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。     

GDNF与IL-1β体外诱导小鼠中脑神经干细胞分化作用的实验研究

目的研究神经干细胞在体外向多巴胺能神经元分化的条件,为帕金森病的细胞移植治疗提供基础实验资料。方法体外培养扩增中脑神经干细胞,在有血清条件下分别予以GDNF,IL-1β及GDNF IL-1β诱导分化,TH免疫细胞化学鉴定分化结果,流式细胞术检测TH阳性神经元比例。结果有血清条件下GDNF,IL-1β及两者联合促进中脑神经干细胞分化为TH阳性神经元的比例分别为13.41%,9.23%,15.59%,明显高于对照组(约3.49%,P≤0.01),GD-NF及联合诱导组多巴胺能神经元形态更成熟。结论GDNF,IL-1β及两者联合可明显促进中脑神经干细胞分化为多巴胺能神经元。GDNF较IL-1β更能促进诱导的多巴胺能神经元的表型成熟。     

Wnt 3a在神经干细胞向多巴胺能神经元分化过程中作用的研究

Wnt信号在中枢神经系统发育过程中起重要的作用,控制着细胞的生长及分化.Wnt3a是Wnt家族的成员之一,对神经干细胞的增殖及分化有一定的调控作用.将重组Wnt3a腺病毒转入神经干细胞中,研究Wnt3a在定向诱导神经干细胞向多巴胺能神经元分化过程中的作用.将神经干细胞分为4组,对照组(不加任何诱导因子组)、抗坏血酸诱导组(AA组)、Wnt3a重组腺病毒诱导组(Wnt3a组)以及Wnt3a重组腺病毒加抗坏血酸诱导组(Wnt3a AA组).结果显示,Wnt3a组细胞中的多巴胺能神经元前体细胞特异性标志Nurr1表达量显著增多,Wnt3a AA组多巴胺能神经元明显多于AA组,酪氨酸羟化酶(TH)在mRNA水平上的表达是AA组的1.86倍.蛋白质印迹及免疫细胞化学染色显示,各诱导组均有TH的表达,Wnt3a组和AA组多巴胺能神经元阳性细胞数比例分别为(5.76±3.34)%和(37.42±2.54)%,与Wnt3a AA组(73.96±2.61)%比较,差异有统计学意义(P<0.05).利用高效液相色谱法检测到诱导后的细胞可分泌多巴胺.结果表明,Wnt3a可促进神经干细胞向多巴胺能神经元前体细胞分化,再通过抗坏血酸的诱导作用,在体外可获得大量的多巴胺能神经元,这些神经元有分泌多巴胺的功能.     

川芎嗪体外诱导小鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞的研究

为了探讨川芎嗪体外诱导小鼠骨髓间质干细胞（BMSCs）分化为神经元样细胞的作用,以小鼠骨髓间充质干细胞为研究对象,实验分为空白对照组、β-巯基乙醇（BME）阳性对照组和川芎嗪诱导组。采用荧光免疫化学和Western blot方法,分别检测神经干细胞巢蛋白（nestin）和经元特异性烯醇化酶（NSE）的表达;RT-PCR检测诱导不同时间对神经细胞相关基因Nestin、NSE、β-微管蛋白III（β-Tubulin III）和核受体相关因子-1（Nurr1）mRNA表达的影响。结果显示川芎嗪诱导间充质干细胞24 h后,细胞形态发生显著改变,细胞突起形成且数目不等,形成神经元样细胞。细胞死亡率低于β-巯基乙醇诱导组。免疫荧光化学法和western blot结果显示：川芎嗪诱导后的细胞nes-tin和NSE蛋白表达呈阳性,且表达丰度显著高于β-巯基乙醇诱导组。川芎嗪作用不同时间的BMSCs表达神经细胞相关基因Nestin、β-Tubulin III、NSE和Nurrl。结果表明川芎嗪能定向诱导小鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞,是较理想的诱导剂。     

IL-1β和胎牛血清对大鼠神经干细胞分化的影响

在成年大鼠纹状体区分离神经干细胞,使用白介素－1β、神经生长因子、全反维甲酸和不同含量的胎牛血清作为诱导因子,通过免疫荧光化学方法和流式细胞仪检测细胞分化。结果表明胎牛血清有助于神经干细胞向星形胶质细胞和少突胶质细胞分化,IL－1β虽然对神经元数目没有明显影响,但对神经干细胞向多巴胺能神经元的分化却有明显促进作用。神经生长因子和全反维甲酸对神经干细胞向神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞和多巴胺能神经元的分化数量无明显影响。     

乳鼠海马神经干细胞的体外分离、扩增和分化研究

探讨海马神经干细胞（neuralstemcells,NSCs）在体外分离扩增和诱导分化的可行性。无菌条件下分离新生（24h）SD大鼠海马神经干细胞,采用无血清培养和胎牛血清诱导分化。免疫荧光染色技术分别检测诱导前细胞巢蛋白（Nestin）的表达,以及分化细胞的神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase,NSE）、胶质纤维酸性蛋白（glialfibrillaryacidicprotein,GFAP）的表达,以鉴定细胞类型。流式细胞仪检测神经干细胞分化前后增殖能力的变化。结果显示：从乳鼠海马分离培养的细胞生长状态良好,具有克隆增殖能力,并呈Nestin表达阳性,分化后可出现NSE及GFAP表达阳性的细胞。流式细胞仪检测显示：诱导前,细胞增殖活跃,S＋G2／M期细胞为（36．27±1．99）％,而分化各阶段（3,7,10d）S＋G2／M期细胞比例与诱导前（Ctrl）相比则明显下降（尸〈0．05）,分别为（26．39±1．10）％、（26．33±1．33）％和（24．54±1．12）％。这些结果表明乳鼠海马存在神经干细胞,并具有自我更新和多向分化的潜能,可用于基础和临床的相关研究。     

神经元限制性沉默因子在NTera2/CloneD1细胞向神经元分化模型中表达的检测

目的:建立NTera2/CloneD1细胞向神经元分化的模型,检测神经元限制性沉默因子(NRSF)经分化培养基诱导后表达的变化。方法:收集正常培养的NTera2/CloneD1细胞及经全反式维甲酸(RA)、阿糖胞苷(AraC)、尿苷分阶段诱导共28 d的细胞,显微镜下观察诱导前后细胞的形态学变化;免疫荧光法检测NTera2/CloneD1细胞诱导前后干性标志Nestin、Sox2和成熟神经元特异性标志NF-200、β-tubulinⅢ的表达情况;应用RT-PCR和免疫荧光法对NRSF进行mRNA和蛋白水平的检测。结果:显微镜下观察到正常培养的NTera2/CloneD1细胞呈克隆样生长,经分化培养基诱导后的NTera2/CloneD1细胞表现出典型的神经元样细胞形态。免疫荧光检测表明,未诱导的NTera2/CloneD1细胞表达神经干细胞的标志Sox2、Nestin,不表达成熟神经元特异性蛋白NF-200、β-tubulinⅢ;而经RA等诱导分化的细胞则不表达Sox2、Nestin,表达NF-200、β-tubulinⅢ。RT-PCR和免疫荧光检测显示,NRSF在诱导分化后的NTera2/CloneD1细胞中的表达量显著降低。结论:建立了NTera2/CloneD1细胞向神经元分化的模型,NRSF在诱导后的NTera2/CloneD1细胞中表达量显著下调,提示NTera2/CloneD1细胞在诱导过程中可能通过下调NRSF,使受到NRSF负性调控的神经元特异性蛋白启动表达并上调,进而实现NTera2/CloneD1细胞向神经元的定向分化。     

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。     

神经干细胞分化过程中微管蛋白表达变化的光电镜观察

目的对神经干细胞向神经元定向分化过程中微管蛋白的表达变化进行光、电镜观察研究。方法采用细胞培养技术、免疫荧光技术以及免疫电镜技术对神经干细胞向神经元定向分化过程中微管蛋白的表达变化进行观察。结果在神经干细胞向神经元定向分化的不同时期,存在微管蛋白的表达变化,在分化初期以核周附近分布明显,随神经元的成熟散在分布于胞质中及突起内,形成细网状,构成细胞骨架,维持细胞形态。结论在神经干细胞向神经元定向分化过程中伴随有微管蛋白的表达变化,随神经元的成熟而构成细胞骨架,维持细胞形态。     

干细胞定向分化的基础和临床应用研究

胚胎干细胞具有多向性分化的潜能,可以分化成为内、中、外三个胚层的所有细胞,存在于组织器官中的成体干细胞（包括心脏等的前体细胞）也能分化成为某些细胞,用来修复、补充体内受损、死亡的细胞.目前干细胞研究的重点是：干细胞未分化和多向性机制的基础研究;干细胞向特定细胞群体分化的调控和分化细胞的应用研究,而后者是连接基础研究和临床研究的必经之路.干细胞的基础和临床应用研究不但可以了解正常的胚胎发育过程,而且利用掌握的知识通过体外诱导或体内激活的方法针对性地治疗某些疾病.目前我们的研究集中在神经细胞（包括视网膜细胞和内耳前体细胞）、脂肪细胞和心肌细胞定向分化的分子机理,并通过疾病动物模型验证这些定向分化的细胞的功能.希望通过建立人胚胎干细胞以及成体干细胞向外胚层的特种神经元（包括前脑神经上皮细胞、GABA和胆碱能神经元、视觉细胞、听觉细胞、多巴胺能神经元）和中胚层的脂肪细胞、骨细胞以及心肌细胞定向分化的模型,继而采用蛋白质组学和基因组学最新技术分析这些建立的模型,研究相关因子通过哪条信号传导通路导致这些细胞的定向分化或者通过改变哪个目的基因的表达,或改变目的蛋白的修饰导致干细胞定向成神经细胞、脂肪细胞和心肌细胞;研究成年脑内源性干细胞定向诱导成这些功能性神经元的机理,并进行比较研究.用Lentivirus转染干细胞高表达、或用RNA干扰抑制上述研究得到的目的基因,在细胞模型和动物体内验证这些信号通路和目的基因在干细胞定向分化中的作用.     

嵌合Neurturin在恒河猴脂肪间充质干细胞中的表达及定向诱导作用

国家自然科学基金（No．30971003）、云南省基础研究重点项目（No．2007c0012z）和北京协和医学院博士创新基金资助项目     

叶酸联合成体神经干细胞治疗创伤性脑损伤大鼠的实验

目的观察叶酸联合成体神经干细胞对创伤性脑损伤大鼠的治疗作用,探讨其可能作用机制。方法 120只Wistar大鼠随机分为6组,正常组,模型组,假手术组,叶酸注射组,成体神经干细胞移植组,成体神经干细胞移植＋叶酸注射组。倒置显微镜下观察神经干细胞形态学变化;流式细胞仪检测神经干细胞表面标记物CD105、CD45、CD44、CD29的表达;免疫荧光法检测神经元特异性烯醇酶（NSE成熟神经元的特异性标志）、胶质纤维酸性蛋白（GFAP胶质细胞的标记物）的表达;平衡木实验检测大鼠运动协调与整和能力;Morris水迷宫实验测试各组大鼠的学习记忆能力;HE染色及Brdu免疫组化实验观察脑组织形态学变化;酶联免疫吸附试验检测大鼠脑组中脑源性神经生长因子（BDNF）、神经生长因子（NGF）的表达;蛋白质印迹法检测脑组织中凋亡相关蛋白BCL-2、Bax、Caspase-3的表达。结果分离所得细胞能在体外传代培养,流式细胞仪检测发现细胞阳性表达CD44、CD29,阴性表达CD105、CD45,细胞经胎牛血清诱导分化后能形成NSE或GFAP阳性细胞。实验表明,叶酸与成体神经干细胞干预创伤性脑损伤大鼠模型后能显著改善其行为学变化,减轻脑组织的炎症反应,恢复受损神经细胞,增加脑组织内BDNF、NGF的含量,上调BCL-2的表达,下调Bax、Caspase-3的表达。结论叶酸联合成体神经干细胞干预创伤性脑损伤大鼠能显著改善中枢神经功能,对维持神经元微环境稳态具有重要的作用。     

Embryonic stem cell-derived neural progenitors as non-tumorigenic source for dopaminergic neurons

AIM:To find a safe source for dopaminergic neurons,we generated neural progenitor cell lines from human embryonic stem cells.METHODS:The human embryonic stem(hES)cell line H9 was used to generate human neural progenitor(HNP)cell lines.The resulting HNP cell lines were differentiated into dopaminergic neurons and analyzed by quantitative real-time polymerase chain reaction and immunofluorescence for the expression of neuronal differentiation markers,including beta-III tubulin(TUJ1)and tyrosine hydroxylase(TH).To assess the risk of teratoma or other tumor formation,HNP cell lines and mouse neuronal progenitor(MNP)cell lines were injected subcutaneously into immunodeficient SCID/beige mice.RESULTS:We developed a fairly simple and fast protocol to obtain HNP cell lines from hES cells.These cell lines,which can be stored in liquid nitrogen for several years,have the potential to differentiate in vitro into dopaminergic neurons.Following day 30 of differentiation culture,the majority of the cells analyzed expressed the neuronal marker TUJ1 and a high proportion of these cells were positive for TH,indicating differentiation into dopaminergic neurons.In contrast to H9 ES cells,the HNP cell lines did not form tumors in immunodeficient SCID/beige mice within 6 mo after subcutaneous injection.Similarly,no tumors developed after injection of MNP cells.Notably,mouse ES cells or neuronal cells directly differentiated from mouse ES cells formed teratomas in more than 90%of the recipients.CONCLUSION:Our findings indicate that neural progenitor cell lines can differentiate into dopaminergic neurons and bear no risk of generating teratomas or other tumors in immunodeficient mice.     

人羊膜间充质细胞分离培养及其干细胞特性研究

目的：研究人羊膜间充质细胞（Humanamnioticmesenchymalcells,HAMCs）的分离、培养及其干细胞特性,为羊膜间充质细胞在再生医学的潜在应用奠定实验基础。方法：无菌条件下取正常足月剖腹产胎儿的羊膜剪成碎片,经胰酶胶原酶序贯消化,DMEM/F12培养,倒置显微镜下观察其形态,MTT法检测其生长规律,免疫荧光的方法对细胞进行鉴定,定向诱导方法检测细胞的多向分化潜能。结果：来源于羊膜的间充质细胞,细胞免疫荧光显示SSEA-4,OCT-4阳性,具有很强的增殖能力,并且具有一定的多向分化能力,在特定条件下可分化为脂肪细胞和成骨细胞;结论：羊膜间充质细胞能够在体外分离、培养、扩增,并且具有干细胞特性。羊膜间充质细胞在再生医学和组织工程应用有很好的前景。     

胰岛素样生长因子-1对脂肪间充质干细胞增殖的影响

目的：探讨胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1,IGF-1）对脂肪间充质干细胞（adipose-derived stem cells,ADSCs）增殖的影响。方法：采用密度梯度离心法结合贴壁法分离脂肪间充质干细胞,接种于含体积分数为10%的胎牛血清的DMEM培养基中行贴壁培养。流式细胞仪检测ADSCs表面标志物（CD90、CD29、CD31、CD34、CD45）的表达情况,利用成骨、成脂诱导液诱导ADSCs向成骨细胞、成脂细胞分化,用碱性磷酸酶、油红O染色观察。采用终浓度为0、5、10、15、20、30 ng/mL IGF的培养基培养ADSCs,利用Edu染色标记ADSCs,分析不同浓度的IGF-1对ADSCs增殖的影响。结果：流式细胞术显示ADSCs的表型分子CD90、CD29呈阳性,CD31、CD45呈阴性,成骨诱导后碱性磷酸酶染色阳性,成脂诱导后油红O染色可见大量脂滴,表明培养的ADSCs具有成骨、成脂分化的能力。IGF-1促进ADSCs增殖的作用随IGF-1的作用浓度的增加而增加,并逐渐趋于饱和,在趋于15μg/mL的浓度时达到最大促增殖作用,且随着IGF-1作用时间的延长其促ADSCs增殖的作用逐渐增强。结论：本实验成功分离培养ADSCs,IGF-1对体外培养的ADSCs有促进增殖的作用。     

体外诱导小鼠脂肪来源干细胞向内皮细胞分化的实验研究

目的：探索体外小鼠脂肪来源干细胞（Adipose—derivedstemcells,ASCs）诱导分化为内皮细胞（endothelialprogenitorcells,EPCs）的可行性。方法：利用I型胶原酶消化法和传代培养纯化法从小鼠脂肪组织中分离、培养及扩增ASCs,通过流式细胞仪检测ASCs特异性表面抗原CD29和CD44、CD105的表达;取第2代ASCs进行内皮诱导：即BD基质胶包被＋内皮细胞生长诱导培养基（M199＋10％血清＋10ng／mL血管内皮细胞生长因子VEGF＋10ng／ml碱性生长因子bFGF）。诱导两周左右,倒置显微镜观察诱导前后细胞的一般形态学特征;同时通过成血管实验观察成管腔能力;通过免疫荧光鉴定CD31表型分子的表达。结果：成功培养小鼠ASCs;CD29、CD44、CD90、呈阳性表达,而CD31、CD34、CD45呈阴性表达;诱导后的细胞形态呈三角形或多边形;HE染色观察可见明显的管腔样结构;免疫荧光法CD31表达阳性;MTT法成功记录EPCs增殖生长曲线。结论：成功的诱导小鼠脂肪来源干细胞分化为血管内皮细胞,为后续体内移植实验提供理论基础,同时也为临床受损组织或器官的重建再生提供实验基础。     

人诱导多能干细胞与人胚胎干细胞分化过程中Oct4/Nanog基因表达的比较

目的：比较通过慢病毒方法获得的人诱导多能性干细胞（iPSCs）与人胚胎干细胞（hESCs）分化过程中全能性基因Oct4、Nanog的表达变化。方法：收集分化不同时间点的拟胚体（EBs）,检测三胚层分化基因以及全能性基因Oct4/Nanog的表达,并通过畸胎瘤组织切片的荧光染色分析Oct4的表达。结果：iPSCs获得的EB中内外三胚层分化基因表达的出现明显晚于hESCs来源的EB。不同于hESCs,iPSCs悬浮培养获得的EBs在体外培养18天未见内源性Oct4、Nanog基因表达的下调。未分化的iPSCs注射严重联合免疫缺陷（SCID）小鼠培养10周后获得的畸胎瘤中仍存在Oct4阳性的细胞,但iPS-#2中明显少于iPS-#5。结论：通过慢病毒方法获得的iPSCs虽然具有向三胚层分化的能力,但在分化过程中仍维持较高水平的全能性基因Oct4、Nanog的表达。     

小鼠角膜上皮祖细胞系TKE2的表型研究

目的：观察小鼠角膜上皮祖细胞系TKE2在扩增以及分化状态下的角蛋白及干细胞标志物的表达情况。方法小鼠角膜上皮祖细胞系TKE2在无血清培养基Keratinocyte-SFM （KSFM）以及含10﹪胎牛血清（FBS）的DMEM培养基中培养,约70﹪融合时进行角蛋白10、12、14、15、16（K10、K12、K14、K15、K16）以及Connexin43、ABCG2的免疫荧光染色,以及Ki67、P63、PCNA的免疫细胞化学染色。结果无血清培养状态下的TKE2细胞呈克隆样生长,克隆内所有细胞呈ABCG2、K14、Ki67、PCNA以及P63阳性,K15阳性细胞散在分布,K16阳性细胞呈片状分布于克隆中央区,K10、K12以及Connexin43染色为阴性。在含有10﹪胎牛血清的DMEM中培养2 d后,细胞明显增大, ABCG2、K15、P63、Ki67以及PCNA转为阴性,克隆内只有少量细胞呈K16、K14阳性染色, K10、K12、Connexin43仍为阴性。结论 TKE2细胞具有角膜上皮干细胞特性,可以作为角膜缘上皮干细胞表型维持和分化诱导研究的良好工具。