Zfx基因与干细胞自我更新

干细胞具有自我更新保持不分化状态的特性,不同的干细胞具有不同的自我更新机制. Zfx基因(zinc fin ger-X gene)在部分胚胎干细胞和造血干细胞中高表达,该基因高表达有利于胚胎干细胞和造血干细胞自我更新; Zfx基因表达不足或缺乏的胚胎干细胞和造血干细胞自我更新的能力下降,细胞凋亡明显增加.在胚胎干细胞和造血干细胞中发现一些Zfx基因直接调控的靶基因,Zfx 基因可能是控制各种干细胞自我更新的共同的分子机制. Zfx基因表达不足不影响胚胎干细胞和造血干细胞的分化,缺乏 Zfx基因的胚胎干细胞和造血干细胞能够正常分化为各自的功能细胞.     

表观遗传修饰与干细胞分化调控

干细胞具有自我更新和多种分化潜能的特性。干细胞向分化细胞的转变涉及到基因表达模式的改变,与自我更新有关的基因关闭．与细胞特化有关的基因激活。表观遗传调控机制,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和微RNA（microRNA）介导的基因调控,在多个层面上控制发育过程中基因表达。近年研究表明,动态的表观遗传调控机制在干细胞自我更新和分化中起关键作用。     

microRNA在胚胎干细胞中的表达及作用

摘要: 胚胎干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞, 其自我更新和多向分化过程都在遗传和表观遗传的严格调控下进行的。越来越多的研究表明microRNA 也在这一过程中发挥重要的作用。microRNA是一类内源性的非编码RNA, 能够通过与靶mRNA特异性的结合而导致靶mRNA降解或抑制其翻译, 从而对基因进行转录后调控。文章就microRNA在胚胎干细胞中的表达及其作用的研究进展做一综述。主要讨论一些在胚胎干细胞中特异性表达的microRNA, 以及这些microRNA 对胚胎干细胞自我更新和未分化状态的维持和继续分化增殖的调控作用。     

Cdk6在维持ES细胞自我更新中的作用

细胞周期蛋白依赖性激酶6（cyclin dependent kinase 6,Cdk6）对胚胎早期发育有着重要的作用.然而,它在胚胎干（embryonic stem,ES）细胞中的生物学功能仍不清楚.在该研究中,我们运用RNA干扰技术和基因表达分析方法探索了Cdk6在小鼠胚胎干细胞中的功能及分子机制.结果表明：Cdk6的表达水平与小鼠ES细胞的自我更新密切相关.首先,维甲酸（RA）处理和白血病抑制因子（LIF）去除实验显示 ,随着ES细胞的分化,Cdk6的表达水平明显降低.更为重要的是,RNA干扰介导的Cdk6表达抑制导致ES细胞自我更新相关基因的显著下调,同时伴随细胞分化基因的表达激活,提示Cdk6对维持ES细胞自我更新至关重要.     

通过模拟胚胎微环境逆转肿瘤的研究进展

肿瘤的发生和发展源于一小部分具有自我更新能力的肿瘤干细胞。胚胎干细胞也具有自我更新和多向分化的特性。胚胎干细胞特异的基质微环境能够提供干细胞正常生长的调控分子,在细胞不断更新的情况下,使增殖和分化达到平衡。受胚胎干细胞调节的基质或胚胎微环境作用于肿瘤细胞,可以使肿瘤细胞获得更多的分化表型,显著降低其恶性程度,抑制肿瘤细胞的侵袭行为。进一步的分子机制研究发现,在肿瘤细胞中高表达的Nodal蛋白会抑制肿瘤细胞分化,而胚胎干细胞分泌的糖基化Lefty蛋白可以负反馈调节Nodal蛋白的作用,从而降低肿瘤细胞的恶性程度。利用组织工程来模拟胚胎干细胞微环境,保留Lefty蛋白,从而逆转肿瘤的方法具有广阔的前景。     

人胚胎干细胞和拟胚体基因表达谱的初步分析

利用人类全基因组Affymetrix芯片检测人胚胎干细胞与其自发分化7d的拟胚体之间的差异表达基因.结果显示:与未分化的人胚胎干细胞相比.在分化7d的拟胚体中表达下调2倍及以上的已知和未知基因共有1100个,表达上调2倍及以上的已知或未知基因共有2283个.利用Gostat对这些差异表达基因进行功能分析,发现它们分别与细胞的生物代谢过程、信号传导通路、系统发育、细胞分化、分子功能及亚细胞组分相关.胚胎干细胞具有自我更新能力,是研究早期胚胎发育理想的细胞模型,因此对差异表达基因的功能研究有助于了解维持人胚胎干细胞自我更新的分子机制以及胚胎发育早期的分子事件.     

小G蛋白RhoA与细胞发育

细胞发育是细胞内各种复杂反应在时间和空间上有序协调的过程, 包括细胞增殖、胞质分裂、细胞运动、细胞分化和组织生成等．作为G蛋白家族重要成员的RhoA起了重要的调控作用：在G蛋白调控因子(如GEF XPLN、 p115RhoGEF、p190RhoGAP等）的作用下,活化的RhoA依次与效应蛋白分子（如ROCK1/2、 mDia、 PRK1/2、 citron 激酶等）结合, 从而开启了下游的信号通路, 最终使细胞能够迅速地对外界刺激做出反应．干细胞是一类既能自我更新又能特异分化形成终末分化细胞的细胞, 而 RhoA对干细胞的自我更新和定向分化也起着“开关"作用, 对RhoA信号通路的调节调控了胚胎发生、神经发生、造血生成及成骨和肌肉生成等干细胞分化发育过程．肿瘤是正常细胞在各种因素长期作用下增殖异常的产物, 而RhoA异常表达与肿瘤的发生、侵润与转移密切相关, RhoA信号通路与p53等基因的交互作用在肿瘤的发育过程中也发挥了重要的作用．     

Wnt信号在胚胎干细胞自我更新和分化中的作用

胚胎干细胞分离自胚泡内细胞团,具有无限自我更新和多向分化潜能,有很大的医学应用前景。Wnt家族是一类分泌型的细胞信号传导蛋白,可以通过复杂的信号传递通路调控胚胎的早期发育,对细胞的分化、增殖及生长具有重要的调节作用。该文就Wnt信号通路调节胚胎干细胞的自我更新和分化作一综述。     

ERas基因在胃癌中的表达及其作用机制的研究进展

胚胎干细胞（EScells）为多能干细胞,来自哺乳动物胚胎早期。ES细胞表达的Ras（ERas）基因促进其体外增殖和肿瘤形成。该基因产物Ras蛋白关联和激活多个下游效应,调控多种细胞反应来参与细胞增殖,存活与分化。ERas基因位于x染色体短臂（Xpll．23）,其cDNA编码的蛋白包含227个氨基酸,与传统ras基因Hras,Kras和Nras分别有43％,46％和47％的相似性,故属于新的ras家族成员,与传统ras基因不同的是ERas基因非常活跃但不带有任何突变。近几年发现ERas基因的表达与胃癌密切相关,本文就ERas基因在人胃癌细胞和组织中的表达及其机制的最新进展做一综述,主要包括三个方面：1,ERas基因在胃癌细胞和组织中的表达情况及其功能。2,ERas基因在胃癌细胞中的表观遗传调控。3,ERas基因与胃癌肝和淋巴结转移的关系。     

全反式维甲酸抑制猪脂肪间充质干细胞的成脂分化

分离培养猪脂肪间充质干细胞（adipose mesenchymal stem cells, AMSCs）,流式细胞仪鉴定其表面标记.利用MTT比色检测不同浓度的全反式维甲酸（all trans retinoic acid, ATRA）对猪AMSCs增殖的影响;光学显微镜下观察猪AMSCs向脂肪细胞分化的形态学变化;油红O染色提取法分析不同浓度ATRA对猪AMSCs成脂分化的影响;RT PCR检测脂肪细胞分化标志基因LPL和aP2 mRNA的变化.MTT比色结果显示,生理浓度（1×10^－9～1×10^－8 mol/L）和药理浓度（1×10^－7～1×10^－5 mol/L）ATRA对猪AMSCs增殖均没有影响.油红O染色提取法结果表明,除1×10^－7　mol/L ATRA对猪AMSCs成脂分化没有影响外,生理浓度（1×10^－9～1×10^－8 mol/L）和其它药理浓度（1×10^－6～1×10^－5 mol/L）ATRA均显著抑制猪AMSCs成脂分化（P<0.05）.RT-PCR检测显示,ATRA显著抑制脂肪细胞分化标志基因LPL和aP2 mRNA表达（P<0.05）.     

Stemness,fusion and renewal of hematopoietic and embryonic stem cells

Development of replacement cell therapies awaits the identification of factors that regulate nuclear reprogramming and the mechanisms that control stem cell renewal and differentiation. Once such factors and signals will begin to be elucidated, new technologies will have to be envisaged where uniform differentiation of adult or embryonic stem cells along one differentiation pathway can be induced. Controlled differentiation of stem cells will require the engineering of niches and extracellular signal combinations that would amplify a particular signaling network and allow uniform and selective differentiation. Three recent advances in stem cell research open the possibility to approach engineering studies for cell replacement therapies. Fusion events between stem cells and adult cells or between adult and embryonic stem cells have been shown to result in altered fates and nuclear reprogramming of cell hybrids. Hematopoietic stem cells were shown to require Wnt signaling in order to renew. The purification of Wnt proteins would allow their use as exogenous purified cytokines in attempts to amplify stem cells before bone marrow transplantation. The homeodomain protein Nanog has been shown to be crucial for the embryonic stem cell renewal and pluripotency. However, the cardinal question of how stemness is preserved in the early embryo and adult stem cells remains opened.     

命运决定子Numb在神经干/祖细胞不对称分裂及分化中的调控作用 

不对称分裂是干/祖细胞发育分化中的基本过程,膜相关蛋白Numb在其中发挥重要作用.Numb极性分布于细胞一侧,在干/祖细胞有丝分裂时不对等分配至两个子代细胞,使子代细胞产生不同分化命运.如一个保持在干/祖细胞状态,而另一个发育为神经元,这一过程主要通过抑制Notch信号通路发挥作用.近年在哺乳动物中的研究中发现,高强度Notch信号又能够反馈抑制Numb活性.Numb具有维持神经干/祖细胞增殖与促进分化的双重作用,Numb的命运决定作用还与Shh信号通路和p53蛋白等相关.另外,Numb参与调控细胞的粘连、迁移以及神经元轴突的分支与延长.本文主要对Numb在果蝇及哺乳动物神经干/祖细胞中的定位以及其在决定细胞命运和分化中的调控作用进行综述.     

“The Good into the Pot,the Bad into the Crop!”—A New Technology to Free Stem Cells from Feeder Cells

A variety of embryonic and adult stem cell lines require an intial co-culturing with feeder cells for non-differentiated growth, self renewal and maintenance of pluripotency. However for many downstream ES cell applications the feeder cells have to be considered contaminations that might interfere not just with the analysis of experimental data but also with clinical application and tissue engineering approaches. Here we introduce a novel technique that allows for the selection of pure feeder-freed stem cells, following stem cell proliferation on feeder cell layers. Complete and reproducible separation of feeder and embryonic stem cells was accomplished by adaptation of an automated cell selection system that resulted in the aspiration of distinct cell colonies or fraction of colonies according to predefined physical parameters. Analyzing neuronal differentiation we demonstrated feeder-freed stem cells to exhibit differentiation potentials comparable to embryonic stem cells differentiated under standard conditions. However, embryoid body growth as well as differentiation of stem cells into cardiomyocytes was significantly enhanced in feeder-freed cells, indicating a feeder cell dependent modulation of lineage differentiation during early embryoid body development. These findings underline the necessity to separate stem and feeder cells before the initiation of in vitro differentiation. The complete separation of stem and feeder cells by this new technology results in pure stem cell populations for translational approaches. Furthermore, a more detailed analysis of the effect of feeder cells on stem cell differentiation is now possible, that might facilitate the identification and development of new optimized human or genetically modified feeder cell lines.     

microRNA在多能干细胞向心肌细胞分化中的作用

microRNAs(miRNAs)是长约22 nt的非编码RNAs,广泛参与细胞的增殖、分化、病变、修复和凋亡等多种生命活动．多能干细胞（pluripotent stem cells）是指体外具有自我更新和多向分化潜能的细胞,在一定条件下可被定向诱导分化为多种细胞类型．miRNAs在多能干细胞中表达丰富,并通过调控基因表达影响其自我更新及分化．由多能干细胞向心肌细胞分化的方法主要有3种,即拟胚体形成法、与内胚层细胞共培养法和特定诱导物添加法．虽然这3种方法均可成功诱导多能干细胞向心肌细胞分化,但重复率很低. 所以,人们把研究的视野逐渐转向miRNAs--这个广泛参与细胞生命活动的小分子物质．大量研究表明,在多能干细胞中,不同的miRNAs可通过打靶不同基因影响其向心肌细胞分化．在间充质干细胞中,miR-1、miR-133 和miR-499可分别打靶Hes-1、SRF和Pdcd4| 而在胚胎干细胞中,miR-1和miR-499分别打靶 Hand2和Pacs2促进其向心肌细胞分化．miRNAs在多能干细胞向心肌分化作用机制的研究必将促进再生医学在心脏疾病治疗上的应用．     

云杉天然群体遗传多样性的等位酶变异

采用等位酶淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对中国西部亚高山特有树种云杉(Picea asperata)10个天然群体的300个个体的遗传多样性和遗传分化进行研究。对8个酶系统17个酶位点(27个等位基因)的检测分析结果表明,10个位点为单态位点,云杉具有中等偏低的遗传变异水平。群体水平上的遗传多样性指标分别为:多态位点的百分率P_P=29.41%~41.18%,等位基因平均数A_P=1.4~1.6,平均期望杂合度H_ep=0.06~0.131;种级水平的遗传多样性指标分别为:P_s=41.18%,A_s=1.2,H_es=0.138。10个群体的群体水平的观测杂合度为0.094 3,期望杂合度为0.096 4;10个群体中,7个多态位点的单位点的观测杂合度(H_o)的均值为0.229(变幅为0.142 9~0.342 9),期望杂合度(H_e)的均值为0.234 1(变幅为0.160 8~0.317 3), 云杉天然群体间遗传分化度(F_ST)为0.311,云杉群体间变异占总变异的31.1%,基因流低(N_m=0.553 9),说明群体间的基因交流有限。异交率高(t=0.957),近交率低(F_is=0.005),这些研究结果表明:云杉群体间等位基因的频率分化显著,其它云杉属树种基因的渐渗、群体微生境差异和不同强度的选择压力可能是造成群体间分化显著的主要原因;Fdh-2-B基因与综合生态梯度值呈显著的负相关(r=-0.661 1^*),H_e与经度呈显著负相关(r=-0.683^*),云杉群体间的地理和遗传距离相关不显著。10个群体均含有绝大部分等位基因,且群体间分化很大,应加以重点保护和管理,作为云杉种质资源原地保存的基地和该树种进一步遗传改良的重要育种群体。     

过表达Sirt2抑制猪前体脂肪细胞的分化

本文旨在利用过表达技术研究Sirt2在猪前体脂肪细胞分化中的作用.首先将Sirt2插入腺病毒穿梭载体pAdTrack-CMV,并与骨架载体pAdEasy-1在大肠杆菌BJ5183中同源重组,重组体用Lipofectamine2000包装转染HEK293细胞系,成功获得重组腺病毒vAd-Sirt2.用vAd-Sirt2感染猪前体脂肪细胞,48h后油红O染色法观察脂肪细胞分化情况,RT-PCR检测脂肪细胞分化标志基因PPARγ和aP2的表达.结果显示,过表达Sirt2促使细胞中脂滴减少,同时标志基因PPARγ、aP2mRNA水平显著降低,说明Sirt2抑制猪前体脂肪细胞分化,这为控制猪体脂沉积提供依据以及为人类肥胖和相关疾病的治疗和预防奠定基础.