骨髓间充质干细胞分化为胰岛细胞治疗糖尿病

糖尿病已成为严重危害人类健康的疾病之一。目前,移植胰岛治疗糖尿病已初见疗效,但由于胰岛来源匮乏和免疫排斥反应而受阻。骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcells,BMMSCs)取材方便,容易进行体外分离、培养和纯化,且具有跨越分化潜能。若将自体BMMSCs诱导分化为胰岛细胞,可望解决细胞来源和免疫排除问题,实现糖尿病的自体细胞治疗。现对体外诱导BMMSCs分化为胰岛细胞治疗糖尿病的研究进展进行综述,并指出了存在问题和今后的研究方向。     

体外诱导脐血间充质干细胞向胰岛β样细胞分化的初步研究

探讨脐血间充质干细胞能否在体外向胰岛 b样细胞分化, 并探索其诱导条件.在无菌条件下采集正常产妇脐血, 用羟乙基淀粉沉淀法分离脐血中的有核细胞, 进而采用贴壁筛选法获得脐血间充质干细胞.纯化后的脐血间充质干细胞用表皮生长因子、 b-巯基乙醇、高糖、激活素A和肝细胞生长因子进行诱导.观察诱导后的细胞形态变化, 采用胰岛素免疫荧光染色对诱导后的细胞进行鉴定, 定量检测胰岛素分泌水平及其对葡萄糖刺激的反应性.结果发现, 经过诱导后, 细胞形态发生明显变化, 形态变圆而且聚集成团; 诱导后细胞的胰岛素免疫荧光染色为阳性; 而且细胞能分泌少量胰岛素, 并对糖刺激具有反应性.由此提示, 在体外, 脐血间充质干细胞具有向胰岛b样细胞分化的潜能.     

共表达PDX1和BTC间充质干细胞对转分化胰岛素分泌细胞的影响

该文通过Tet调控下共表达PDX1与BTC的骨髓间充质干细胞系(PDX1~+BTC~+MSCs),探讨PDX1和BTC共表达对骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞(IPCs)的效率及成熟度的影响。采用两步法对PDX1~+BTC~+MSCs细胞系诱导分化成IPCs,第一步Dox诱导7天检测到Nestin、CK19表达;第二步再诱导7天后形成DTZ染色阳性的胰岛样结构,Ngn3、Nkx6.1 mRNA水平和PDX1、Insulin、Glucagon的蛋白表达阳性。分化后的IPCs在葡萄糖刺激下能产生胰岛素和C肽,但仍不能达到正常胰岛水平。提示利用Tet-On体系调控PDX1和BTC共表达对骨髓间充质干细胞进行修饰,能有效诱导骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞,但分化成熟度仍然与天然胰岛细胞功能存在差距。     

干细胞定向分化胰岛β细胞新进展

在治疗糖尿病领域里,干细胞定向分化成胰岛β细胞是目前新颖又有前景的一种糖尿病治疗策略,不仅克服了注射胰岛素所带来的并发症,还避免了胰岛移植供体来源的短缺不足。目前供体细胞的材料主要有从胰腺中分离出的胰腺干细胞/胰腺祖细胞、胰腺导管细胞、胰腺泡细胞、肝实质细胞、小肠细胞、神经干细胞、ES细胞以及近来研究热点之一的iPS细胞。以上这些细胞都被证明或多或少具备分化成胰岛素分泌的细胞形态的潜力。在体外分化技术方面,国际上有D’Amour法、Lumelsky法等。现对干细胞定向分化胰岛β细胞的一些研究概况作简单评述。     

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。     

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。     

脐带间充质干细胞应用的最新进展

脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs)主要来自中胚层,是从出生后废弃的胚外组织中分离获得,具有比一般的成体干细胞更强的多能分化能力,而且可以跨胚层分化,可以诱导分化为骨细胞、软骨细胞、内皮细胞、心肌细胞,以及神经细胞、肝脏细胞和胰岛细胞等.这表明脐带来源的干细胞具有多向分化潜能,具有作为细胞替代治疗的种子细胞可能.这篇综述将浅谈UC-MSCs的优势,免疫学特性,并重点探讨其应用的最新进展.     

间充质干细胞过滤分离器制备人羊膜间充质干细胞的研究

自然存在的间充质干细胞数量少,限制了其研究应用。依靠自主发明的间充质干细胞过滤分离器,分离制备了人羊膜间充质干细胞,并对制备的干细胞进行了三维培养扩增。结果表明,制备的干细胞形态长势良好,并能诱导分化为类胰岛样组织。与常规方法相比,干细胞收获率提高了8倍以上,且细胞活性状态良好。间充质干细胞过滤分离器可以批量制备高质量的各种间充质干细胞,有利于高效率地建设各种间充质干细胞库,以促进间充质干细胞的研究应用。     

胎胰源性Nestin阳性细胞向多巴胺能细胞元定向诱导分化的研究

目的：探讨胎儿胰岛源性Nestin（神经上皮干细胞蛋白）阳性干细胞分化为多巴胺能神经元的潜能。方法：用胶原酶消化法分离胎儿胰岛,贴壁培养后获得增殖力旺盛的细胞;用免疫组化法、免疫荧光法分别检测其增殖细胞核抗原（PCNA）及神经干细胞标志物Nestin的表达;用流式细胞术测定Nestin阳性细胞的比例;经N2培养液筛选后,分别用SHH（sonichedgehog）蛋白、成纤维细胞生长因子（FGF）8、胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）和脑源性神经营养因子（BDNF）向多巴胺能神经元定向诱导,检测诱导细胞的多巴胺能神经元标志酪氨酸羟化酶（TH）和芳香左旋氨基酸脱羧酶（AADC）的表达情况。结果：免疫荧光显示,从胎儿胰岛分离的干细胞表达PCNA和Nestin;流式细胞术检测Nestin阳性率达13．74％;筛选后向神经细胞定向诱导分化,细胞表达TH和AADC。结论：从胎儿胰岛中可以分离出Nestin阳性的神经干细胞,该细胞具有向多巴胺能神经元定向分化的能力。     

CHIR-99021与FGF8协同诱导人表皮干细胞牙向分化

人表皮干细胞(human keratinocyte stem cells, hKSCs)可作为上皮源性的成体干细胞应用于牙齿再生,但是其诱导效率较低.本研究利用小分子化合物CHIR-99021提高hKSCs的Wnt/β-catenin信号活性,再与具有诱导成牙潜能的小鼠牙胚间充质重组,构建嵌合体,并移植裸鼠肾囊膜下培养20 d. 将嵌合体组织切片,并利用组织染色和免疫组化等方法鉴定牙齿结构. 结果显示,经FGF8诱导处理的hKSCs与小鼠牙胚间充质构成的嵌合体的成牙率为27.80%,其中成釉率仅为40.00%;经CHIR 99021诱导处理的hKSCs与小鼠牙胚间充质构成的嵌合体的成牙率仅为18.20%,其中成釉率高达100%;而CHIR 99021与FGF8协同作用,则进一步提高嵌合体成牙率至40.00%,其中成釉率也达75.00%. 进一步的研究发现,经CHIR-99021处理后,hKSCs的Wnt/β-catenin信号活性明显提高,同时FGF8的表达水平也显著上调. 以上结果表明,CHIR-99021可通过上调Wnt/β-catenin信号活性水平,同时促进FGF8表达,与FGF8协同,高效诱导hKSCs分化为具有分泌釉质功能的成釉质细胞. 研究结果对利用hKSCs作为上皮来源的成体细胞应用于人类牙齿再生的研究具有重要意义.     

间充质干细胞对免疫细胞的抑制作用及其机制

间充质干细胞是一群来源于发育早期中胚层的具有自我更新和多向分化潜能的干细胞,具有分化为脂肪细胞、肝细胞、成骨细胞、软骨细胞、神经细胞等多种细胞的能力.近年来的相关研究表明,间充质干细胞具有低免疫原性,它可以通过抑制淋巴细胞的增殖、抑制抗原呈递细胞分化成熟及功能发挥、抑制细胞毒性T淋巴细胞的形成、增加调节性T细胞比例等多种途径发挥免疫调节作用,从而成为移植领域、各种退行性和衰竭性疑难病症的替代治疗的研究热点.本文就间充质干细胞对免疫细胞的抑制作用及其机制的研究进展进行综述.     

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。     

间充质干细胞影响肿瘤细胞增殖及其分子机理

间充质干细胞MSCs(mesenchymal stem cells)与肿瘤细胞间的相互作用是近年来肿瘤领域的研究热点之一.MSCs是一种多能干细胞,具有分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、纤维母细胞或肌肉细胞等多种间充质细胞的能力.MSCs在肿瘤细胞中表现出的归巢和转移能力为其成为潜在的抗肿瘤工具奠定了基础,MSCs转移到肿瘤细胞后参与重塑肿瘤微环境,并对其增殖、侵袭和转移等生物学行为产生重要影响.MSCs重塑肿瘤微环境后对肿瘤细胞的增殖究竟是促进还是抑制,相关文献报道有很大的争议.基于相关研究近况,主要综述骨髓间充质干细胞BMSCs(bone marrow derived mesenchymal stem cells)参与重塑肿瘤微环境对肿瘤细胞增殖的影响,并就已知的分子机理做一简要介绍.     

Transdifferentiated Mesenchymal Stem Cells as Alternative Therapy in Supporting Nerve Regeneration and Myelination

1. Aims: Demyelination plays a crucial role in neurodegenerative processes and traumatic disorders. One possibility to achieve remyelination and subsequent restoration of neuronal function is to provide an exogenous source of myelinating cells via transplantation. In this context, mesenchymal stem cells (MSCs) have attracted interest. They are multipotent stem cells that differentiate into cells of the mesodermal lineage like bone, cartilage, fat, and muscle. Although adult, their differentiation potential is remarkable, and they are able to transdifferentiate.2. Methods: We transformed cultivated rat MSCs into myelinating cells by using a cytokine cocktail. Transdifferentiated MSCs were characterized by an enhanced expression of LNGF-receptor, Krox20, and CD104, and a decreased expression of BMP receptor-1A as compared to untreated MSCs. The myelinating capacity was evaluated in vitro and in vivo. Therefore, PC12 cells, normally unmyelinated, were cocultivated with MSCs, transdifferentiated MSCs, and Schwann cells, or the respective cells were grafted into an autologous muscle conduit bridging a 2-cm gap in the rat sciatic nerve. Myelination of PC12 cells was demonstrated by electron microscopy. In vivo, after 3 and 6 weeks regeneration including myelination was monitored histologically and morphometrically. Autologous nerves and cell-free muscle grafts were used as control.3. Results: Schwann cells and transdifferentiated MSCs were able to myelinate PC12 cells after 14 days in vitro. In vivo, autologous nerve grafts demonstrated the best results in all regenerative parameters. An appropriate myelination was noted in the Schwann cell groups and, albeit with restrictions, in the transdifferentiated MSC groups, while regeneration in the MSC groups and in the cell-free groups was impaired.4. Conclusion: Our findings demonstrate that it may be possible to differentiate MSCs into therapeutically useful cells for clinical applications in myelin defects.     

间充质干细胞体外分化为多巴胺能神经元的研究进展

骨髓间充质干细胞（MSCs）有来源广泛、易于分离培养、不易引起免疫排斥等特点,使其成为细胞治疗和基因治疗的种子细胞,具有广泛的科研和临床应用价值。骨髓MSCs具有多向分化潜能,在特定条件下能诱导分化成神经元甚至是更为特异的多巴胺能神经元,为帕金森病进行细胞移植疗法提供了理想的细胞来源。本文就近年来体外诱导MSCs向多巴胺能神经元定向分化所涉及到的常用诱导因素和诱导方法及途径予以综述。     

骨髓间充质干细胞在移植免疫方面的研究进展

骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem ells,MSCs)是存在于骨髓中一类低免疫原性的非造血成体干细胞,体外研究表明MSCs能够通过抑制混合淋巴细胞反应抑制抗原呈递细胞分化成熟及功能发挥、抑制CTL形成、抑制NK细胞活性、增加调节性T细胞比例等途径发挥免疫调节作用。体内实验证明,MSC输注能够延长狒狒异体皮肤移植的存活时间,而在小鼠心脏移植的模型中,体外诱导免疫耐受的MSCs在活体内反而加速了小鼠的排斥反应,临床上输注MSCs可缓解移植物抗宿主病(GVHD)。本文对MSCs的免疫学特性及免疫调控功能的研究进展作一综述。     

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．     

腺病毒载体介导PDX-1在骨髓间充质干细胞中的表达

为研究PDX-1基因在骨髓间充质干细胞中的表达情况及生物学功能的发挥,构建了含PDX-1基因的重组腺病毒载体. 酶切PDX-1基因并连入穿梭质粒pAdTrack-CMV.用电穿孔法使穿梭质粒pAdTrack-CMV-PDX-1与病毒骨架质粒pAdEasy-1在大肠杆菌BJ5183中同源重组.利用脂质体介导重组腺病毒载体转染293细胞,包装出完整的腺病毒.分离、培养、扩增骨髓间充质干细胞.用重组腺病毒感染间充质干细胞.用荧光显微镜、RT-PCR、免疫荧光染色等方法检测PDX-1、胰岛素基因及蛋白质的表达,用放射免疫分析法检测转基因细胞分泌胰岛素情况.结果表明:通过测序、PCR、酶切等鉴定PDX-1基因已正确插入穿梭质粒中,并与病毒骨架质粒重组.重组腺病毒滴度为6.3×10⁷ PFU/ml.通过荧光显微镜观察证实重组腺病毒可高效感染骨髓间充质干细胞,经RT-PCR、免疫荧光染色证实转染pAd-PDX-1后培养7天的细胞中有PDX-1及胰岛素基因的表达.这些转基因的细胞向胞外分泌的胰岛素量为(15.21±3.50) mIU/L.     

Transdifferentiation of mesenchymal stem cells derived from human fetal lung to hepatocyte-like cells

The great shortage of human hepatic cells makes it desirable to generate extrahepatic stem or precursor cells. In recent years, it has been reported that human multipotential mesenchymal stem cells (hMSCs) differentiate into hepatocyte-like cells. The fetal lung is one of the largest organs containing many MSCs that can be easily obtained. Whether MSCs from fetal lung can differentiate into hepatocytes or bile duct cells is an important issue in basic medicine and clinical application. We isolated fetal lung cells, and expanded and analyzed them. At passage 4, their morphologic, immunophenotyping and cytokine secretions were similar to adult bone marrow-derived MSCs. We conclude that these cells from fetal lung are MSCs, indicating that human fetal lung is an ideal source of hMSCs. hMSCs from fetal lung induced in special differentiation medium showed homogeneous and small polygonal endothelial-like morphology, expressing weak mRNA, as well as Alb and AFP. This implies that hMSCs from fetal lung can differentiate into hepatocyte-like cells.