骨髓间充质干细胞在大鼠实验中的移植途径及比较

骨髓间充质干细胞是具有自我更新能力和分化潜能的一类成体干细胞,经过局部微环境的诱导,可在体内外进行扩展,到晚期可分化成为多种细胞系。当组织受损伤时,可迅速到达损伤部位,分化为特异的组织细胞,参与组织修复。骨髓间充质干细胞这种惊人的分化及组织修复能力,为治疗退行性疾病和器官损伤性疾病提供广阔前景,故成为科研热点。国内外相关实验研究多以大鼠为动物模型,而骨髓间充质干细胞如何进入大鼠体内并定植,是实验成功的重要前提。因此如何找到最合适、最安全的移植途径将骨髓间充质干细胞有效地移植进入大鼠疾病模型体内的受损区域,是研究者关心的重点。本文就目前骨髓间充质干细胞在大鼠实验中不同移植途径进行综述,并比较各种途径的优缺点,希望能对临床科研工作提供参考,并期待能有更成熟的移植手段来推动骨髓间充质干细胞实验研究的进展。     

神经干细胞移植研究进展

神经干细胞是指一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,能分化成为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等众多神经细胞。成年哺乳动物内源性神经再生能力有限,无法弥补因神经疾病而导致的神经细胞缺失,因而,人们开始寻求外源性神经干细胞移植治疗中枢神经系统疾病的可能,在动物模型上开展了大量研究,并建立了多种移植方法。该文就神经干细胞的特性、来源、移植方式、在中枢神经系统疾病中的实验研究进展等作一综述。     

人胚胎干细胞建株与维持培养条件的优化

人胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESCs)是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有无限增殖、自我更新和全能分化的特性。无论在体内还是体外环境,人胚胎干细胞都能分化为机体几乎所有类型的细胞。基于其全能分化性,胚胎干细胞成为治疗各种退行性疾病的理想细胞来源。然而,在目前培养条件下所建立的胚胎干细胞株,仍然存在动物源性物质潜在污染的问题。因此,更优化的建株及培养条件十分重要。     

人源化鼠嵌合肝动物模型研究进展

动物模型是人类疾病研究、发病机制、药物研发的重要工具,对于困扰人类健康的肝脏疾病还没有理想的动物模型能有效地反映出人类疾病发病的机制。建立人源化鼠嵌合肝动物模型,对于研究人类肝脏疾病的发病机制、疫苗和药物的研发及疾病的诊治等方面都具有十分广阔的应用前景。     

靶向基因修饰技术在免疫缺陷动物模型研究中的应用进展

免疫缺陷动物模型在人类相关疾病机理研究、药物研发、器官移植研究和干细胞研究中有重要的应用。但由于传统基因修饰动物构建技术难度大、效率低等限制,在中型、大型动物中获得的免疫缺陷动物模型还很少。近年来新兴的靶向基因修饰技术,包括ZFNs、TALENs、CRISPR/Cas9等,为高效率免疫缺陷动物模型构建提供了技术基础。本文就ZFNs、TALENs、CRISPR/Cas9的技术原理及研究进展进行概况介绍,并详细地阐述这些技术在中型和大型动物中免疫缺陷动物模型构建方面取得的进展,包括KO Rag1/Rag2兔、KO Rag1/Rag2猪、KO IL2rg猪、KO Ppar-!/Rag1猴等。这些免疫缺陷动物模型不仅能用于人类SCID相关疾病研究,评价干细胞移植的效率和安全性,且可进行临床前手术治疗研究,生产人源化动物模型等,进而架起实验动物与医学应用的桥梁,促进临床前细胞再生策略的综合评价体系的发展。     

胚胎干细胞生物学特性及其应用前景

胚胎干细胞是来源于着床前的囊胚内细胞团或早期胎儿的原始生殖细胞的一类未分化的全能性多能性干细胞,具有无限增殖和全能分化的潜力。胚胎干细胞在发育生物学基础研究、动物胚胎工程研究生产和临床医学上具有诱人的应用前景。     

胚胎干细胞体外分化为造血干细胞

造血干细胞移植已成为治疗白血病、再生障碍性贫血、重症免疫缺陷征、地中海贫血、急性放射病、某些恶性实体瘤和淋巴瘤等造血及免疫系统功能障碍性疾病的成熟技术和重要手段,另外这一技术还被尝试用于治疗艾滋病,已取得积极的效果。但是由于移植需要配型相同的供体,并且过程复杂,使得造血干细胞移植因缺少配型相同的供体来源以及费用昂贵而不能被广泛应用。胚胎干细胞是一种能够在体外保持未分化状态并且能进行无限增殖的细胞,在适合条件下能够分化为体内各种类型的细胞,研究胚胎干细胞分化为造血干细胞,不仅可作为研究动物的早期造血发生的模型,而且可以增加造血干细胞的来源,还可以通过基因剔除、治疗性克隆等方法来解决移植排斥的问题,从而为造血干细胞移植的发展扫除了障碍,因此有着重要的研究价值和应用前景。现对胚胎干细胞体外分化为造血干细胞的诱导方法,诱导过程中的调控机制,并对胚胎干细胞分化为造血干细胞的存在问题和发展前景进行讨论。     

新物种诱导多能干细胞的研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESC）在人类遗传病学研究、疾病模型建立、器官再生以及动物物种改良和定向变异等方面的地位是其他类型的细胞不可取代的。但是,由于实验技术和体外培养条件的限制,除了小鼠、恒河猴和人之外,大鼠、猪、牛、羊等其他哺乳动物的ES细胞系被证明很难获得。先后有多个研究小组报道了他们利用新兴的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPS细胞）技术成功建立大鼠和猪的iPS细胞系的研究成果。迄今为止,这两个物种是在未成功建立ES细胞系之前利用iPS技术建立多能干细胞系的成功范例。这些研究对于那些还未建立ES细胞的物种建立多能干细胞系提供了一种新的方案,也将给这些物种的胚胎干细胞的建立、基因修饰动物的产生以及人类医疗事业的促进和发展带来新的希望。     

新型蛋白质选择性干扰抑癌基因

上海交通大学的研究人员经过长时间探索,首次在出生后的小鼠卵巢中发现了生殖干细胞,将分离得到的生殖干细胞移植于经药物处理的不孕成年小鼠体内,能产生新的卵母细胞并发育至成熟,与雄性交配后能生出正常后代。这一发现改变了认为雌性卵母细胞的产生仅在胎儿期的传统观点,该研究成果能为动物生物技术和人类提供卵母细胞新来源,对治疗卵巢功能早衰、不育症等疾病具有重要意义。     

无饲养层和动物源蛋白的β-地中海贫血诱导多能干细胞系的建立

β-地中海贫血患者因无合适的造血干细胞供体来源从而不得不靠输血维持生命。诱导多能干细胞(iPS)技术为获得患者自身遗传背景的干细胞进行临床治疗开拓了新途径。目前,建立iPS细胞系的过程需要使用小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层和动物源的蛋白成分,因此建立的iPS细胞系存在病原体和动物源蛋白污染的可能性,不能应用于临床。采用目前商品化的TeSRTM2和StemAdhereTMDefined Matrix限定培养体系,利用Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc 4个转录因子组装在同一表达载体的可切除的慢病毒感染人β-地中海贫血成纤维细胞,建立了5株无饲养层和动物源蛋白的β-地中海贫血iPS细胞系,这些iPS细胞系具有人胚胎干细胞典型的特征,表达人胚胎干细胞的多能性分子标记,如Oct4、Nanog、Tra-1-60等。在体外分化能够形成拟胚体,在体内分化能够形成含有3个胚层类型细胞的畸胎瘤。     

Selective Development of Myogenic Mesenchymal Cells from Human Embryonic and Induced Pluripotent Stem Cells

Human embryonic stem (ES) cells and induced pluripotent stem (iPS) cells are promising sources for the cell therapy of muscle diseases and can serve as powerful experimental tools for skeletal muscle research, provided an effective method to induce skeletal muscle cells is established. However, the current methods for myogenic differentiation from human ES cells are still inefficient for clinical use, while myogenic differentiation from human iPS cells remains to be accomplished. Here, we aimed to establish a practical differentiation method to induce skeletal myogenesis from both human ES and iPS cells. To accomplish this goal, we developed a novel stepwise culture method for the selective expansion of mesenchymal cells from cell aggregations called embryoid bodies. These mesenchymal cells, which were obtained by dissociation and re-cultivation of embryoid bodies, uniformly expressed CD56 and the mesenchymal markers CD73, CD105, CD166, and CD29, and finally differentiated into mature myotubes in vitro. Furthermore, these myogenic mesenchymal cells exhibited stable long-term engraftment in injured muscles of immunodeficient mice in vivo and were reactivated upon subsequent muscle damage, increasing in number to reconstruct damaged muscles. Our simple differentiation system facilitates further utilization of ES and iPS cells in both developmental and pathological muscle research and in serving as a practical donor source for cell therapy of muscle diseases.     

结核病动物模型研究进展

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的传染病,是危害人类健康的主要传染病之一。动物模型已经成为研究人类传染病的标准化工具。虽然对于结核分枝杆菌而言并没有真正意义的动物资源,但由于不同种类的动物,对分枝杆菌的敏感性不一样,因此可以成为结核病研究的有利工具。结核病最常用的实验动物模型包括小鼠、兔和豚鼠。每种动物有其自身特点,但并不能完全模拟人类疾病。通过建立结核病的动物模型,可以大大增加我们对疾病的病因、毒力和发病机制的理解。除了这三种模型外,非人灵长类也常被用于结核病的研究。本文总结了这几种结核病模型的研究状况。     

Hematopoietic stem cell gene therapy for Niemann-Pick disease and other lysosomal storage diseases

Of the various gene therapy approaches under investigation for the treatment of genetic diseases, hematopoietic stem cell-mediated gene therapy has attracted the most interest. Enriched populations of hematopoietic stem cells can be obtained from diseased individuals, genetically modified to express normal gene products, and then transplanted back into these individuals without the risk of graft versus host disease. Following transplantation and engraftment, hematopoietically-derived cells can repopulate various sites of pathology and express the normal gene product in vivo. Such a procedure has been accomplished in several mouse models of human genetics diseases, leading to partial or complete correction of the disease phenotype, and current efforts are now focused on adapting the success of murine systems to larger animals, including man. This review will focus on the use of hematopoietic stem cell-mediated gene therapy for the treatment of lysosomal storage disorders, and discuss recent data obtained in the laboratory using a murine knock-out mouse model of Types A and B Niemann-Pick disease (NPD).     

恒河猴在生殖生物学中的应用进展

目的非人灵长类动物在生殖生物学研究领域是一种非常重要的实验动物。人类利用非人灵长类动物与人的生物学等方面相似的特征,开展了生殖生物学、生理学、药理学、毒理学以及生育调节等方面的研究工作,为生殖生物学基础研究以及人类健康和疾病问题的基础研究和临床前研究提供了理想的动物模型。随着生命科学的发展,对非人灵长类实验动物质量提出了更高的要求,人们认识到实验时,应用健康的优质非人灵长类动物的重要性。本文简要概括了非人灵长类动物恒河猴的生物学特性,阐述了非人灵长类动物恒河猴在生殖生物学中的应用研究。     

我国实验动物科学带来的动物伦理及福利问题

实验动物是在一定条件下人工饲养繁殖,具有特定的生物学特性,用于科学研究的动物。实验动物是生命科学研究不可缺少的支撑条件,是为人类的健康和发展作出贡献和牺牲的生命体。实验动物科学包括实验动物和动物实验两个方面,是生命科学的重要分支。随着人类社会、经济和文化的发展,动物福利和动物伦理问题已经全面渗透到了实验动物科学乃至生命科学的各个领域之中。在我国,实验动物科学带来的伦理问题主要表现为：缺乏相应的法律法规,对虐杀实验动物的现象缺乏管理,违背实验动物伦理的技术操作现象依然存在,动物保护主义者和实验动物科学工作者之间的矛盾,等等。动物伦理学在中国出现的社会原因是：改革开放后经济的快速发展促使人们的观念转变,与国际的交往促进了东西方文化的交融,同时也是近十几年来教育的结果。近年来,我国实验动物科学领域内关于伦理问题和动物福利的研究进展迅速,实验动物纪念碑的出现和＂3R＂研究概念的传入是其主要表现。改善实验动物的生活条件,杜绝虐杀实验动物的现象,规范动物实验的技术操作,尽快制定和完善相关的法律法规,是进一步努力的目标;而落实组织措施,成立动物伦理委员会及专家组,加强与国际上的交流,推动＂3R＂研究的进展,扩大对社会的宣传,支持爱护动物的行为,注重与动物保护组织的理解及沟通等,是为达到这一目标应采取的措施。     

基因编辑动物模型在人类疾病研究中的应用

近年来,随着以CRISPR/Cas9为代表的多种CRISPR系统的开发和不断改进,基因编辑技术逐渐完善,并广泛应用于人类疾病动物模型的制备。基因编辑动物模型为人类疾病的发病机理、病理过程以及预防和治疗等方面的研究提供了重要的素材。目前,用于人类疾病研究的基因编辑动物模型主要有小鼠、大鼠为代表的啮齿类动物模型和以猪为代表的大动物模型。其中啮齿类动物在机体各方面与人类差别较大,且寿命短,无法对人类疾病的研究和治疗提供有效评估和长期追踪;而猪在生理学、解剖学、营养学和遗传学等各方面与人类更接近,是器官移植和人类疾病研究领域重要的动物模型。文中主要介绍了基因编辑动物模型在神经退行性疾病、肥厚心肌病、癌症、免疫缺陷类疾病和代谢性疾病等5种人类疾病研究中的应用情况,以期为人类疾病研究及相关动物模型的制备提供参考。     

猪神经干细胞分离培养研究进展

神经干细胞用于神经学临床修复和基础理论研究的前提是首先完成神经干细胞的体外分离、培养、纯化并大量扩增。鼠、人、猪中都已成功分离出神经干细胞并已尝试用于动物神经系统损伤等疾病的治疗,尽管在鼠和人上的研究很多,相对于鼠神经干细胞在神经学临床应用上的局限和人神经干细胞在材料来源上的不便,猪作为神经干细胞临床应用和基础研究的模式动物有很大的潜力。但关于猪神经干细胞体外分离培养的研究非常少,本文对这方面的研究进展做一综述。     

RNAi在医学实验动物研究中的应用

RNAi的发现使基因功能的研究和人类疾病的治疗有了新的途径,特别是在抗病毒、抗肿瘤研究中具有较高的应用前景,同时在心血管疾病、神经系统疾病、内分泌系统疾病等研究中也将发挥重要作用。RNAi将会是医学实验动物模型建立与研究的有力工具。     

动物实验中的兽医作用

实验动物是现代医学研究中的重要基础和条件,随着我国实验动物科学的迅速发展和实验动物和动物实验质和量的不断提高,对实验动物兽医的需求越来越大,对实验动物兽医的要求和期望也越来越高,本文简要阐述了兽医在动物实验中的作用.文章就实验动物兽医应该具备的资质、实验动物兽医的基本职责以及实验动物健康与兽医管理等方面进行了讨论,明确了实验动物兽医的各项基本职责及任务.兽医在实验动物的管理以及动物实验的过程中有着非常重要的作用,在动物实验中应充分发挥兽医的作用.     

Rethinking the oversight conditions of human–animal chimera research

New discoveries are improving the odds of human cells surviving in host animals, prompting regulatory and funding agencies to issue calls for additional layers of ethical oversight for certain types of human–animal chimeras. Of interest are research proposals involving chimeric animals with humanized brains. But what is motivating the demand for additional oversight? I locate two, not obviously compatible, motivations, each of which provides the justificatory basis for paying special attention to different sets of human–animal chimeras. Surprisingly, the sets of animals that actually get flagged for special scrutiny by research and funding guidelines do not correlate with either of the sets of animals that arise when we think about what is motivating additional oversight. What this shows is that existing research policies and funding guidelines are disconnected from their motivation: the rationale for flagging certain types of human–animal chimeras as requiring special oversight is ignored in execution.