体细胞直接转化为多能干细胞的新方法

胚胎干细胞具有自我复制、高度增殖、多向分化潜能、可植入性和重建能力等特征.对于诸如青少年糖尿病、帕金森综合症和心脏病等需要通过细胞移植来治疗的疾病而言,从人的囊胚内细胞团获得胚胎干细胞系是最理想的供体来源.然而,目前实验和医疗还要考虑到利用人类胚胎的一些伦理问题和组织排异反应.避免这些问题的可能途径就是通过已分化体细胞的重新编程来直接转化为诱导性多能干细胞,它们具有类似ES细胞的功能.目前,获得诱导性多能干细胞的设想已初步实现了从老鼠到人的突破.以下主要对体细胞直接转化为诱导性多能干细胞的研究现状、方法和转录因子在诱导体细胞重新编程中发挥的作用等内容进行了概述,以期为干细胞研究者进行更深入的研究提供一定的借鉴.     

Fbxw7在干细胞维持中的作用

干细胞拥有独特的细胞周期状态,具有自我更新和多向分化的潜能。干细胞一般分为成体干细胞、胚胎干细胞和诱导多功能干细胞三大类。成体干细胞一般处于静止状态,在需要增殖的情况下,可以转换到增殖状态。然而,胚胎干细胞和诱导多功能干细胞会一直保持快速增殖的状态,直到出现分化诱导,中止细胞周期进程。揭示干细胞细胞周期的调控机制,能帮助我们更好地了解干细胞自我更新和分化之间的调控。目前已经鉴定出许多细胞因子及小分子化合物能促进干细胞增殖,但相关的负调控因子却了解不多。Fbxw7(F-box and WD40 repeat domaincontaining 7)作为一种泛素连接酶,能负向调控造血干细胞、神经干细胞、胚胎干细胞、精原干细胞以及肿瘤干细胞等的细胞周期进程,尤其是在调控成体干细胞的静止、增殖和分化方面有重要作用。     

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。     

成人睾丸中获得多功能干细胞

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,具有发育成各种组织器官甚至全部人体的潜力。目前认为,干细胞最好的来源是人类胚胎。胚胎干细胞（embryonic stem cells,ES细胞）是一种高度未分化细胞,具有发育的全能性。但出于伦理学方面的原因,胚胎干细胞在使用上一直存在争议。近年来,科学家致力寻找胚胎干细胞的替代品,以摆脱伦理困境。托马斯等人的研究成功地从成人睾丸中得到了多功能干细胞。     

胚胎干细胞的基因转录调控

胚胎干细胞作为一种具有多潜能性和自我更新能力的细胞,在人类等高等生物发育中占有重要地位;基于这一特性,胚胎干细胞在临床上具有极其广阔的应用前景。转录因子OCT4、SOX2和NANOG通过调节胚胎干细胞的基因转录,对其多潜能性和自我更新能力具有关键性的调控作用。对这一作用机制的研究,将对人类早期发育的了解和胚胎干细胞的临床应用具有积极意义。     

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。     

胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的分子调控机制

胚胎干细胞在不同的诱导条件下具有多向分化的潜能,多种胞内外信号途径参与其分化过程的调控。现就胚胎干细胞向血管内皮细胞分化的诱导条件及分子机制做一综述,并阐明不同阶段的内皮前体细胞所表达的不同分子标志,同时提出胚胎干细胞在再生医学中的应用前景。     

干细胞多能性信号调控机制研究进展

多能性干细胞是一类具有体外无限自我复制和分化为体内多种细胞类型能力的多潜能细胞,是研究基因功能、建立疾病模型和促进再生医学领域发展的一种重要工具。自1981年小鼠胚胎干细胞建立以来,科学家们已经先后成功地建立了灵长类、人、大鼠的胚胎干细胞和小鼠、大鼠的上胚层干细胞等。但是,目前研究表明,维持人、灵长类胚胎干细胞的多能性信号通路与维持小鼠、大鼠胚胎干细胞的截然不同,而与维持小鼠、大鼠上胚层干细胞的信号通路比较类似。因此,该文对目前研究较多的维持小鼠胚胎干细胞、人胚胎干细胞和小鼠上胚层干细胞的多能性信号通路进行了综述,希望能够对其它物种的多能性干细胞研究提供有益的借鉴。     

胚胎干细胞

胚胎干细胞具有自我复制并分化为人体各种功能细胞的潜能。胚胎干细胞具有的独特生物学特性使其被广泛应用于生物学研究的各个领域,特别是发育学。同时,它潜在的医学应用也成为世界范围内的研究热点。但是,由于人胚胎干细胞的来源为植入前的早期胚胎,人胚胎干细胞自诞生之日起便倍受争议。本文将从胚胎干细胞的来源、特性、鉴定标准、增殖机理、应用前景以及研究本身涉及的伦理学争论给予概述。     

microRNA在诱导体细胞重编程中的作用

microRNA是调控基因转录后水平的一类长度约为22个核苷酸的非编码小分子RNA。大量研究证实, microRNAs广泛分布于真核生物, 其在细胞的分化发育、生长代谢等各种活动中都起着重要的调节作用。诱导多能性干细胞(Induced pluripotent stem cell, iPS)是将体细胞诱导成为具有胚胎干细胞性质的多潜能干细胞。iPS过程的核心为体细胞表观遗传状态发生重编程, 因此, 探明体细胞重编程机制对建立完善的iPS技术具有重要理论和实际意义。利用病毒载体将Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc等因子导入体细胞的方法已不断发展, 但“基因组整合”及原癌基因的参与增加了诱导细胞的致癌率。随着使用腺病毒、质粒或蛋白诱导等“非整合型”方法及L-myc的替换均可获得具有多潜能性的干细胞, 癌变的风险大大降低。但其发生的理论机制仍不十分清楚。最近的研究证实, microRNAs影响体细胞的重编程过程, 特别是miR302/367、miR200、miR-34和miR290/295等家族的microRNAs在体细胞诱导为iPS过程中发挥重要作用。文章就近年microRNA在诱导多能干细胞中的作用进行综述。     

MicroRNA对胚胎干细胞的多能性网络调控

胚胎干细胞(Embryonic stem cells, ESCs)是一类能够无限增殖和诱导分化为多种类型细胞的干细胞。MicroRNA(miRNA)是一类内源性具有调控基因表达功能的非编码RNA, 在ESCs增殖和分化过程中起重要作用。MiRNA可以通过对ESCs多能性网络中的转录因子、细胞周期、表观遗传学、信号转导等方面调控, 促使ESCs维持多能性状态。文章重点综述了miRNA的生成过程、调控ESCs多能性的主要miRNA家族以及miRNA对ESCs多能性网络调控作用等内容。     

Human parthenogenetic embryonic stem cells: one potential resource for cell therapy

Pluripotent stem cells derived from somatic cells through such processes as nuclear transfer or induced pluripotent stem (iPS) cells present an important model for biomedical research and provide potential resources for cell replacement therapies. However, the overall efficiency of the conversional nuclear transfer is very low and the safety issue remains a major concern for iPS cells. Embryonic stem cells (ESCs) generated from parthenogenetic embryos are one attractive alternative as a source of histocompatible cells and tissues for cell therapy. Recent studies on human parthenogenetic embryonic stem cells (hPG ESCs) have revealed that these ESCs are very similar to the hESCs derived from IVF or in vivo produced blastocysts in gene expression and other characteristics, but full differentiation and development potential of these hPG ESCs have to be further investigated before clinical research and therapeutic interventions. To generate various pluripotent stem cells, diverse reprogramming techniques and approaches will be developed and integrated. This may help elucidate the fundamental mechanisms underlying reprogramming and stem cell biology, and ultimately benefit cell therapy and regenerative medicine. Supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2006AA02A101).     

胚胎干细胞诱导分化为雄性生殖细胞的研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ES细胞）具有自我更新及无限分化潜能,理论上可以分化为生殖细胞。目前,在人及鼠中已有体外诱导ES细胞分化为成熟精子的报道。系统阐述影响ES细胞分化为雄性生殖细胞的内源性及外源性因素,并结合国内外最新研究进展总结其诱导分化方法,展望应用前景,期望为从事相关研究的学者提供参考。     

胚胎干细胞的心脏应用

心肌梗死期间死亡的心肌细胞将由没有收缩功能的疤痕组织替代,因而极可能引起心力衰竭。对治疗心衰来说,修复死亡或损伤的心肌以及改善心功能仍面临着极大挑战。干细胞移植已在近年来的实验中用于修复损失的心肌。本文总结了近期在心肌损伤动物中实施胚胎干细胞移植的实验结果,并着重介绍对这类特定细胞的研究进展。胚胎干细胞取源于早期哺乳类胚胎的胚芽细胞,属于多功能干细胞。这类细胞具有长期增殖而不分化的能力,或台色够在培养过程中分化成包括心肌细胞在内的所有特殊体细胞。由于胚胎干细胞具有极大的增殖和分化为成熟组织的能力,它们可能成为一种潜在的很有实用价值的细胞来源,可用于对病态心脏的功能心肌再生的细胞治疗。新近的研究表明,在心肌梗死动物模型中,心肌内移植胚胎干细胞或由其分化成的心肌样细胞,能导致已损伤心肌的再生,并改善心脏功能。另外,在病毒性心肌炎小鼠中,静脉输入胚胎干细胞可明显提高生存率和减轻心肌损伤。有关人类胚胎干细胞在体外分化成心肌细胞以及这些细胞的特性,近来已有报道。然而,要在临床能应用人类胚胎干细胞或由其分化成的心肌细胞来治疗晚期心脏疾病,还必须越过大量的伦理、法律和科学上的障碍。     

S100A7 promotes the development of human endometriosis by activating NF-κB signaling pathway in endometrial stromal cells

Endometriosis (EM) is a chronic inflammatory disease affecting women aged between 23 and 42 years with a prevalence of 6%–10%. S100A7, a member of the S100 protein family, has been implicated in promoting inflammation. However, the role of S100A7 in EM and its underlying mechanism remain to be elucidated. S100A7 was silenced or overexpressed in primary endometrial stromal cells (ESCs). Cell proliferation was determined using a Cell Counting Kit-8. Cell cycle/apoptosis was monitored using a flow cytometer. Cell invasion was studied by a Transwell assay. Quantitative RT-PCR and Western blot analyses were used to evaluate gene expression. S100A7 and NF-κB expression is increased in both endometriotic tissue and ESCs from women with EM. The expression of S100A7 is correlated with the expression of NF-κB. S100A7 knockdown inhibits ESCs proliferation, cell cycle progression, cell invasion, and inflammation, but promotes cell apoptosis in an NF-κB dependent manner. In contrast, S100A7 overexpression demonstrated an inverse effect. S100A7 is increased in both endometriotic tissue and ESCs from women with EM. S100A7 overexpression contributes to EM through increasing ESCs proliferation, cell cycle progression, cell invasion, and inflammation, and inhibiting cell apoptosis in the NF-κB dependent manner. These findings highlight the importance of S100A7/NF-κB signaling in EM and provide new insights into therapeutic strategies for EM.     

Formation of embryoid bodies from mouse embryonic stem cells cultured on silicon-coated surfaces

Embryoid bodies (EBs) are primitive embryonic structures derived from differentiating embryonic stem cells (ESCs). Many techniques have been used to obtain EBs. Improving the technique of EB formation can help in achieving better results in ESCs differentiation into neurons, myocardiocytes, haemopoeitic cells, and others. We evaluated the use of Sigmacote™ as a hydrophobic substrate to improve EB formation. CCE and P19 cell lines were used to obtain EBs and retinoic acid was used to induce neural differentiation. The results revealed that Sigmacote™, as a hydrophobic substrate, can improve EB formation from ESCs. Our results demonstrate that the silicon-coating of glass petri dishes by Sigmacote™ is an easy and reproducible technique to enhance EB formation from murine ESCs and EC cells.