脂肪来源间充质干细胞体外定向诱导分化血管细胞的研究进展

脂肪来源的间充质干细胞具有较强的体外增殖能力,因具有生物学特性稳定、来源充足、体外培养条件低等优势已引起各国学者的关注。脂肪间充质干细胞凭借其多向分化潜能,是人体干细胞库潜在的重要来源之一。目前,研究人员已成功地在体外将其诱导为内皮细胞,成骨细胞、成软骨细胞、脂肪前体细胞、平滑肌细胞,心肌细胞、神经样细胞等。就脂肪来源的间充质干细胞体外定向诱导分化血管细胞的研究进展作一综述。     

人脐带和骨髓间充质干细胞体外分离培养及生物学特性比较

目的体外分离培养、扩增人脐带间充质干细胞(h UC-MSC)和人骨髓间充质干细胞(h BM-MSC),并对其生物学特性进行比较。方法采用组织块贴壁法从足月胎儿脐带分离、纯化和培养h UC-MSC,健康成人骨髓肝素抗凝后,采用密度梯度离心法分离、纯化和培养h BM-MSC;用倒置显微镜观察两种细胞的形态及细胞生长增殖情况,流式细胞仪分析检测第3代细胞表面标志的表达,Von?Kossa染色及油红O染色检测分化潜能。结果镜下两种细胞均为贴壁生长,形态为均一的成纤维细胞样,取相同数量的细胞传代接种后,h UC-MSC的增殖速率快于h BM-MSC,两种细胞具有均一的细胞表型,均表达CD29、CD44、CD105,不表达CD45、CD34、HLA-DR、HLA-G、CD80、CD86,两种细胞都有成骨、成脂分化潜能,但h UC-MSC的分化潜能更强。结论 h UC-MSC与h BM-MSC具有相似的生物学特性,且前者具有更强的增殖能力和分化潜能,h UC-MSC有望成为h BMMSC理想的替代来源。     

高糖预处理内皮细胞条件培养基对脐带间充质干细胞增殖和凋亡的影响

为了探讨体外高糖诱发内皮细胞损伤而继发性对人脐带间充质干细胞(human umbilical cord-derived mesenchymal stem cell,h UC-MSC)增殖和凋亡的影响及其机制,该研究采用酶消化法分离培养人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cell,h UVEC),制备不同糖浓度(5,30 mmol/L)培养h UVECs 24,48,72 h条件培养基(conditioned medium,CM);内皮细胞条件培养基(h UVEC-CM)培养h UC-MSC 3 d,实时细胞监测系统检测h UC-MSC的增殖;Annexin V/PI双染流式细胞术检测细胞的凋亡情况;Western blot法检测细胞凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax和Cl-Caspase3的表达。结果显示,条件培养基培养h UC-MSC 3 d后,与对照组相比,h UVEC-CM(HG)组h UC-MSC的增殖活力明显降低,凋亡率显著升高,凋亡相关蛋白Bcl-2的表达明显减少,Bax及Cl-Caspase3的表达明显增加(P0.05)。以上表明,h UVEC-CM(HG)能抑制h UC-MSC的增殖,并通过调节凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、Cl-Caspase3的表达诱导h UC-MSC凋亡。     

兔骨髓干细胞和脂肪干细胞增殖和分化能力的比较

目的:评价两种不同来源的间充质干细胞,即骨髓干细胞(BMSC)和脂肪干细胞(ADSC)增殖和分化能力,为其将来更好的应用于细胞治疗和组织工程提供一定的理论支持和依据.方法:分别取同一只兔的髂骨骨髓和其腹股沟脂肪作为BMSC和ADSC的来源,分离培养后比较其生物学特性包括细胞的增殖能力(MTT),成骨成脂分化潜能,细胞表面抗原标记物.结果:BMSC类似纤维细胞样,呈长梭形紧密排列;而ADSC细胞整体呈旋涡状排列;但ADSC倍增时间更短,增殖速度更快;两者都具有向成骨成脂分化的潜能,但BMSC的成骨能力更好.结论:ADSC有更短地倍增时间和更快地增殖速度;两者都具有向成骨成脂分化的潜能,但相较于ADSC更强的成脂分化能力,BMSC的成骨分化能力更好.两者都可以作为组织工程的种子细胞.     

大鼠脂肪间充质干细胞的分离鉴定与生物学特性研究

脂肪间充质干细胞(adipose-derived mesenchymal stem cells,ADSCs)是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,在组织器官修复方面具有潜在应用前景。体外培养条件下脂肪间充质干细胞增殖活性和分化潜能的维持对其应用研究具有重要意义。该研究通过大鼠腹股沟部脂肪组织分离获得了脂肪间充质干细胞,并对其细胞生长曲线、细胞群体倍增时间、细胞克隆形成等进行了检测,从而筛选出细胞生长最适的血清及浓度;再进一步对筛选条件下培养的大鼠脂肪间充质干细胞进行了免疫荧光检测、流式细胞术分析和诱导分化能力鉴定。结果显示,大鼠脂肪间充质干细胞在20%血清浓度下生长状态最好,增殖较快,细胞群体倍增时间较短,细胞克隆形成率可达(27.33±0.58)%。分离的大鼠脂肪间充质干细胞中CD44、CD90、CD106的阳性率分别为99.12%、99.59%、65.81%,CD34分子呈阴性。诱导后,细胞经油红O、碱性磷酸酶、阿新兰染色,结果表明,细胞具有向脂肪、骨、软骨方向分化的潜能。以上结果表明,成功建立了大鼠脂肪间充质干细胞系。     

北京鸭胚胎后肾间充质干细胞分离培养及鉴定

建立禽类后肾间充质干细胞(Metanephric mesenchymal stem cells,MMSCs)体外培养体系,研究其生物学特性和多向分化潜能。采用酶消化法分离北京鸭胚胎MMSCs,绘制生长曲线,通过免疫荧光和RT-PCR对MMSCs进行鉴定,诱导MMSCs向脂肪细胞和胰岛细胞分化。结果表明,鸭胚胎MMSCs具有良好的增殖活力,表达间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)特异性标志物,并诱导分化为脂肪细胞和胰岛细胞。北京鸭胚胎MMSCs在体外具有较强的自我更新能力及多向分化潜能,可作为组织工程的种子细胞进行保存。     

从人胚胎干细胞畸胎瘤中有效获取间充质干细胞和神经前体细胞

通过人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESC)体外分化方法和畸胎瘤形成可以分化获得多种成体细胞．但目前尚不清楚是否可以从hESCs畸胎瘤中分离某些特异性细胞．通过体外筛选方法,有效地从hESCs畸胎瘤中分离出神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)和间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)．这种hESCs畸胎瘤来源的NPCs和MSCs与体内神经前体细胞和间充质干细胞有着相似的分子标记和特性,并具有进一步的分化潜能——分别可以诱导成为神经元、神经胶质细胞、脂肪细胞和骨骼细胞等．根据人胚胎干细胞畸胎瘤中含有不同分化阶段的外胚层、中胚层和内胚层的组织或细胞,认为人胚胎干细胞畸胎瘤可以作为另一个细胞来源以获取多种(包括人胚胎干细胞体外分化难以得到的)各种前体/干细胞和终末分化细胞．     

鸭脂肪间充质干细胞分离培养与生物学特性

建立禽类脂肪来源的间充质干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)体外培养体系,探索其生物学特性和多分化潜能。通过酶消化法分离18日龄鸭胚ADSCs,绘制生长曲线,通过RT-PCR、免疫荧光和流式细胞术阳性率检测对ADSCs进行鉴定,诱导ADSCs向成骨细胞和脂肪细胞分化。结果表明,鸭胚胎ADSCs体外增殖能力良好;阳性表达CD29,CD44,CD105,表达率分别为95.39%、94.53%和98.19%;经体外诱导后可分化为成骨细胞和脂肪细胞。研究认为在适宜的培养条件下,体外培养的ADSCs能够稳定增殖并具有多分化潜能,可作为组织工程的种子细胞进行保存。     

3种间充质干细胞成软骨分化潜能比较

目的:比较骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、滑膜间充质干细胞3种间充质干细胞的成软骨分化潜能,为软骨组织工程中种子细胞的选择提供实验依据。方法:采用贴壁法分别分离提取兔骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、滑膜间充质干细胞3种间充质干细胞,并进行传代培养,绘制3种间充质干细胞的生长曲线并比较其倍增时间。将3种间充质干细胞成软骨诱导14 d后,行甲苯胺蓝染色及II型胶原免疫组化染色以观测3种细胞成软骨分化能力。结果:脂肪间充质干细胞的倍增时间短于骨髓间充质干细胞,滑膜间充质干细胞的倍增时间最短;3种细胞成软骨诱导14 d后均产生糖胺聚糖和II型胶原,且组与组之间II型胶原表达水平的差异有统计学意义,骨髓间充质干细胞组高于脂肪间充质干细胞组(P0.01),滑膜间充质干细胞组高于骨髓间充质干细胞组(P0.01)。结论:在一定的培养条件下,3种间充质干细胞均有一定的成软骨细胞分化潜能,滑膜间充质干细胞最快的增殖速度及最强的成软骨分化潜能。     

骨髓间充质干细胞无血清培养

为建立一种化学成分明确的、能用于体外扩增骨髓间充质干细胞的无血清培养基, 且骨髓间充质干细胞经无血清培养扩增后仍能保持其多向分化的潜能。采用密度梯度离心结合贴壁法从1月龄新西兰大白兔股骨中分离骨髓间充质干细胞, 比较在含10%胎牛血清的培养基(SCM)和自制的化学成分明确的无血清培养基(CDSFM)中骨髓间充质干细胞的形态、增殖能力, 以及扩增后的骨髓间充质干细胞的细胞周期、集落形成能力和成骨、成脂肪分化能力。经过10 d的培养, 骨髓间充质干细胞在自制的无血清培养基中扩增了50倍, 在含10%胎牛血清的培养基中扩增了40倍。在无血清和有血清培养基中扩增后的细胞中G0/G1期比例分别为(80.31%±0.6%)和(75.24%±4.0%), 两者无显著差异(P>0.05)。无血清培养扩增后的骨髓间充质干细胞集落形成率(12.7%±4.0%)低于有血清培养组(28.7%±4.2%), 两者比较差异显著(P<0.01)。经过无血清培养扩增的骨髓间充质干细胞在成骨、成脂肪诱导分化培养基中能够分化成成骨和脂肪细胞。自制的化学成分明确的无血清培养基能够在体外培养扩增骨髓间充质干细胞, 并且维持其干细胞特性, 可以用于细胞治疗以及生物医学研究。     

脐血CD-34单个核细胞来源间充质干细胞研究

目的 :探讨分离培养脐血CD-3 4 细胞来源间充质干细胞 (MSC)及研究其生物学特征。方法 :取足月妊娠健康产妇胎儿脐血 ,分离其中单个核细胞 (MNC) ,去除CD 3 4 细胞 ,体外用低糖型DMEM培养基培养。观察细胞形态、测定生长曲线、利用流式细胞仪对培养细胞进行表型测定、细胞周期分析、体外诱导分化实验以及检测造血因子的表达情况。结果 :脐血CD-3 4 细胞中可培养出间充质干细胞 ,可诱导向成骨和脂肪细胞分化并表达IL 6、SCF和SDF 1等造血生长因子。结论 :从足月妊娠健康产妇脐血CD-3 4 细胞可分离培养出间充质干细胞 ,具有与其它来源MSC类似的表型及分化潜能 ,在体外传代可保持其低分化状态并表达造血因子 ,可作为组织工程的种子细胞和具有促进造血作用     

基于脂肪干细胞的再生医学用于治疗糖尿病的研究

糖尿病是一种破坏性疾病,能引起众多并发症,导致非常高的发病率和死亡率。目前可用的治疗手段,包括注射胰岛素,以及通过胰腺或胰岛移植实现的β细胞替代,但可用的移植器官是有限的。通过使干细胞选择性分化成能识别葡萄糖并分泌胰岛素的细胞,可用于替代β细胞治疗方案。尽管胚胎干细胞具有多分化潜能,但也面临道德和政治问题,以及潜在的畸胎瘤形成等挑战。从脂肪组织获得的多潜能间充质干细胞,是一个相对简单的、非侵入性的,而且价格便宜的方法。类似于其他成人间充质干细胞,脂肪来源的干细胞(ADSC)能够分化成产生胰岛素的细胞。它们在联合胰岛移植时还能够促进血管生成。此外,ADSC的抗炎和免疫调节作用,可在移植和随后的早期阶段保护捐赠者的胰岛。虽然ADSC疗法仍处于起步阶段,但其潜在益处是深远的。     

脐带间充质干细胞——组织工程的新视角

目的 从脐带中分离培养脐带间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC) 并进行鉴定,阐明其多向分化的潜在作用.方法 收集健康胎儿脐带,分离培养脐带中的间充质干细胞,以流式细胞仪对培养的间充质干细胞进行细胞表面标志检测,多种成分联合诱导其向脂肪、成骨方向分化,细胞化学染色检测诱导后的细胞变化.结果 脐带中分离培养的间充质干细胞不表达造血细胞系的标志CD34、CD45、HLA-DR,强表达CD105、CD44、CD90,在适当的诱导条件下可向脂肪及成骨方向分化.结论 脐带中存在具有多向分化潜能的间充质干细胞.     

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。     

利用脱细胞血管基质体外构建小口径组织工程血管

目的探讨利用犬的间充质干细胞诱导分化种子细胞,以异种脱细胞血管基质为基础体外构建小口径血管移植物。方法采用密度梯度离心和贴壁培养的方法从犬骨髓中分离出间充质干细胞并体外培养,诱导分化成内皮样细胞和平滑肌样细胞;采用非离子型去垢剂和胰蛋白酶去除猪颈动脉血管壁结构细胞,对脱细胞基质进行组织学、力学检测及孔隙率评估。在生物反应器内采用旋转种植的方法将犬骨髓间充质干细胞诱导的内皮样细胞种植到脱细胞基质上,体外构建小口径组织工程血管。结果犬的骨髓间充质干细胞体外能够定向诱导分化为平滑肌样细胞和内皮样细胞,可以作为血管组织工程的种子细胞。经过脱细胞处理后,光镜和电镜观察证实血管壁的细胞成分完全去除。具有良好的孔径和孔隙率。支架在生物力学、孔隙率等方面符合构建组织工程血管支架的要求。在生物反应器内剪切力条件下可以初步构建出组织工程血管。结论小口径血管移植物可以将间充质干细胞诱导种子细胞,以异种脱细胞血管支架作为基质,在搏动性生物反应器内培养的方法进行构建。     

长期传代培养对人脐带间充质干细胞生物学特性的影响

该课题研究长期体外传代培养对人脐带间充质干细胞重要生物学属性的影响。采用组织块法分离人脐带间充质干细胞,体外反复传代培养后比较第5、10、20代细胞的主要生物学属性:采用细胞计数法与流式细胞仪检测不同代次细胞增殖活性和表面免疫标志物;染色体常规核型分析和微阵列分析检测其基因稳定性;成脂、成骨诱导分化检测其多向分化潜能;定量RT-PCR检测端粒酶反转录基因hTERT的表达; SA-β-gal活性确定细胞老化状态。第5、10、20代脐带间充质干细胞呈现相同的增殖曲线,各代次干细胞的增殖速率无显著性差异。不同培养代次的脐带间充质干细胞表面均呈现CD105、CD90、CD44、CD73高表达, CD19、CD34、CD45及HLA-DR不表达或低表达。基因稳定性分析证实三个代次干细胞均为正常二倍体核型,染色体基因组未发生基因拷贝数缺失、重复和大片段纯合子现象。成脂和成骨分化潜能以及hTERT表达均未见显著性差异。SA-β-gal活性检测显示,随培养代次的增加,脐带间充质干细胞开始呈现衰老征象,尤以第20代明显。体外反复传代长期培养对人脐带间充质干细胞的基本生物学属性、基因稳定性及其多向分化潜能均无显著性影响。过度长期培养有可能导致干细胞老化,活性降低。     

脐血间充质干细胞诱导向神经元样细胞分化的实验研究

目的:研究脐血间充质干细胞生物学特性及向神经元样细胞分化的潜能。方法:采用密度梯度离心结合贴壁培养法自脐血中分离间充质干细胞,观察细胞生长情况,描绘生长曲线,流式细胞仪检测细胞表面标志物,分别向成骨细胞、脂肪细胞、神经元样细胞进行诱导分化,通过茜素红染色、油红O染色检测脐血间充质干细胞成骨、成脂肪细胞诱导分化能力,而以免疫组织化学检测诱导后细胞表面神经标志物的表达。结果:纯化的脐血间充质干细胞贴壁生长,呈均一梭形,生长曲线呈S型,并以P3代增殖能力最强,细胞表面不表达或弱表达CD34、CD35、CD106,高表达CD29、CD44、CD105。成骨诱导2周后,可检测到钙化基质的形成,成脂肪诱导3周后,可检测到脂滴的形成。向神经元样细胞诱导分化后,可观察到典型的神经元样形态改变,且NSE、NF、GFAP阳性表达。结论:分离纯化的脐血间充质干细胞具有较强的增殖能力与分化潜能,并在体外诱导条件下可以向神经元样细胞定向分化。     

脐血间充质干细胞诱导向神经元样细胞分化的实验研究

目的：研究脐血间充质干细胞生物学特性及向神经元样细胞分化的潜能。方法：采用密度梯度离心结合贴壁培养法自脐血中分离间充质干细胞,观察细胞生长情况,描绘生长曲线,流式细胞仪检测细胞表面标志物,分别向成骨细胞、脂肪细胞、神经元样细胞进行诱导分化,通过茜素红染色、油红O染色检测脐血间充质干细胞成骨、成脂肪细胞诱导分化能力,而以免疫组织化学检测诱导后细胞表面神经标志物的表达。结果：纯化的脐血间充质干细胞贴壁生长,呈均一梭形,生长曲线呈S型,并以P3代增殖能力最强,细胞表面不表达或弱表达CD34、CD35、CD106,高表达CD29、CD44、CD105。成骨诱导2周后,可检测到钙化基质的形成,成脂肪诱导3周后,可检测到脂滴的形成。向神经元样细胞诱导分化后,可观察到典型的神经元样形态改变,且NSE、NF、GFAP阳性表达。结论：分离纯化的脐血间充质干细胞具有较强的增殖能力与分化潜能,并在体外诱导条件下可以向神经元样细胞定向分化。     

食蟹猴胚胎干细胞向间充质前体细胞诱导分化及鉴定

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可以诱导分化成脂肪、软骨、骨骼和骨骼肌细胞,并可作为骨骼、软骨或肌肉移植中的再生干细胞,广泛应用于细胞治疗和组织工程。胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)具有体外培养无限增殖和多向分化的特性,能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。该研究通过无血清条件下诱导食蟹猴ESCs形成类胚体(embryoid bodies,EBs),然后在血清条件下贴壁分化EBs成间充质前体细胞(mesenchymal precursor cells,MPCs),再经过长期体外培养,纯化和扩增MPCs。结果显示,纯化后的MPCs具有MSCs生物学特征,并能在体外诱导分化成脂肪细胞和骨细胞。将这些细胞皮下注射给SCID小鼠,并未发现形成肿瘤,提示食蟹猴ESCs来源的MPCs具有一定的安全性。     

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。