在大鼠创伤性脑损伤模型中神经干细胞移植对突触素表达的影响

目的探讨神经干细胞（NSCs）移植对创伤性脑损伤（TBI）模型大鼠感觉运动功能的恢复作用及其对损伤脑组织中突触素（SYP）表达的影响。方法体外培养大鼠胚胎皮质NSCs;采用Feeney法制备TBI模型,于造模后72h,移植组采用PKH26荧光示踪剂标记的NSCs直接移植于脑损伤区,对照组以等量生理盐水代替NSCs;分别于移植后不同时间点,采用Gridwalk和Latency试验检测TBI大鼠的感觉运动功能;荧光显微镜下计数移植细胞的存活数量;采用免疫印迹和RT-PCR技术检测脑损伤区及周围组织中SYP的表达。结果 NSCs移植大鼠前、后肢功能分别在移植后第2w和4w恢复至手术前水平,而直到第8w,对照组大鼠后肢功能和通过平板移动时间与NSCs移植组和基线比较仍有显著性差异（P〈0.05）。移植的NSCs随移植时间延长存活数量减少,移植后第4w和8w的存活数分别为6.3%±1.0%和4.1%±0.9%。在移植后的8w期间,移植组脑损伤区及周围组织中SYP的表达均明显高于对照组（P〈0.05）。结论移植的NSCs在TBI脑内能够存活,并明显改善了TBI大鼠对侧肢体的感觉运动功能;NSCs移植促进了脑损伤区及周围组织中SYP的表达,这可能是NSCs移植促进功能恢复的机理之一。     

心肌样微环境诱导脂肪干细胞分化的研究

微环境在促进干细胞分化过程中起着重要的作用,研究心肌样微环境介导脂肪干细胞向心肌细胞分化有重要意义．将脂肪干细胞与心肌细胞直接或通过细胞培养小室间接共培养,检测脂肪干细胞的分化情况．对于直接共培养体系,采用绿色荧光蛋白CFSE对脂肪干细胞进行标记,然后与心肌细胞以1∶5混合后进行直接共培养,2周后,通过流式细胞仪分选分化的脂肪干细胞,并检测其分化情况．检测方法包括：扫描电镜和透射电镜观察细胞的超微结构;免疫细胞化学检测心肌特异性肌球蛋白重链(MHC)、肌钙蛋白(TnⅠ)和连接蛋白(Cx43);Western blot定量分析;RT-PCR检测心脏特异性转录因子mRNA的表达．结果表明,分化的脂肪干细胞呈现心肌样超微结构,并表达心肌特异性蛋白和转录因子,并且直接共培养体系中分化的脂肪干细胞其表达率明显高于间接共培养体系中的表达率．因此,在心肌样微环境中,除了可溶性细胞因子对分化起作用以外,心肌细胞产生的机械牵拉对脂肪干细胞向心肌细胞分化也起着重要的作用．     

低氧环境中微囊化成骨细胞支持造血干/祖细胞扩增

在模拟骨髓造血壁龛(hematopoietic niche)的氧分压条件下,探讨微囊化成骨细胞(osteoblasts,OB)对脐血造血干/祖细胞(HSPC)体外扩增的支持和调控机理．分离培养人髂骨OB,采用聚电解质络合法将第3代的OB以密度为8×105 ml包埋在直径为0.5 mm的明胶-海藻酸钠-壳聚糖(GAC)微胶珠中．将微珠+造血干/祖细胞(A′组)、造血干/祖细胞(B′组)及微珠(C′组)置于6孔板,在5%氧分压下进行培养．同时在20%常氧条件下设置同样分组培养作为对照(A,B,C)．通过流式细胞分析和半固体细胞集落培养,观察比较各培养体系中造血干/祖细胞的扩增,并检测体系内白血病抑制因子(LIF)和白介素-6(IL-6)的含量变化以探讨作用机理．经过倒置相差显微镜观察,人成骨细胞在微珠中分散均匀,生长状态良好．微珠内部有丰富的孔道供营养物质传递,有大量造血干/祖细胞弱黏附于微珠表面．经过7天的培养,A′、B′、A、B四组造血细胞的扩增倍数分别为(49.0 ± 4.6),(3.3 ± 0.5),(17.7 ± 1.2)和(1.9 ± 0.2)．A′、B′、A 组的CD34+细胞分别扩增了(87.6 ± 8.3), (2.2 ± 0.3)和(14.9 ± 1.0)倍,B组则出现下降．A′、B′、A、B四组CFU-Cs集落扩增倍数分别为(9.8 ± 0.8),(3.5 ± 0.4), (6.9 ± 0.7)和(2.6 ± 0.2)．低氧共培养体系比常氧共培养体系和非共培养体系对造血干/祖细胞的扩增有更大的促进作用．A′、B′、C′中IL-6和LIF含量明显高于对应的A、B、C组,与扩增倍数的差异相对应．微囊化成骨细胞对造血干/祖细胞扩增有明显的促进作用,5%氧分压接近体内造血壁龛氧环境,在此环境中成骨细胞分泌细胞因子量增多并通过其对造血干/祖细胞的扩增进行调节．     

携带CD基因骨髓间充质干细胞对C6大鼠胶质瘤体内抑制作用研究

为了研究自杀基因——胞嘧啶脱氨酶基因(cytosine deaminase gene,CD基因)对大鼠脑胶质瘤的体内治疗效果,采用基因转导系统将慢病毒包装的CD基因转染骨髓间充质干细胞(MSC)并使其长时间、高效表达,然后移植到使用颅内立体定向接种法制作的40只SD大鼠胶质瘤模型中．按接种细胞类型将实验SD大鼠分为5组, 每组8只：① C6胶质瘤; ②C6+MSCs细胞(1∶1);③ C6+MSCs细胞(1∶2);④ C6+MSC-codA/eGFP细胞(1∶1);⑤ C6+MSC-codA/eGFP细胞(1∶2)．瘤龄7天后腹腔注射500 mg/(kg·d) 5-氟胞嘧啶(5-flucytosine,5-FC),共14天．用磁共振成像(MRI)动态监测肿瘤的体积并进行了大鼠存活期观察、常规病理分析、RT-PCR检测、HE 染色．结果显示,第①组瘤龄14天时病灶呈圆形,中心见坏死区,肿瘤平均246 mm³,均存活期15.3天,第②组平均生存期16.0天,第③组平均生存期16.6天,第④⑤组自然存活期均大于30天,14天时病灶平均体积分别为55 mm³、40 mm³,28天时肿瘤抑制率分别为77.24%、83.28%．MRI扫描可清楚显示肿瘤的大小、形态和内部结构,与病理结果高度相关;MRI动态观察可证实携带CD基因的骨髓间充质干细胞及5-FC治疗系统治疗C6颅内胶质瘤有效;RT-PCR检测结果证实肿瘤组织内有胞嘧啶脱氨酶表达．     

新型旋转壁式生物反应器内三维组织工程骨的构建

利用微载体悬浮培养法将成骨细胞在旋转壁式生物反应器内进行大规模扩增,并检测细胞的组织形态和生物功能.然后以此作为种子细胞,分别以2×10⁶个/ml和1×10⁶个/ml两种密度接种到支架材料上,于旋转壁式生物反应器(RWV)内进行三维组织工程骨的构建.并将所构建的骨组织分别进行倒置显微镜(inverted microscope)、扫描电镜(SEM)、碱性磷酸酶(ALP)、矿化结构和AO/EB双重荧光染色等生物学性能检测,以及对培养过程的营养物质代谢情况进行监控和分析.结果表明,在RWV中培养的骨组织生长良好,分泌大量胶原纤维,并有矿化基质和新骨样组织形成. 由上述结果可断定,通过RWV内部流体对流所产生的应力刺激,可提高成骨细胞碱性磷酸酶的活性表达,并加速矿化结节的形成,从而完成成骨细胞的快速增殖与分化以及工程化组织的三维构建.     

IGF-1和动态微环境对脂肪干细胞向心肌细胞分化作用的研究

体外组织工程模型中,生物化学和机械信号对心肌再生起着很重要的促进作用,对人胰岛素样生长因子(IGF-1)和三维动态微环境对脂肪干细胞向心肌细胞分化过程中的促进作用进行了研究．带有IGF-1基因的质粒整合到胶原-壳聚糖支架中,脂肪干细胞接种到整合质粒的支架内,未整合质粒的支架作为对照组,心肌细胞培养基作为分化培养基,转瓶生物反应器提供动态微环境．经2周分化培养后,检测质粒在支架内释放及表达情况、细胞在支架内的活性以及心肌功能性蛋白和基因的表达．结果表明：动态微环境能促进质粒DNA的释放和转染;IGF-1可促进脂肪干细胞在胶原-壳聚糖支架内增殖以及向心肌细胞分化;动态微环境可加强IGF-1的促增殖分化作用．因此,IGF-1和动态微环境能独立或相互促进脂肪干细胞在胶原-壳聚糖支架内活性,动态微环境还可强化IGF-1对脂肪干细胞的促分化作用．对体外构建工程化心肌组织进行心肌再生研究有着重要的指导意义．     

原儿茶酸促进人脂肪干细胞体外增殖的研究

为了寻找能够促进干细胞增殖的药物，观察了中药益智仁（Alpinia oxyphylln）中提取的原儿茶酸对人脂肪干细胞体外增殖的影响，并对其作用机制进行了初步的探讨．人脂肪干细胞能在体外分化为神经元样细胞，并对凋亡的PC-12细胞起到保护作用．原儿茶酸能够促进人脂肪干细胞的增殖，且呈现明显的剂量依赖性和时间依赖性．流式细胞术检测细胞DNA含量的结果显示，原儿茶酸处理组细胞S期所占比例明显增加，其中，1．5mmol／L原儿茶酸处理组细胞S期所占比例与对照组相比增加2倍以上．同时，该组细胞G2／M期所占比例明显增加，G0／G1期所占比例明显下降．蛋白质免疫印迹结果显示，1．5mmol／L原儿茶酸处理组细胞周期素D1（cyclinD1）的表达明显升高．cyclin D1-siRNA转染显著抑制了原儿茶酸对人脂肪干细胞体外增殖的促进作用．流式细胞术检测细胞表面标志物，成骨诱导和脂肪诱导的结果显示，原儿茶酸处理后，人脂肪干细胞仍保持间充质干细胞多分化潜能的特性．上述结果提示，原儿茶酸有可能在人脂肪干细胞介导的干细胞移植治疗中发挥作用．     

脐带血来源间充质干细胞体外分离培养条件的优化

脐带血间充质干细胞（umbilical cord blood mesenchymal stem cells，UCB-MSCs）不仅可以作为滋养层细胞支持造血干细胞在体外的大规模扩增，在造血移植过程中还能够降低并发症的发生率以及加速造血重建功能的恢复．但是，目前UCB-MSCs的原代分离培养成功率一般只有30％左右，为进一步提高该成功率，利用正交实验方法对UCB-MSCs体外培养的主要影响因素：细胞的接种密度、细胞因子的组合及用量、是否添加血清和滋养层细胞，进行逐层筛选，并对培养出的间充质干细胞进行了流式细胞分析和向成骨、软骨及脂肪方向的诱导分化检测，以期获得UCB-MSCs培养的最佳方法．实验结果表明，细胞的接种密度是UCB-MSCs培养最显著的影响因素（P〈0．1），接种密度越大，MSCs越容易生长，能够培养出MSCs的几率就越大，其次为细胞因子，添加细胞因子能有效地刺激MSCs的生长．在高接种密度的基础上，添加细胞因子IL-3（15μg／L）和GM-CSF（5μg/L），可大大提高UCB-MSCs体外原代培养的成功率，从30％左右提高到90％以上．流式细胞检测结果显示，所分离培养的细胞表达间充质干细胞的抗原（CD13^＋、CD29^＋、CD44^＋、CD105^＋、CD166^＋），不表达造血细胞的抗原（CD34^-、CD45^-、HLA-DR^-），并能够向成骨、软骨及脂肪方向分化，这与源于骨髓的间充质干细胞相一致．所建立的培养方法能够为UCB-MSCs的临床应用提供大量优质的种子细胞．