人骨髓间充质干细胞在成年大鼠脑内的迁移及分化

骨髓间充质干细胞 (mesenchymalstemcells,MSCs)是目前备受关注的一类具有多向分化潜能的组织干细胞 ,体外可以分化为骨、软骨、脂肪等多种细胞。因此 ,MSCs是细胞治疗和基因治疗的种子细胞之一。为了探索MSCs的迁移和分化趋势 ,为帕金森病 (Parkinsondisease,PD)的干细胞治疗提供理论和实验依据 ,本实验将体外扩增并转染增强型绿色荧光蛋白 (enhancedgreenfluorescentprotein ,EGFP)的人骨髓MSCs注入PD大鼠脑内纹状体 ,观察了人骨髓MSCs在大鼠脑内的存活、迁移、分化以及注射MSCs前后大鼠的行为变化。结果表明 ,人骨髓MSCs在大鼠脑内可存活较长时间 ( 10周以上 ) ;随着时间的延长 ,MSCs迁移范围扩大 ,分布于纹状体、胼胝体、皮质以及脑内血管壁 ;免疫组化法检测证实MSCs在大鼠脑内表达人神经丝蛋白 (neurofilament,NF)、神经元特异性烯醇化酶 (neuron specificeno lase,NSE)以及胶质原纤维酸性蛋白 ( glialfibrillaryacidprotein ,GFAP) ;PD大鼠的异常行为有所缓解 ,转圈数由 8 86±2 0 9r/min下降到 4 87± 2 0 6r/min ,统计学分析P <0 0 5为差异显著。以上观察结果表明 ,骨髓MSCs有望成为治疗PD的种子细胞     

骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的研究

无论是在体外实验、还是在体内实验,MSCs都可以向中枢神经系统(CNS)神经细胞分化,但争议颇多。因为功能性神经元不仅要具有典型神经元的形态、特异性标记,还要求具有可兴奋性、能和其他神经元形成突触联系、产生突触电位等,所以对于骨髓间充质干细胞是否能诱导出真正具有功能的神经元存在很大分歧。在此对MSCs向神经细胞诱导分化研究的现况、存在的问题及发展前景给以综述。     

骨髓间充质干细胞体内诱导分化为心肌细胞

观察骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)植入体内后,在心肌微环境诱导下分化为心肌细胞的能力。无菌条件下取出大鼠双侧股骨及胫骨,冲洗骨髓腔获得细胞,贴壁筛选法纯化MSCs,体外培养、扩增,4,6-二咪基-4-联苯基吲哚(4,6-diamidino-2-phenylindole,DAPI)标记细胞,注入结扎冠脉左前降支所致心肌梗塞模型鼠的心肌组织。在不同时间点处死大鼠,获取心肌组织,采用HE染色和电镜技术对植入MSCs进行形态学观察和超微结构检测,荧光免疫组化检测植入MSCs肌球蛋白重链(MHC)和心肌特异性抗原Cx43的表达,同时应用RT-PCR技术检测心脏早期发育基因NKx2．5、GATA-4的表达。结果发现细胞标记效率为100％,通过连续检测MSCs植入后细胞形态从无规则状态、幼稚细胞表型逐渐向成熟心肌细胞方向转化,植入细胞排列同正常肌纤维方向平行,且植入四周后电镜检测到闰盘的存在;两周出现MHC的表达,后随时间延长表达逐渐增强。四周出现Cx43的表达,以后表达稳定,RT-PCR检测NKx2．5、GATA-4在一天即出现弱表达,两周～三周时表达最强,以后强度逐渐减弱。结果表明MSCs在体内微环境条件下能够转化为心肌细胞。     

骨髓间充质干细胞的研究进展

骨髓间充质干细胞是存在于骨髓中的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞群体 ,具有支持造血、多向分化潜能以及在细胞和基因工程中具有潜在应用前景等特点 ,将在医学上具有重要的临床应用价值。     

大鼠骨髓间充质干细胞诱导分化为脂肪细胞的免疫细胞化学研究

目的 探讨大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)分离、纯化和体外诱导分化为脂肪细胞。方法 用密度梯度离心结合贴壁培养、定期换液,分离纯化出生大鼠MSC,传代扩增,并用免疫细胞化学法鉴定大鼠MSC的表面抗原。含地塞米松、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤和胰岛素的培养液诱导MSC分化后,油红O染色鉴定。结果 大鼠MSC体外扩增10代以上,稳定表达CD44、CD54、CD106。油红O染色显示诱导后,71.2％有脂滴积聚。结论 从大鼠骨髓分离、纯化、体外诱导培养MSC,可定向分化为脂肪细胞表型。     

骨髓间充质干细胞在大鼠体内的迁移研究

目的:将体外预先标记的骨髓间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)移植到大鼠脑内观察细胞的存活和转归,从在体(invivo)角度阐明MSCs在中枢神经系统疾病细胞治疗中的潜在应用前景。首先用DiI在体外标记MSCs。将标记后的MSCs分别移植到大鼠纹状体和侧脑室,在移植后2w和4w灌杀动物,进行脑组织及脊髓的冰冻切片,在荧光显微镜下观察细胞的存活与转归。结果:移植到纹状体的MSCs可沿针道向周围实质迁移,迁移的最远距离可达0.2mm。并且,在大脑皮层及其他脑实质的血管壁、血管中以及血管周围还可见到标记细胞;而移植到侧脑室的MSCs则主要沿脑室系统迁移,细胞主要分布在移植侧侧脑室,对侧脑室与第四脑室也有分布,也有少量细胞沿侧脑室向周围实质迁移,迁移的最远距离为0.23mm。还可见到沿胼胝体向对侧脑室迁移的细胞流,甚至有个别细胞迁移至脊髓腰段。所有动物在细胞移植后4周均未发现肿瘤形成。结论:MSCs脑内移植后可以在中枢神经系统内存活并迁移,无致瘤性。结果提示骨髓间充质细胞是很多疾病细胞与基因治疗的有力工具。     

氯化锂对人骨髓间充质干细胞迁移的影响

目的:探究氯化锂(Lithium chlorid,LiCl)对人骨髓间充质干细胞(human Mesenchymal Stem Cells,hMSCs)迁移的影响。方法:采用划痕试验、Transwell chamber等方法,在梯度浓度LiCl作用下,观察对hMSCs迁移效果的影响并进行分析。结果:1划痕试验显示hMSCs在梯度浓度LiCl作用下,细胞迁移距离逐渐减少,差异具有统计学意义(P0.05)。2 Transwell chamber实验显示hMSCs在梯度浓度LiCl作用下,穿梭至小室下方的细胞逐渐减少,锂剂作用组迁移细胞数差异与对照组比较有统计学意义(P0.05)。结论:LiCl可抑制hMSCs的迁移且呈浓度依赖性。     

骨髓间充质干细胞定向分化的经典WNT机制

骨髓间充质干细胞的定向分化一直是干细胞研究的重点,在其分化过程中有多条信号通路参与和调节。目前,Wnt通路在骨髓间充质干细胞定向分化过程中的作用是国外的研究热点。研究发现经典Wnt通路的激活与骨髓间充质干细胞的定向分化高度相关,故将其近年来的研究综述如下,从而为骨质疏松等疾病的治疗以及骨组织工程的发展提供必要的参考依据。     

大鼠骨髓间充质干细胞分化的内皮样细胞促进血管新生及Rho激酶的作用

本文研究大鼠骨髓间充质干细胞分化生成的内皮样细胞(rat bone marrow mesenchymal stem cells-differentiated endothelial like cells,rBMSC-ECs)在血管新生中的作用及Rho激酶(Rho kinase,ROCK)活性抑制的影响。实验建立rBMSC-ECs与主动脉环体外共培养实验模型,设单纯血管环组、血管环与细胞共培养组和HA-1077低、中、高浓度组,HA-1077组在共培养的基础上分别在培养液中加不同浓度(10、30、60mmol/L)的ROCK特异抑制剂HA-1077。结果显示,培养第3天,血管环与细胞共培养组新生微血管数是单纯血管环组的1.3倍(P<0.05);HA-107710、30和60mmol/L组较共培养组分别减少57.70%、64.13%和48.23%(均P<0.01)。第6天,共培养组及HA-1077组rBMSC-ECs数量明显增加,并迁移至血管环周边,新生微血管生长缓慢;HA-1077组新生微血管数较共培养组明显减少。第9天,共培养组新生微血管部分增粗、增厚、延长,部分退化;一些rBMSC-ECs出芽,形成毛细血管...     

生长因子对骨髓间充质干细胞增殖、分化的影响

骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stemcell,BMSC)是骨髓基质细胞的重要组成部分,由于其不但能与其他细胞一起支持造血干细胞造血,而且还具有较强的增殖功能及多向分化潜能,在一定诱导因素下可定向分化成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等,近年来已成为生物学和医学的研究热点。本文简要介绍了不同生长因子如血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子-β等对BMSC增殖、分化的影响。     

IL-6通过MAPK/ERK信号通路调节BMSCs的软骨定向分化

白细胞介素-6（IL-6）是参与骨髓间充质干细胞（BMSCs）软骨定向分化的重要调节因子. MAPK/ERK信号通路可介导骨关节炎软骨损伤. 然而,IL-6调节BMSCs定向分化为软骨细胞的分子机制尚不清楚. IL-6通过激活MAPK/ERK信号途径,抑制BMSCs的成软骨分化. 本文发现,BMSCs在体外向软骨细胞分化时, Il-6基因表达水平显著下调,同时分泌到培养基中的IL-6蛋白水平亦明显降低. 重组IL-6可抑制BMSCs向软骨细胞分化,软骨分化标志蛋白Runx2和Sox9的诱导表达亦相应下调. IL-6可诱导MAPK/ERK信号通路活化,加入ERK特异性阻断剂后,Runx2和Sox9的诱导表达恢复正常.结果提示,IL-6通过激活MAPK/ERK信号通路抑制BMSCs的软骨细胞分化.炎症因子IL-6对软骨细胞的再生具有不利的影响,该研究为软骨组织工程研究和骨关节炎等软骨疾病的治疗提供有价值的参考.     

miRNA在人骨髓来源间充质干细胞软骨诱导分化过程中的表达

目的：研究miRNAs在人骨髓来源间充质干细胞软骨诱导分化过程中的表达情况。方法：以从骨髓中分离培养的MSCs及软骨诱导培养后的细胞为实验对象,利用基因芯片检测miRNAs的表达情况,由SAM分析得到MSCs较其诱导培养细胞中差异表达的miRNAs,再进行生物信息学分析。结果：①分离培养出的MSCs经软骨诱导培养21天后,已具有软骨细胞特性,经芯片检测并SAM分析,软骨诱导培养的细胞较MSCs高表达的miRNAs有6个：hsa-miR-572、hsa-miR-130b、hsa-miR-193b、hsa-miR-28、hsa-miR-152、hsa-miR-560;软骨诱导培养的细胞较MSCs低表达的miRNAs有2个：hsa-miR-424、hsa-miR-122a。②利用TargetScan预测其靶基因,并行生物信息学分析,其中hsa-miR-130b、hsa-miR-193b、hsa-miR-152及hsa-miR-424的预测靶基因中多为参与细胞分化、骨形成、软骨形成及干细胞表型相关的基因。结论：hsa-miR-130b、hsa-miR-193b、hsa-miR-152和hsa-miR-424等对人骨髓来源间充质干细胞的软骨分化起着重要调控作用。     

机械拉伸对骨髓间充质干细胞迁移行为的影响

目的:研究机械拉伸刺激对大鼠骨髓间充质干细胞迁移行为的影响并探讨其相关分子机制。方法:应用单轴机械拉伸加载装置考察不同条件的周期拉伸刺激对大鼠骨髓间充质干细胞迁移行为的影响,采用Transwell和划痕法评价细胞迁移能力,采用明胶酶谱法检测基质金属蛋白酶-2,-9(MMP-2,-9)表达的变化。结果:适宜的拉伸刺激可以明显促进大鼠骨髓间充质干细胞的迁移能力,1 Hz、10%应变拉伸8 h后可以使细胞迁移数量增加到对照组的1.58倍。拉伸刺激诱导骨髓间充质干细胞基质金属蛋白酶-2,-9(MMP-2,-9)表达。抑制剂GM6001抑制了拉伸诱导的MMP-2,-9分泌增加,同时抑制了拉伸刺激对细胞迁移的促进作用。结论:机械拉伸刺激影响大鼠骨髓间充质干细胞的迁移行为,MMP-2,-9在此过程中可能起着重要介导作用。     

Notch信号参与BMP4诱导的间充质干细胞成骨分化及其机制的初步探讨

目的:探讨Notch信号对骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)诱导间充质干细胞成骨分化的影响以及作用机制。方法:(1)DAPT或Ad-dominant-negative mutants of Notch1(Addn Notch1)和BMP4-CM处理小鼠胚胎成纤维细胞,检测早期成骨指标碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP);(2)茜素红S染色实验检测晚期成骨钙盐沉积情况;(3)半定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测成骨分化相关基因ALP,Runx2,Col1a1的表达;(4)免疫细胞化学检测p-Smad1/5/8的表达;(5)结晶紫染色和流式细胞术检测细胞的增殖及周期改变。结果:(1)DAPT抑制BMP4诱导的早期成骨分化,且呈浓度依赖性;(2)Delta-like 1(DLL1)促进BMP4诱导的成骨分化,DAPT和dn Notch1抑制BMP4诱导的成骨分化;(3)DLL1促进BMP4诱导的成骨相关基因ALP,Runx2,Col1a1的表达,DAPT抑制这些基因的表达;(4)DLL1促进BMP4诱导的细胞核内p-Smad1/5/8的表达,而DAPT抑制其表达;(5)DLL1促进BMP4诱导的细胞增殖,而DAPT抑制BMP4诱导的细胞增殖。结论:Notch信号通过BMP/Smads信号通路促进BMP4诱导的MSCs成骨分化,在此过程中也有促细胞增殖的作用。     

Rho GTPases和细胞凋亡

细胞凋亡涉及细胞骨架的形态学改变,Rho GTPases在细胞骨架改变中起着至关重要的作用。近年来的研究揭示了Rho蛋白家族在肌动蛋白(actin)聚合、解聚及actin-myosin的分子调节机制。同时越来越多的研究表明,Rho GTPases在巨噬细胞吞噬凋亡小体中也发挥了关键作用。本综述就Rho GTPases信号途径在细胞凋亡中细胞骨架的结构改变及凋亡小体被吞噬过程中的作用进行具体讨论。     

Roles of Rho GTPases in leucocyte and leukaemia cell transendothelial migration

Leucocytes migrate into and out of blood vessels at multiple points during their development and maturation, and during immune surveillance. In response to tissue damage and infection, they are rapidly recruited through the endothelium lining blood vessels into the tissues. Leukaemia cells also move in and out of the bloodstream during leukaemia progression. Rho GTPases are intracellular signalling proteins that regulate cytoskeletal dynamics and are key coordinators of cell migration. Here, we describe how different members of the Rho GTPase family act in leucocytes and leukaemia cells to regulate steps of transendothelial migration. We discuss how inhibitors of Rho signalling could be used to reduce leucocyte or leukaemia cell entry into tissues.     

间充质干细胞向成骨细胞分化的信号通路

间充质干细胞具有向成骨细胞分化的潜能,可体外分离、培养和扩增,是骨组织工程中理想的种子细胞。近年的研究表明间充质干细胞的成骨分化受到多种信号通路的调控,现就其中研究较为深入的MAPK和Notch通路的情况作一简要综述。     

microRNA499 慢病毒载体转染诱导大鼠骨髓间充质干细胞 向心肌样细胞分化*

目的:探讨microRNA 499(miR-499)慢病毒转染对诱导大鼠骨髓来源间充质干细胞(BM-MSCs)向心肌样细胞分化的作用。方法:取第四代Wistar大鼠骨髓来源间充质干细胞进行流式细胞检测,鉴定干细胞表面特异标记物。使用符合干细胞鉴定标准的细胞批次用于后续实验。实验设置miR499慢病毒转染、慢病毒空白转染2个处理组,分别于处理后即日、1d,3d,5d,7d收集细胞进行下列实验:实时荧光定量PCR检测心肌重要转录因子GATA4、NKx2.5和MEF2C的mRNA表达,western-blot检测心肌特异蛋白I(cTnI)的表达。结果:培养第四代Wistar大鼠骨髓来源间充质干细胞表达干细胞表面特异标记物,可用于实验。大鼠骨髓来源间充质干细胞microRNA 499慢病毒载体转染后microRNA 499表达明显升高,且转染后1d,3d,5d,7d,GATA4、NKx2.5和MEF2C的mRNA表达逐渐增强。慢病毒空白转染组未见明显变化。western-blot检测自第3天开始可见cTnI阳性表达条带,慢病毒空白转染组未检测到明显阳性表达条带。结论:microRNA 499可诱导大鼠骨髓来源间充质干细胞向心肌样细胞分化。     

Wnt 信号通路与骨髓间充质干细胞成骨之间的关系

Wnt信号通路是由Wnts诱发的一系列相互作用的分子组成。Wnt信号对骨髓间充质干细胞的影响在所有研究中均证实有明显作用,其可调节干细胞增殖、分化及凋亡。研究表明,抑制Wnt信号通路转导可使成骨细胞分化进程受阻,从而抑制骨形成;若诱导Wnt家族成员表达则可使成骨细胞特异性基因表达增加,促进骨形成。本文就Wnt信号通路的作用过程及其与骨髓间充质干细胞成骨诱导的关系做一综述。