,构建通过调节多条信号通路参与人胚胎干细胞向中胚层分化的潜在miRNA-mRNA调控网络,以便更全面地阐明人胚胎干细胞的分化机制。通过基因芯片和二代测序(RNAseq)技术检测筛选人胚胎干细胞诱导分化为中胚层细胞过程差异表达的miRNA和基因,并应用生物信息学分析预测差异表达miRNA的靶基因,将靶基因与差异表达基因取交集获得目标基因。同时,对差异表达基因和目标基因进行GSEA富集、GO注释及KEGG富集分析。最后,构建miRNA-mRNA的调控网络和筛选出关键基因并检测关键基因的表达。该研究共筛选出287个差异表达的miRNA和739个差异表达基因,预测差异表达miRNA的靶基因为13 064个,13 064个靶基因与739个差异表达基因取交集共获得目标基因401个。GSEA和KEGG富集分析发现,多条参与中胚层分化的信号通路,主要涉及Wnt/β-catenin、TGF-β和Hippo三条重要的信号通路。通过构建miRNA-mRNA调控网络,结果显示100个miRNA靶向Wnt/β-catenin通路中的11个基因,59个miRNA靶向TGF-β通路中的7个基因,有106个miRNA靶向Hippo通路中的10个基因。通过RT-qPCR验证三条通路中关键基因的表达。因此,该研究揭示了在中胚层分化过程中,Wnt/β-catenin、TGF-β和Hippo信号通路起了重要的调控作用,可能通过与各种miRNA-mRNA相互作用形成复杂的网络调控系统,精确调控人胚胎干细胞定向分化为中胚层细胞。     

小鼠间充质干细胞诱导分化成脂肪细胞miRNA表达的变化

目的：探讨小鼠间充质干细胞（MSCs）定向诱导分化成脂肪细胞微小RNA（miRNA）表达的变化,为进一步研究miRNA调控MSCs向脂肪细胞分化的分子机制奠定基础。方法：采用全骨髓体外分离结合差速贴壁法纯化扩增C57BL／6小鼠MSCs,形态学观察细胞生长情况,并用免疫组化方法鉴定细胞表面抗原CD29、CIM4和CD34的表达。脂肪细胞分化诱导剂诱导MSCs分化为脂肪细胞,利用油红O染色,判断MSCs成脂分化情况。运用rrfiRNA芯片技术检测MSC8和脂肪细胞中差异表达的miRNA。结果：①倒置显微镜下观察,传5代后可获得均一性较高的MSCs;免疫组化显示90％以上的骨髓间质干细胞CD29、CD44阳性,CD34阴性。MSCs经脂肪诱导剂诱导后,胞内大量脂滴形成,油红O染色阳性;②基因微阵列分析表明,小鼠MSCs分化成脂肪细胞差异表达的miRNA共75个,其中20个表达上调、55个表达下调。结论：MSCs分化成脂肪细胞存在miRNA表达的变化,某些miRNA很可能具有重要的调控MSCs成脂分化的作用。     

神经上皮干细胞的分离培养及其体外分化特性的观察

目的探讨大鼠胚胎神经管神经上皮干细胞的分离培养条件,并观察其在体外的分化特性.方法采用显微解剖、机械吹打、无血清悬浮培养方法分离培养神经上皮干细胞,采用巢蛋白(nestin)免疫细胞化学染色技术检测神经上皮干细胞,用NSE和GFAP免疫组化染色检测并计数神经细胞和神经胶质细胞.结果大鼠胚胎神经管神经上皮干细胞在无血清培养基中可形成大量呈nestin抗原阳性细胞构成的神经球,经传代有血清培养后分化为NSE阳性和GFAP阳性细胞,其中NSE阳性细胞占细胞总数的47.7%,GFAP阳性细胞占细胞总数的39.8%.结论胎鼠神经管神经上皮干细胞在无血清培养中可增殖和传代,在有血清培养中可分化为神经细胞和神经胶质细胞,两者之比为47.7∶39.8.     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化,得到了高比例的神经前体细胞(97.5±0.83)%(P<0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现,随着培养时间的延长,nestin阳性的神经前体细胞比例下降,同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期,神经前体细胞发育为神经元的比例很高,几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长,胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH(basic helix-loop-helix)结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2)和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此,人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式,为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

分离MEF和ES细胞的差速贴壁法研究(简报)

胚胎干细胞的分化控制是胚胎干细胞研究的一个重要方面。由于常规的拟胚体诱导途径是在形成拟胚体后才开始进行诱导分化,受多种胚层的共同作用使得我们无法简便探索诱导分化的机制。而且用这种方法进行的诱导分化试验的结果检测比     

人胚与鼠胚神经干细胞体外培养的差异

为比较人胚与鼠胚神经干细胞体外培养的差异。实验采用具有丝裂原作用的细胞生长因子。结合无血清细胞培养技术从人胚和鼠胚皮层分离神经干细胞。在连续传代过程中观察其体外培养特性,免疫荧光染色检测Nestin抗原和分化后特异性成熟神经细胞抗原的表达,并用流式细胞仪检测神经干细胞分化情况。结果表明：（1）使用单一生长因子即可从鼠胚皮层分离神经干细胞,但在人胚却需同时使用多种生长因子,协同使用bFGF,EGF和LIF是人胚神经干细胞体外培养的较佳条件;（2）鼠胚皮层神经干细胞在连续传代过程中增殖速度快于人胚,其Nestin阳性率和BrdU标记的阳性率亦高于人胚,表明其增殖能力明显高于人胚,（3）人胚神经干细胞较鼠胚更易分化为神经元。     

TrkA在不同发育阶段大鼠脑源性神经干细胞中表达的变化

目的通过研究不同发育阶段大鼠大脑皮层神经干细胞上TrkA（酪氨酸激酶A）表达的改变,为了解Tr-kA在神经系统发育中的作用与神经干细胞定向分化的可能机制打下基础。方法取孕13,15,17,19,21d和生后1d的Wistar大鼠完整脑组织做连续矢状位石蜡切片,用免疫荧光双标技术检测上述不同时期nestin（巢蛋白）和TrkA共表达量的变化。计算平均阳性率,用均数±标准差（x-±s）来表示并进行统计学分析。结果免疫组化结果显示：TrkA广泛分布在大鼠中枢神经系统;在大鼠大脑皮层,TrkA的表达于孕17d达高峰;Nestin的表达在孕15d达高峰;二者的共表达呈现先升高后下降的丰度变化趋势,高峰期在孕15d。结论TrkA和nestin的表达变化提示大鼠脑发育在孕17d对神经生长因子NGF的需求量最多,而取孕15d的大鼠脑组织进行细胞培养可以得到较多的神经干细胞;TrkA和Nestin的共表达规律提示体外应用NGF定向诱导分化神经干细胞时,可以据此将神经干细胞培养的最佳取材时间选为孕15d。     

Piecing together the mosaic of early mammalian development through microRNAs

The microRNA (miRNA) pathway represents an integral component of the gene regulation circuitry that controls development. In recent years, the role of miRNAs in embryonic stem (ES) cells and mammalian embryogenesis has begun to be explored. A few dozens of miRNAs expressed in mammalian ES cells, either exclusively or nonexclusively, have been cloned. The overall role of miRNAs in ES cells and embryonic development has been assessed by examining the effect of knocking out Dicer, an RNase III enzyme required for miRNA and small interfering RNA biogenesis, as well as DGCR8, a nuclear protein specifically involved in miRNA biogenesis. In addition, the role of a cluster of miRNAs specifically expressed in ES cells, the miR-290-295 group, has been investigated by the knock-out approach. These analyses have revealed the crucial role of miRNAs in ES cell differentiation, lineage specification, and organogenesis, especially neurogenesis and cardiogenesis. Systematic investigation of the role of miRNAs in ES cells and embryos will allow us to find missing pieces of the mosaic of early development.     

大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中钙调蛋白的表达

目的研究大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中钙调蛋白的表达及意义.方法采用细胞培养、免疫细胞化学方法(SABC法)观察钙调蛋白在神经干细胞定向分化过程中不同时段的表达情况.采用计算机图像分析技术对不同时段分化神经元中钙调蛋白的平均积分光密度进行定量测定.结果在神经干细胞定向分化为神经元的过程中,钙调蛋白于细胞核及核周呈阳性表达,随分化神经元的生长细胞核阳性表达逐渐减弱而胞浆增强,同时可见阳性反应物伸入树突及轴突.结论新生大鼠大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中,钙调蛋白的表达对神经干细胞定向分化的神经元的生长和发育起着重要作用.     

小鼠胚胎神经干细胞的分离培养及其鉴定

且的探索小鼠胚胎神经干细胞的体外培养方法,并获取高纯度的神经干细胞,为神经干细胞的深入研究提供实验材料。方法无菌条件下分离E15天小鼠胚脑皮质,制成单细胞悬液,在bFGF和B27存在的培养基中培养扩增,通过免疫细胞化学染色鉴定神经干细胞及其子代细胞的分化方向。结果培养的部分细胞在B27和bFGF存在的无血清培养基中可以在体外分裂增殖,同时表达神经干细胞特异性抗原nestin,并在撤出B27和bFGF的有血清培养基中向神经细胞和胶质细胞分化。结论小鼠胚脑皮质存在具有多向分化潜能的神经干细胞,这些细胞可以在体外稳定培养、传代并自然分化,为细胞替代治疗提供了理想的细胞来源。     

MicroRNA profiling during cardiomyocyte-specific differentiation of murine embryonic stem cells based on two different miRNA array platforms

MicroRNA (miRNA) plays a critical role in a wide variety of biological processes. Profiling miRNA expression during differentiation of embryonic stem cells will help to understand the regulation pathway of differentiation, which in turn may elucidate disease mechanisms. The identified miRNAs could then serve as a new group of possible therapeutic targets. In the present paper, miRNA expression profiles were determined during cardiomyocyte-specific differentiation and maturation of murine embryonic stem (ES) cells. For this purpose a homogeneous cardiomyocyte population was generated from a transgenic murine ES cell line. Two high throughput array platforms (Affymetrix and Febit) were used for miRNA profiling in order to compare the effect of the platforms on miRNA profiling as well as to increase the validity of target miRNA identification. Four time points (i.e. day 0, day 12, day 19 and day 26) were chosen for the miRNA profiling study, which corresponded to different stages during cardiomyocyte-specific differentiation and maturation. Fifty platform and pre-processing method-independent miRNAs were identified as being regulated during the differentiation and maturation processes. The identification of these miRNAs is an important step for characterizing and understanding the events involved in cardiomyocyte-specific differentiation of ES cells and may also highlight candidate target molecules for therapeutic purposes.