间充质干细胞特性与应用前景

间充质干细胞是中胚层发育的早期细胞,具备干细胞的基本特性。在发育的不同阶段和特定环境条件下,间充质干细胞可向骨、软骨、肌肉、神经、血管及血液细胞等多种方向分化。在成体的很多器官和组织中也存在着间充质干细胞,以备修复和再生所用。间充质干细胞易于体外培养,扩增迅速,可以分化为多种细胞,为干细胞生物工程提供了一个很好的种子细胞。在明确间充质干细胞生物学特性和分化的机制后,可在体外和体内将其定向诱导分化为多种细胞。间充质干细胞具有巨大的临床应用价值和科学研究价值。     

hUC-MSCs肝样细胞分化机制的研究进展

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是来源于发育早期中胚层的一类多能干细胞,广泛分布于全身结缔组织和器官间质中,是一类具有自我更新、不断增殖和多向分化潜能的成体干细胞。随着组织工程和再生医学的研究和发展,MSCs成为一种治疗各种终末期肝脏疾病的潜在治疗手段。该文就人脐带间充质干细胞(human umbilicalcord mesenchymal stem cells,h UCMSCs)的生物学特性、体外诱导分化为肝样细胞(hepatocyte-like cells,HLCs)及其可能分化机制的研究进展予以综述。     

类器官在发育与再生中的研究进展

类器官(organoid)作为体外模拟器官结构和功能的三维培养体系,已经广泛应用于发育研究、疾病建模和药物筛选。类器官在再生医学中具有重要的应用前景。胚胎干细胞、诱导多能性干细胞和多组织成体干/祖细胞来源的类器官再现了发育分化、稳态自我更新和组织损伤再生过程,为揭示发育和再生调控机制、明确生理病理进程提供了可能。近年来,多细胞类型的新型培养模式和单细胞测序等技术的应用促进了类器官的发展。该文总结了类器官在发育与再生中的最新研究成果,并就前沿技术在类器官研究中的应用进行了综述与展望。     

间充质干细胞诱导分化为胰岛β细胞的研究进展

间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,在体内外不仅可以被诱导分化为中胚层细胞,而且可以分化为内胚层和神经外胚层细胞。间充质干细胞易分离,体外可大量扩增,异体移植不引起免疫排斥反应,在细胞治疗和组织工程中具有广阔的应用前景。经过适当诱导,间充质干细胞可能成为胰岛β细胞的来源之一。就间充质干细胞的生物学性状和优势,以及诱导分化为胰岛β细胞的技术方法和发展趋势进行了综述。     

组织工程中应力对骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的影响

骨髓间充质干细胞具有自我复制、未分化的特点,并可在不同条件下分化为中胚层起源的多种细胞,是一种成体多能干细胞。就组织工程而言,良好的种子细胞是组织工程技术的关键,骨髓间充质干细胞的性质决定了其在骨组织工程领域中的重要地位。此外,骨骼系统属于机体的运动系统,承担体重是骨骼的重要功能之一;而且,人体内几乎所有的细胞都会受到力学因素的影响,故有必要研究力学因素对骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞的作用,为骨髓间充质干细胞的体外扩增、诱导分化及培养提供一种新途径。     

干细胞概述

干细胞是存在于胚胎和成体中的一类特殊细胞,它能长期地自我更新,在特定的条件下具有分化形成多种终末细胞的能力,不同来源的干细胞分化潜能各异。从早期胚胎内细胞团分离的胚胎干细胞能分化形成个体所有的细胞类型,并具有在体外无限增殖的能力,是最具有临床应用前景和研究价值的干细胞之一。在成体各种组织和器官中也存在成体干细胞,用于维持机体结构和功能的稳态。近期有关成体干细胞可塑性的研究和成体组织中多能干细胞存在的证据扩大了人们对成体干细胞分化潜能的认识。干细胞具有的多向分化潜能和自我更新能力使其成为未来再生医学的重要种子细胞,并成为研究人类早期胚层特化和器官形成、药物筛选以及基因治疗的最佳工具。     

成体干细胞的研究及潜在应用

成体干细胞(adultstemcells)存在于人和哺乳动物的多种成体中,具有自我更新和一定的分化潜能.现已从骨髓、软骨、血液、神经、肌肉、脂肪、皮肤、角膜缘、肝脏、胰腺等许多组织中获得干细胞,并在部分成体干细胞的体外分离培养、扩增及诱导分化等研究中取得突破性进展,发现部分成体干细胞具有预想不到的分化潜能.成体干细胞不仅是发育生物学研究的理想模型,而且是细胞移植治疗、人工组织或器官构建的种子细胞和基因治疗的理想载体细胞,因此,在揭示生命的本质和规律及再生医学中有十分广阔的应用前景.     

人多能干细胞来源的肾定向分化平台的构建

肾是一种重要的人体器官,具有多种生理功能。然而,全球范围内约有10%的人口患有肾疾病。因此,建立一种接近人体肾的结构与功能的模型进行肾疾病的研究是十分必要的。多能干细胞体外定向诱导分化技术的兴起,为再生医学和精准医学领域注入了新的动力。本研究通过在体外条件下模拟体内肾发育的过程,将人多能干细胞包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞,通过体外定向诱导分化形成肾的祖细胞,进而建立肾的结构与功能单位:肾元。该研究通过激活WNT信号通路,同时抑制TGF-β信号通路,将人多能干细胞从多能态定向诱导至原条阶段。之后通过细胞自分化的能力使其发育至中间中胚层,再通过激活FGF信号通路,将其分化至肾祖细胞阶段。流式细胞检测结果显示,肾祖细胞占总细胞数的51.5%~61.9%。通过免疫荧光检测发现:分化得到的结构中包含肾小球足细胞、近端小管、远端小管等肾组织结构。该研究建立的肾体外分化方法,具有稳定性好、分化效率高、重复性好的特点。为研究人类肾的早期发育机制,肾疾病模型构建,以及药物筛选提供了一种新的方法。     

干细胞在牙齿再生研究中的应用

干细胞是一类能够自我更新并分化形成多种组织细胞类型的原始细胞.基于其特殊的生物学性质,干细胞可作为器官再生的理想种子细胞.干细胞已成功被诱导为神经、心肌、皮肤、软骨、肝脏、胰岛、造血等不同类型组织细胞,为神经损伤、退行性变、胰岛素依赖性糖尿病、造血功能障碍等多种难活性疾病提供替代疗法.牙齿是人体中唯一的能在成体中再次发育而且结构相对简单的一个器官,因此牙齿再生已成为组织工程研究领域的热点.目前,在模式动物小鼠以及小型猪中已开展许多利用干细胞进行釉质、本质、牙髓以及牙周韧带等牙齿组织再生和整牙再生的研究.本文系统地概括了不同来源的干细胞(胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞)在牙齿再生研究中的应用.其中,成体干细胞具有来源广泛、便于采集培养以及不导入外源基因等优势,在牙齿再生的基础研究和临床应用中具有更大的价值.     

HOXB6启动人胚胎干细胞向中胚层分化

HOXB6在胚胎发育过程中发挥重要作用,但在人胚胎干细胞中胚层分化中的作用尚不清楚。该研究利用人胚胎干细胞中胚层分化模型结合RNA-seq分析发现,HOXB6在中胚层分化过程中显著上调,敲降HOXB6的表达抑制人胚胎干细胞向中胚层分化,提示HOXB6在中胚层分化过程中发挥功能。通过建立HOXB6诱导性过表达的人胚胎干细胞株发现,HOXB6过表达抑制人胚胎干细胞多能性标志分子的表达,并且显著上调中胚层标志分子的表达。该研究表明,HOXB6单独过表达能够启动人胚胎干细胞向中胚层分化,为理解人类早期发育和建立人胚胎干细胞高效诱导分化体系提供了理论依据。     

组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响

成体干细胞（adult stem cells,ASCs）是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,它们可以再生修复损伤的组织和器官,是组织工程和细胞治疗的理想细胞。但是ASCs在体外扩增过程中容易发生自主分化和衰老,影响其在临床的广泛应用。组蛋白乙酰化作为表观遗传调节的重要机制,参与细胞分化、衰老及凋亡等众多细胞活动的调控。该文就组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响进行综述。     

细胞谱系重编程研究进展

重编程研究是近年来干细胞与再生医学领域中里程碑式的研究突破,打破了人胚胎干细胞研究带来的伦理桎梏,为再生医学临床应用带来了一片新天地.但诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)制作过程繁琐,重编程效率偏低,且仍需如同胚胎干细胞一样,经过步步诱导分化而获得目的细胞,最关键的是,目的细胞的安全性问题仍亟待解决.谱系重编程,在广义的角度上来说,至少从1987年即已展开,20世纪末引发成体干细胞研究热潮的"可塑性"研究也可归为谱系重编程研究,在iPS重编程研究的推动下,谱系重编程技术正在蓬勃发展,并被再生医学研究者给予了厚望,尤其是在可预见的将来,其在个体化治疗上具有的优势将不可比拟.     

成体干细胞向肝细胞分化

成体干细胞跨越胚层限制分化为其他胚层来源的细胞,对揭示不同胚层细胞间相互分化的生物学意义和机制具有重要学术价值,并可以为临床细胞移植治疗开辟新的途径,从而成为当前研究的热点之一。综述了近年来肝源性卵圆细胞、成肝细胞、骨髓源干细胞和其他成体干细胞跨越分化为肝细胞的研究现状与进展,以及卵圆细胞、成肝细胞等的分离鉴定,表面标志、生物学特征和跨越分化机制,并对成体干细胞在肝脏疾病细胞治疗上的应用前景作了展望。     

哺乳动物早期胚胎发育及干细胞分化过程中的表观遗传调控研究

哺乳动物早期发育过程伴随着细胞的增殖、迁移以及细胞命运的层级特化。体外干细胞系在合适刺激下的定向分化可以部分模拟早期胚胎发育及细胞命运决定的历程。在细胞命运层级特化过程中,细胞通过多重调控机制协调全能性相关基因的维持及关闭、特定谱系关键基因的时空特异性表达,表观遗传调控在该过程中发挥着十分重要的作用。开展针对体内胚胎发育及体外干细胞定向分化过程中细胞命运决定表观调控机制的研究,将推动对发育生物学基本科学问题的认识,同时也将进一步推动再生医学的发展,最终服务于国家人口健康发展战略。     

小鼠胚胎干细胞来源的HPP-CFC体外和体内造血活性分析

小鼠的造血系统起源于胚胎发育7d的卵黄囊胚外中胚层,研究表明胚胎干细胞（Embryonic stem cells, ES cells）体外分化模型能够模拟卵黄囊造血的发生过程;此外,诱导ES细胞体外定向造血细胞分化对于建立治疗性克隆以治愈多种血液病具有重要的研究和应用价值。高增殖潜能集落形成细胞（High proliferative potential colonyforming cells, HPPCFC）是体外培养的最原始的多潜能造血前体细胞之一。本研究发现：小鼠ES细胞在体外分化5～14d形成的拟胚体中含有HPP-CFC。其再生潜能与胚胎期9d的卵黄囊来源的HPP-CFC相似,与骨髓来源则不同。RT-PCR分析表明：ES细胞来源的HPP-CFC表达与造血干细胞增殖相关的特异性转录因子和多种造血生长因子受体。但分化12d的拟胚体细胞和HPP-CFC集落细胞移植受致死剂量照射的小鼠不能产生典型的脾结节。因此,ES细胞来源的HPP-CFC在体外和体内造血活性的差异值得更深入地研究。     

人羊膜来源成体干细胞的多向分化潜能

干细胞治疗被认为是一种非常有潜力的治疗手段,其中成体干细胞由于不存在伦理问题,更为广大学者所青睐。本研究成功从人羊膜间质细胞中分离纯化出具有自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞。首先从羊膜间质细胞中通过极限稀释法进一步分离得到羊膜来源成体干细胞(Amnion-derived stemcells,ADSC),分析其形态、生长方式及主要的免疫表型,并在体外分别将其向脂肪、成骨、内皮、肝细胞及神经细胞诱导分化。结果发现,ADSC在适宜条件下能够向3个胚层的细胞分化,经连续传代30次,其形态及表型稳定,并仍保持多向分化潜能。证实了ADSC的干细胞特性,可能为细胞治疗及干细胞工程提供种子细胞的新来源。     

干细胞的研究进展及临床应用前景

干细胞是一类具有自我复制和分化潜能的影响,它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可在体外培养。最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞,为干细胞的广泛应用提供了基础。     

胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

目前 ,细胞移植作为终末期肝病的辅助治疗方法 ,移植的细胞必须满足在受体肝脏中存活、增殖并可分化为成熟肝细胞两个重要条件 ,但目前应用的肝细胞来源有限 ,其功能随着培养时间的延长而逐渐下降等问题限制了这一治疗策略的广泛开展。作为具有发育全能性和无限增殖能力的细胞 ,胚胎干细胞向肝细胞的分化研究近年来引起了广泛的关注 ,并取得了较大的进展 ,寻找合适、高效的分化诱导方法是目前研究的热点之一。胚胎干细胞向肝细胞的分化研究既可以为临床细胞替代治疗提供合适的细胞来源 ,也可以在药物评估和肝脏发育分化基础研究方面起到重要的作用。通过概括肝脏和拟胚体分化发育的分子机制 ,对体外胚胎干细胞向肝细胞分化的几种诱导体系作了介绍 ,并对分化肝细胞的应用前景和存在的问题进行了讨论。     

肺成体干细胞体外培养模型的研究进展北大核心CSCD

目前,肺体外培养模型有肺类器官和肺芯片两种主要手段。肺类器官是离体的肺上皮干细胞在体外特定的三维培养环境中生长,自发形成具有自我更新能力的干细胞簇并成功分化出功能细胞。肺芯片是利用人工活性膜为细胞提供组织分层结构,模拟微环境和机械力的仿生微流体芯片。由于原有二维培养模式缺乏精确的微结构和功能,组织体外培养模型作为模拟肺部发育、稳态、损伤和再生机制的研究工具,为肺部纤维化、癌症等疾病的探索提供了新的手段和可能。本文就肺成体干细胞两种体外培养模型的分类、研发历史、建立方法、实际应用、优缺点等方面进行综述,期望为器官移植和再生、药物筛选等应用提供参考。     

心肌干细胞与心脏再生的研究进展及展望

以心肌梗死为代表的心血管疾病是目前世界上的主要致死疾病,它是由于心脏的主要功能细胞——心肌细胞的大量死亡造成的,因此如何再生心肌细胞从而促进心脏再生是心脏领域急需解决的一个重要科学问题.寻找能够分化形成心肌细胞的干细胞——心肌干细胞来再生心脏成为近20年来研究的热点问题.近年来,多种类型的干细胞,如c-Kit~+, Sca1~+, Abcg2~+, Bmi1~+等干细胞被报道是内源性的成体心肌干细胞,其中以"c-Kit~+心肌干细胞"的相关研究最为广泛,众多基础研究和临床试验纷纷展开.然而近年来,随着体内遗传谱系示踪技术的发展,越来越多的实验结果表明,成年哺乳动物心脏缺乏具有生物学意义的内源性心肌干细胞.本文主要介绍了成体心肌干细胞的相关研究,并展望了今后心脏再生策略的发展方向.