IL-6促进小鼠胚胎干细胞多能性并以发育依赖的方式调控心肌分化（英文）

白细胞介素6 (interleukin 6, IL-6)是心脏微环境的重要组成部分。在不同模型中，IL-6通过促进心肌细胞再生帮助心脏修复。胚胎干细胞是心脏修复中心肌再生的良好来源。本研究旨在探讨IL-6对小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESCs)及其心肌分化的影响。IL-6处理mESCs两天，用CCK-8法检测mESCs增殖情况，用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qPCR)检测干性和胚层分化基因mRNA表达水平，用Western blot检测干细胞相关信号通路的磷酸化水平，用siRNA干扰STAT3磷酸化功能。通过检测搏动拟胚体(embryoid bodies, EBs)比例和qPCR检测心脏前体细胞标记物和心肌细胞离子通道mRNA表达水平来评估mESCs的分化能力。从胚胎干细胞分化第1天(EB0)开始使用IL-6中和抗体阻断内源性IL-6的作用，分别在EB7、EB10和EB15检测心肌细胞分化；在EB15用免疫组织化学染色法示踪心肌细胞，并用Western blot检测干细胞相关信号通路的磷酸化情况...     

胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中能量代谢变化的研究

目的：定向诱导人胚胎干细胞分化为心肌细胞，对分化过程中胚胎干细胞、心肌祖细胞和心肌细胞糖酵解能力和线粒体氧化磷酸化能力进行实时定量检测，探索分化过程中细胞能量代谢表型的转换机制.方法：用GSK3抑制剂CHIR99021和Wnt信号通路小分子抑制剂IWP2的方法定向分化人胚胎干细胞为心肌祖细胞和心肌细胞；细胞免疫荧光检测人胚胎干细胞标志物，流式细胞术检测人心肌祖细胞和心肌细胞标志物；应用细胞外流量分析（Extracellular Flux Analysis）方法检测人胚胎干细胞、心肌祖细胞和心肌细胞能量代谢情况.结果：人胚胎干细胞干性保持稳定，均表达Nanog、OCT4、SOX2细胞标志物；在向心肌分化过程中，第7d心肌祖细胞标志物Isl1表达99%以上，分化第15d心肌细胞标志物cTnT表达83%以上；人胚胎干细胞糖酵解代谢能力最强，心肌细胞线粒体功能最强，心肌祖细胞处于两种代谢方式的过度阶段.结论：在人胚胎干细胞向心肌细胞分化的过程中，细胞糖酵解能力逐渐减弱，线粒体氧化磷酸化能力逐渐增强，细胞的能量代谢类型发生转变.     

血管紧张素Ⅱ在胚胎干细胞向心肌细胞分化中的作用

为检测血管紧张素Ⅱ（angiotensin Ⅱ,AⅡ）对小鼠胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）向心肌细胞方向分化的作用,采用10-4 mol/L维生素C诱导小鼠R1胚胎干细胞分化为心肌细胞. Western印记检测胚胎干细胞诱导分化的心肌细胞中表达血管紧张素Ⅱ1 型受体(angiotensin Ⅱ type 1 receptor,AT1R).诱导分化期间用1 μmol/L AⅡ刺激胚胎干细胞,计数搏动拟胚体的比例;诱导分化第14 d用real-time RT-PCR 和Western 印记检测心肌标志物的表达确定其作用. 结果显示,与对照组相比,1 μmol/L AⅡ处理组可显著增加搏动拟胚体的比例,上调心肌标志物mRNA的表达. 预先用1 μmol/L洛沙坦处理1 h后可显著阻碍这种上调作用. 本实验结果表明,AⅡ通过AT1R可促进小鼠R1胚胎干细胞向心肌细胞分化.     

三氯乙烯对人胚胎干细胞心肌分化的影响和机制

目的:探讨三氯乙烯(TCE)对人胚胎干细胞心肌发育分化的影响。方法:以人胚胎干细胞H9体外心肌定向分化为模型,分化培养液中添加不同剂量的TCE(分别为处理组100 ppb组,1 ppm组,10 ppm组)以及DMSO(对照组)。对诱导后形成的拟胚体以及不同发育阶段的细胞进行检测,通过MTT法测定细胞的生存能力,统计有自主节律跳动的拟胚体的数量;流式细胞仪计数分析细胞分化比例;荧光定量PCR检测心肌特异性基因表达;并应用基因芯片方法初步筛选检测三氯乙烯对心肌细胞钙离子通道相关的基因表达的影响。结果:TCE的三个浓度处理组均未显示细胞毒性,但高浓度组明显抑制向心肌细胞分化,能产生自主节律搏动的拟胚体比例显著降低,同时心肌特异性标记物c Tn T表达随剂量的增加而显著降低。在具有自主节律性的拟胚体中,钙离子通路的相关基因表达受到影响。结论:推测TCE通过降低成熟心肌的比例,以及影响心肌细胞中钙离子通道相关基因表达来共同导致心脏发育异常。     

小鼠胚胎干细胞分化心肌细胞血管紧张素Ⅱ 1型和2型受体的表达特征

胚胎干细胞(ESC)具有无限增殖和分化为体内3个胚层来源的各种类型组织细胞的潜能,经过体外诱导能够分化为心肌细胞,亦称为胚胎干细胞分化心肌细胞(ESCM).本研究探讨了ESC诱导分化心肌细胞过程中血管紧张素Ⅱ受体(ATR)的亚型AT1R和AT2R的表达特征.10-4mol/L维生素C体外诱导小鼠R1胚胎干细胞分化为自发搏动的心肌细胞,用免疫荧光法检测分化后的细胞表达心肌细胞特异性标志物α辅肌动蛋白.小鼠胚胎干细胞在诱导分化为心肌细胞以后,逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和实时定量RT-PCR(Real-timeRT-PCR)方法检测到ESCM表达AT1R,并且呈时间依赖性逐渐增加的特点,在第14d达到高峰.Western印记法检测AT1R表达特征与RT-PCR结果相符.Western印记法的结果显示,血管紧张素Ⅱ(10-6mol/L)可作为AT1R激动剂激活AT1R,并使其下游的细胞外信号调节激酶(ERK1/2)磷酸化水平上调,预孵育AT1R抑制剂Losartan(10-6mol/L),此作用被抑制.RT-PCR方法显示,与新生小鼠心室肌细胞相比,ESCM的AT2R表达水平较低.     

昆明小鼠胚胎干细胞滋养层制备条件的实验研究

目的:建立小鼠胚胎成纤维细胞(MEFS)滋养层,用于昆明小鼠胚胎干细胞的培养。方法:取妊娠13.5的胎鼠,采用组织消化法分离培养出原代成纤维细胞,对MEFs的生长形态、生长曲线及分裂指数进行观察;MTT法筛选丝裂霉素C(MMC)作用的最佳浓度和时间;取妊娠3.5d的囊胚在经MMC处理的饲养层上培养,观察胚胎干细胞集落生成情况。结果:MEFS为一种贴壁生长且增殖速度较快的细胞,第三代细胞增殖旺盛,第5代以后细胞开始变形并趋于衰老;MMC能抑制胚胎成纤维细胞的增殖,最佳的作用浓度和时间是10ug/ml作用2.5～4h,20ug/ml作用1-2.5h。妊娠3.5d小鼠囊胚在饲养层上培养能形成典型的"鸟巢"状干细胞集落,并可维持胚胎干细胞的正常形态且不发生分化。结论:这种方法制备的滋养细胞层适用于胚胎干细胞的培养。     

小鼠胚胎干细胞的培养

目的:建立小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)的培养方法。方法:制备G418抗性的原代小鼠胚胎成纤维细胞,经丝裂霉素C处理后成滋养层细胞,将小鼠胚胎干细胞复苏后,应用含白血病抑制因子的ES细胞培养液,培养小鼠ES细胞,观察集落的生长情况,并在光镜下观察细胞形态。结果:小鼠胚胎成纤维细胞生长良好,ES细胞呈克隆状生长,且保持未分化状态。结论:建立了小鼠胚胎干细胞培养的有效方法,为下一步基因打靶奠定基础。     

胚胎干细胞及诱导多能干细胞向心肌细胞分化和调控的研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）具有自我更新、无限增殖和多向分化的特性,包括分化成心脏组织的多种类型细胞。经体细胞重编程产生的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPS）也被证明有类似胚胎干细胞的特性。但这些多能干细胞向心肌细胞自发分化的效率非常低,因此,如何有效地诱导这些多能干细胞向心肌细胞的定向分化对深入认识心肌发生发育的关键调控机制和实现其在药物发现和再生医学,如心肌梗塞、心力衰竭的细胞治疗以及心肌组织工程中的应用均具有非常重要的意义。该文重点综述了近年来胚胎干细胞及诱导多能干细胞向心肌细胞分化和调控的研究进展,并探讨了这一研究领域亟待解决的关键问题和这些多能干细胞的应用前景。     

Wnt3a诱导小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化的研究

目的：研究Wnt3a在诱导小鼠胚胎干细胞心肌细胞分化中的作用和原理。方法：设计不同浓度,不同成分的Wnt3a条件培养基对小鼠胚胎干细胞诱导分化,对分化细胞进行形态学鉴定,通过免疫细胞化学检测心肌肌钙蛋白-T（cTnT）的表达,通过RT．PCR检测肌球蛋白重链（ot．MHC）和肌球蛋白轻链（MLC．2v）的表达。结果：Wnt3a诱导小鼠胚胎干细胞分化为心肌样细胞,分化细胞具有自动收缩性,免疫细胞化学检测心肌肌钙蛋白．T（cTllT）表达阳性,RT．PCR检测肌球蛋白重链（d—MHC）和肌球蛋白轻链（MLC-2v）表达阳性。经典Wnt信号途径的抑制剂Frizzled一8／Fc,能够抑制Wnt3a的诱导分化作用。结论：Wnt3a通过经典Wnt信号途径诱导小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化。     

胚胎干细胞的心脏应用

心肌梗死期间死亡的心肌细胞将由没有收缩功能的疤痕组织替代,因而极可能引起心力衰竭。对治疗心衰来说,修复死亡或损伤的心肌以及改善心功能仍面临着极大挑战。干细胞移植已在近年来的实验中用于修复损失的心肌。本文总结了近期在心肌损伤动物中实施胚胎干细胞移植的实验结果,并着重介绍对这类特定细胞的研究进展。胚胎干细胞取源于早期哺乳类胚胎的胚芽细胞,属于多功能干细胞。这类细胞具有长期增殖而不分化的能力,或台色够在培养过程中分化成包括心肌细胞在内的所有特殊体细胞。由于胚胎干细胞具有极大的增殖和分化为成熟组织的能力,它们可能成为一种潜在的很有实用价值的细胞来源,可用于对病态心脏的功能心肌再生的细胞治疗。新近的研究表明,在心肌梗死动物模型中,心肌内移植胚胎干细胞或由其分化成的心肌样细胞,能导致已损伤心肌的再生,并改善心脏功能。另外,在病毒性心肌炎小鼠中,静脉输入胚胎干细胞可明显提高生存率和减轻心肌损伤。有关人类胚胎干细胞在体外分化成心肌细胞以及这些细胞的特性,近来已有报道。然而,要在临床能应用人类胚胎干细胞或由其分化成的心肌细胞来治疗晚期心脏疾病,还必须越过大量的伦理、法律和科学上的障碍。     

抑制NHE1活性对干细胞向心肌分化的影响

Na /H 交换蛋白1(NHE1)在心肌细胞发育过程中发挥重要的调节功能.为深入探索NHEl活性对干细胞向心肌分化过程中产生的影响,采用二甲基亚砜(DMSO)诱导P19干细胞向心肌细胞分化,同时在培养液中添加NHE1抑制荆EMD87580,对诱导后形成的类胚体进行检测.通过细胞形态观察、免疫组织化学染色及检测心肌特异表达基因等方法证明,经诱导形成的类胚体贴壁生长后,会向心肌细胞分化并出现跳动细胞团.而经过抑制剂处理的P19干细胞尽管能够形成类胚体且贴壁培养后细胞仍具有增殖活力,细胞团周边也较整齐,但未出现向心肌细胞分化的现象.这一结果表明,抑制NHE1的活性,能够影响P19干细胞向心肌细胞的分化作用.     

bFGF激活PI3K信号通路调控大鼠胚胎干细胞自我更新

碱性成纤维细胞生长因子(basic fi broblast growth factor,b FGF)在小鼠和人胚胎干细胞自我更新和分化过程中起着重要的调控作用,但目前关于bFGF在大鼠胚胎干细胞中的调控作用并不是很清楚。该文在无饲养层细胞的条件下,通过碱性磷酸酶染色、免疫荧光、RT-PCR等方法对大鼠胚胎干细胞在激活b FGF相关信号通路后自我更新、细胞分化潜能等进行了分析。结果显示,在白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)加GSK3抑制剂(CHIR99021)和ERK抑制剂(PD0325901)(简称L/2I)基础上,b FGF能明显促进大鼠胚胎干细胞的增殖。L/2I/b(L/2I+b FGF)条件下培养的大鼠胚胎干细胞能维持干性标志基因Oct-4、Nanog的表达,同时也保持了向不同胚层细胞分化的能力。另外,L/2I/b也能支持从大鼠囊胚原代分离胚胎干细胞。Western blot结果显示,b FGF能促进PI3K下游分子AKT的磷酸化。小分子化合物SU5402或LY294002分别抑制FGF受体及PI3K均能阻断b FGF激活的AKT磷酸化,并抑制b FGF对大鼠胚胎干细胞自我更新的促进作用。这些结果表明,b FGF通过激活大鼠胚胎干细胞PI3K/AKT相关的信号通路促进大鼠胚胎干细胞自我更新。     

人胚胎干细胞传代培养及细胞化学染色特性

目的 体外建立人胚胎干细胞传代培养方法,研究人胚胎干细胞细胞化学染色特性.方法 以小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层传代培养人胚胎干细胞,检测人胚胎干细胞、自发分化克隆及拟胚体的细胞化学染色特性.结果 人胚胎干细胞在小鼠胚胎成纤维细胞饲养层上传30代以上其形态保持不变;人胚胎十细胞碱性磷酸酶、过碘酸-雪夫反应、α-醋酸萘酚酯酶染色阳性,自发分化克隆细胞阳性程度明显减弱;人胚胎干细胞形成的拟胚体碱性磷酸酶染色弱阳性,过碘酸-雪夫反应、α-醋酸萘酚酯酶染色阳性.结论 小鼠胚胎成纤维细胞能支持人胚胎干细胞传代培养,细胞化学染色结果能初步鉴别人胚胎干细胞未分化特性.     

肌成纤维细胞促进小鼠胚胎肝干细胞的增殖和分化

移植细胞的增殖和分化需要微环境支持。作为最重要的微环境成分,肌成纤维细胞在肿瘤的生长过程中发挥着重要作用。该实验Hepa1-6肿瘤细胞上清液在体外激活成纤维细胞分化为肌成纤维细胞,探讨肌成纤维细胞上清对小鼠胚胎肝干细胞（embryonic hepatic stem cells,EHSCs）HP14.5增殖和分化的影响。实验将EHSCs HP14.5分为三组：DMEM培养液处理组（DMEM组）、成纤维细胞上清液处理组（CMFb组）及肌成纤维细胞上清液处理组（CMAFb组）。MTT法绘制三组HP14.5细胞生长曲线图,免疫荧光法及Real-time PCR法检分别测白蛋白（albumin,ALB）、甲胎蛋白（alpha fetoprotein,AFP）、细胞角蛋白18（cytokeratin 18,CK18）的蛋白及mRNA表达情况,PAS染色法检测糖原合成状况。MTT法检测显示,CMAFb组胚胎肝干细胞增殖明显速度较其他两组快。免疫荧光染色及Real-time PCR结果显示,HP14.5培养5 d后,CMAFb组ALB和CK18的蛋白及mRNA表达水平以及糖原合成水平显著高于CMFb组及DMEM组,而AFP蛋白和mRNA表达水平明显降低。该实验表明,Hepa1-6激活的成纤维细胞能促进胚胎干肝细胞的增殖以及分化为有功能的成熟肝细胞。     

MicroRNAs对心脏发育与再生的调控作用

MicroRNAs(miRNAs)是一类非编码小分子RNA,参与调控基因表达,也是心脏发育的重要调控者。人类发育成熟的心脏损伤后再生能力有限,并且损伤的心肌由大量增殖的成纤维细胞替代,导致心脏结构和功能的不可逆损伤。研究发现,miRNAs参与胚胎干细胞、心脏祖细胞以及成纤维细胞的增殖与分化,可促进受损心脏再生。现就miRNAs调控胚胎干细胞、心脏祖细胞和成纤维细胞介导的心脏再生作用及其潜在治疗前景进行综述。     

经典饲养层细胞Wnt表达的差异及其对人胚胎干细胞Wnt/β-Catenin信号通路的影响

目的:研究比较三种经典饲养层体系使用的成纤维细胞中Wnt基因的表达,及其对共培养的人胚胎干细胞的影响。方法:PCR验证19种Wnt基因在三种不同来源饲养层细胞中的表达情况,q PCR验证各组共培养人胚胎干细胞的Wnt/β-Catenin信号通路相关基因表达水平,流式检测其在不同密度饲养层条件下的增殖分化情况。结果:在全部19种Wnt基因(Wnt1,Wnt2,Wnt2b,Wnt3,Wnt3a,Wnt4,Wnt5a,Wnt5b,Wnt6,Wnt7a,Wnt7b,Wnt8a,Wnt8b,Wnt9a,Wnt9b,Wnt10a,Wnt10b,Wnt11,Wnt16)的表达检测中,昆明白小鼠来源饲养层细胞表达其中的16种,ICR小鼠来源饲养层细胞表达其中的10种,人成纤维细胞来源饲养层细胞表达其中的10种;增加饲养层细胞密度能够不同程度活化Wnt/β-Catenin信号通路下游基因的表达,并激活人胚胎干细胞中的负反馈机制;高密度小鼠饲养层条件促进人胚胎干细胞的分化,高密度人饲养层条件促进人胚胎干细胞的增殖和分化。结论:不同经典饲养层体系提供的Wnt环境不同,其培养的人胚胎干细胞状态也有差异。     

干细胞与心肌细胞替代治疗

胚胎干细胞及来源于骨髓、骨骼肌、血管、肝脏、皮肤、脂肪等组织器官的成体干细胞均有多向分化潜能。胚胎干细胞可分化为3个胚层的所有组织细胞。成体干细胞具有可塑性和转分化的潜能。在一定条件下,这些干细胞可被诱导分化为心肌细胞。成年心脏可能存在心肌干细胞,具有增殖和分化为包括跳动性心肌细胞的多种细胞的潜能。因此,干细胞可用于心肌细胞替代治疗,以替代死亡的心肌细胞,改善心脏功能,防治心肌梗塞后心衰、减少心肌重构等症状。本文对干细胞治疗心肌梗塞有关进展及问题作一综述。     

饲养层细胞培养

饲养层细胞在胚胎干细胞培养过程中起重要作用。以原代小鼠成纤维细胞为例,介绍了饲养层细胞的分离培养和制备过程,并就饲养层细胞如何通过分泌LIF(leukemia inhibitory factor,白血病抑制因子)和BMP(bone morphogenetic proteins,骨形成蛋白家族)等细胞因子,维持胚胎干细胞的自我复制和未分化状态的分子机制作出概述。     

小鼠胚胎干细胞分化心肌细胞毒蕈碱受体的表达特征

为了探讨胚胎干细胞分化心肌细胞（ESCM）毒蕈碱受体的表达规律及β肾上腺素能系统对M2受体表达的影响,采用10^－4 mol/L维生素C体外诱导小鼠M13胚胎干细胞分化为心肌细胞,用RT-PCR检测到分化后的细胞表达心肌细胞特异性基因Nkx2.5和β肌球蛋白重链;用免疫荧光法检测到分化后的细胞表达心肌细胞特异性标志物α辅肌动蛋白.小鼠胚胎干细胞分化前表达M₁和M₂毒蕈碱受体,在分化过程中,M₁受体表达逐渐下降, M₂受体表达在第3 d显著下降,此后表达逐渐增加,在第14 d达到高峰;Western印迹结果显示,异丙肾上腺素明显抑制M₂受体的表达,选择性β₁肾上腺素受体拮抗剂CGP20712A明显上调其表达,而选择性β₂肾上腺素受体拮抗剂 ICI118551对其表达无影响.本实验表明,小鼠胚胎干细胞分化心肌细胞表达毒蕈碱受体, β肾上腺素能系统对M₂受体表达有调控作用.     

小鼠胚胎干细胞的培养

ＥＳ细胞的培养应满足促进细胞增殖和抑制细胞分化而保持其高度未分化潜能。我们用胚胎成纤维细胞作为饲养层,培养基ＤＭＥＭ中加白血病抑制因子的方法来培养ＥＳ细胞。培养的ＥＳ细胞呈集落状生长,细胞排列紧密,呈未分化状态。胚胎成纤维细胞作为饲养层是分离培养ＥＳ细胞最普遍使用而且有效的方法。本文还围绕ＥＳ细胞培养中的促进增殖和抑制分化这两个方面的影响因素进行了讨论。