间充质干细胞体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化

研究间充质干细胞(MSC)能否在体外调控造血。体外分离培养人骨髓来源的MSC,RT-PCR检测其造血生长因子的表达,并以其为饲养层细胞,接种骨髓单个核细胞(MNC),观察生长情况,并通过形态学观察和流式细胞术分析,鉴定细胞来源和分化方向。结果显示,MSC构成性表达SCF、Flt3L和M-CSF,不表达C-CSF和GM-CSF,在骨髓MNC和MSC共培养体系中,大约2周左右可以看到大量的圆形细胞粘附在梭型MSC上生长,细胞胞体为圆形,胞浆较丰富,胞核为圆形、半月型或肾型,部分细胞呈典型的单核细胞形态,流式细胞术分析该类细胞表达CDl4,不表达CDl5、CD41、glycophorin A、CD5和CDl9。表明不需要添加外源性造血生长因子,间充质干细胞能在体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化,其定向分化可能与MSC分泌造血生长因子及MSC与造血细胞间相互作用有关。     

骨髓间充质干细胞体外趋化神经前体细胞的机制

骨髓间充质干细胞(BMSC)和神经前体细胞(NPC)移植于脑组织损伤动物的实验证明这两类细胞移植后均能在体内迁徙,与周围细胞整合,促进神经功能修复。BMSC促进神经功能修复的机制之一被认为与其分泌一些细胞因子和趋化因子有关,但具体机制不十分明确。为从基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)及其唯一的受体CXCR4这对分子相互作用的机制上探讨BMSC移植的可能治疗作用,实验采用ELISA法检测了体外培养的BMSC上清液中SDF-1α的含量,体外微孔隔离室迁移实验发现NPC能在BMSC分泌的培养上清液中SDF-1α的作用下发生定向迁移,特异性抗CXCR4单抗能有效阻断NPC的定向迁移效应,证实了BMSC分泌的SDF-1α促进表达CXCR4的NPC向病灶处迁移可能是促进神经功能修复的机制之一,从而为干细胞移植治疗神经功能缺损提供了一个新的思路。     

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。     

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。     

表皮生长因子诱导骨髓间充质干细胞向视网膜神经细胞分化的体外研究

目的:研究表皮生长因子诱导骨髓间充质干细胞向视网膜神经细胞分化的可能性。方法:体外培养骨髓间充质干细胞,利用流式细胞仪分析其细胞表型。采用含EGF的培养液诱导骨髓间充质干细胞向视网膜神经细胞分化,并利用免疫荧光法进行鉴定。结果:从骨髓中分离培养的细胞具有成纤维细胞样形态,贴壁生长,表型相对均一,表面标志为CD90、CD44、CD147阳性;而CD34、CD38、CD45、CD14、HLA-DR阴性。体外诱导后可以得到神经干细胞标志物nestin、神经胶质细胞标志物GFAP和视网膜光感受器细胞标志物Rhodopsin呈阳性表达的细胞。结论:从骨髓中分离培养得到的间充质干细胞具有向视网膜神经细胞分化的潜能。     

胚胎干细胞体外分化为造血干细胞

造血干细胞移植已成为治疗白血病、再生障碍性贫血、重症免疫缺陷征、地中海贫血、急性放射病、某些恶性实体瘤和淋巴瘤等造血及免疫系统功能障碍性疾病的成熟技术和重要手段,另外这一技术还被尝试用于治疗艾滋病,已取得积极的效果。但是由于移植需要配型相同的供体,并且过程复杂,使得造血干细胞移植因缺少配型相同的供体来源以及费用昂贵而不能被广泛应用。胚胎干细胞是一种能够在体外保持未分化状态并且能进行无限增殖的细胞,在适合条件下能够分化为体内各种类型的细胞,研究胚胎干细胞分化为造血干细胞,不仅可作为研究动物的早期造血发生的模型,而且可以增加造血干细胞的来源,还可以通过基因剔除、治疗性克隆等方法来解决移植排斥的问题,从而为造血干细胞移植的发展扫除了障碍,因此有着重要的研究价值和应用前景。现对胚胎干细胞体外分化为造血干细胞的诱导方法,诱导过程中的调控机制,并对胚胎干细胞分化为造血干细胞的存在问题和发展前景进行讨论。     

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．     

间充质干细胞在造血干细胞移植中的应用

间充质干细胞(MSCs)是一种具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞,存在于骨髓、脂肪组织、脐血及多种胎儿组织.它可分泌多种细胞因子及生长因子,促进造血干细胞(HSC)的增殖与分化.MSCs还具有免疫调节、抗炎和组织修复作用,可减轻移植物抗宿主病(GVHD)及其他移植相关并发症.     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化,得到了高比例的神经前体细胞(97.5±0.83)%(P<0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现,随着培养时间的延长,nestin阳性的神经前体细胞比例下降,同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期,神经前体细胞发育为神经元的比例很高,几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长,胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH(basic helix-loop-helix)结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2)和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此,人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式,为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

体外化学诱导人骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞

To investigate the potential of adult mesenchymal stem cells (hMSCs) derived from human bone marrow to undergo cardiomyogenic differentiation after exposure of 5-azacytidine in vitro. A small bone marrow aspirate was taken from the iliac crest of human volunteers, and hMSCs were isolated by 1.073 g/mL Percoll and cultured in the right cell culturing medium as previously described. The phonotypes of hMSCs were identified by flow cytometry. The stem cells were cultured in cell culture medium (as control) and medium mixed with 5-azacytidine (5-aza, 3, 5, 10 micromol/L) (n=5, respectively) for cellular differentiation. We examined respectively with immunohischemistry at 21 days of inducement on desmin, cardiac-specific cardiac troponin I (cTnI), GATA4 & connexin43. The ultrastructures of induced cells were examined by transmission electron microscope. The results indicated that the hMSCs showed a fibroblast-like morphology with vortex distribution in their peak propagation, and express high level of CD44 but negative for CD34 and CD45. 20%-30% cells grown after 5, 10 microl/L 5-aza treatment connected with adjoining cells and coalesced into myotube structures after 14 days. After 21 days of culturing, immunohistochemistry revealed expression of desmin, GATA4, cTnI and connexin43 in 5, 10 micromol/L showed positive, but no cardiac specific protein were found in neither 3 micromol/L nor in control group. The ratio of cTnI positive stained cells in 10 micromol/L group were higher than that in 5 micromol/L group (65.3+/-4.7% vs 48.2+/-5.4%, p<0.05). Electron microscopy revealed myofilaments were formed. The results indicated that purified hMSCs from adult bone marrow can be differentiated into cardiac-like muscle cells with 5-aza inducement in vitro and the differentiation is in line with the 5-aza concentration.     

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。     

大鼠骨髓间充质干细胞的分离纯化与初步鉴定

目的：探讨体外分离、纯化大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的方法,分析其部分表型特点。方法：用密度梯度离心结合贴壁培养法分离纯化大鼠骨髓MSCs,传代扩增,测定生长曲线,形态学观察,免疫细胞化学及图像分析测定细胞表面抗原和细胞外基质蛋白表达情况。结果：MSCs属骨髓中单个核细胞,密度梯度离心结合贴壁培养法能有效分离纯化大鼠骨髓MSCs,MSCs在含10％小牛血清的L-DMEM中生长性状相对稳定,1、3、5代细胞生长曲线基本一致,增殖速度快。细胞呈均一的成纤维细胞样,均一表达CD44、CD54、纤维粘连蛋白(Fibronectin,FN)、Ⅰ型胶原(CollagenⅠ)。结论：本实验建立了一种体外分离纯化、培养扩增大鼠骨髓MSCs的方法,MSCs稳定表达CD44、CD54、FN、CollagenⅠ。     

贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞的生物学特性

目的建立一种简便有效的体外分离纯化及培养扩增大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)的方法。研究MSCs的生物学特性,为血管组织工程提供理想的种子细胞。方法贴壁培养法分离纯化大鼠MSCs体外培养和连续传代,在倒置显微镜下连续观察细胞的形态变化;利用MTT法测定MSCs的生长曲线;行免疫组化方法鉴定MSCs膜抗原;分别加成骨、成脂肪诱导剂后MSCs体外培养1到3周,分别做碱性磷酸酶(ALP)、VonKossa染色及油红O染色,观察细胞形态变化、成骨及成脂肪分化结果。结果MSCs体外培养生长状况良好,呈均一的成纤维细胞样,表达波形蛋白(Vimentin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA),不表达层粘连蛋白(Laminin)、CD34、VIII因子相关抗原(VIII)。经体外诱导后具有多向分化潜能。结论贴壁培养法能有效分离纯化大鼠MSCs,用此方法培养的细胞生长稳定,增殖能力活跃,具有MSCs的一般生物学特性,为其成为血管组织工程理想的种子细胞提供了进一步的支持。     

大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中钙调蛋白的表达

目的研究大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中钙调蛋白的表达及意义.方法采用细胞培养、免疫细胞化学方法(SABC法)观察钙调蛋白在神经干细胞定向分化过程中不同时段的表达情况.采用计算机图像分析技术对不同时段分化神经元中钙调蛋白的平均积分光密度进行定量测定.结果在神经干细胞定向分化为神经元的过程中,钙调蛋白于细胞核及核周呈阳性表达,随分化神经元的生长细胞核阳性表达逐渐减弱而胞浆增强,同时可见阳性反应物伸入树突及轴突.结论新生大鼠大脑皮层神经干细胞定向分化为神经元过程中,钙调蛋白的表达对神经干细胞定向分化的神经元的生长和发育起着重要作用.     

体外化学诱导人骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞

为了探讨人骨髓间充质干细胞(MSCs)的体外培养及化学诱导向心肌细胞分化的过程及条件,我们用1.073g/mL密度梯度离心法分离健康人骨髓单个核细胞,经骨髓间充质干细胞培养基传代培养后用流式细胞仪检测细胞表面抗原,在完全培养基中分别加入3、5、10μmol/L的5氮胞苷(每组n=5)进行化学诱导分化,阴性对照组采用完全培养基培养,诱导后21天细胞爬片免疫荧光法鉴定,透射电镜观察细胞超微结构。结果显示人MSCs为形态均一的梭形细胞,生长旺盛时呈旋涡样分布,流式细胞仪检测细胞表面CD44阳性,CD34、CD45阴性;5、10μmol/L的5氮胞苷进行化学诱导后细胞形态变长,诱导后14天时20%-30%细胞融合形成多核肌管样结构,3μmol/L组MSCs未出现肌管结构,诱导后21天5、10μmol/L组MSCs中desmin、心肌早期转录因子GATA4、心肌特异性cTnI及闰盘蛋白connexin43的表达阳性,10μmol/L组cTnI阳性染色细胞数目(65.3±4.7%)高于5μmol/L诱导组(48.2±5.4%)(p<0.05);3μmol/L组及阴性对照组无心肌特异性蛋白的表达。细胞诱导后28天透射电镜下可见肌丝形成。本实验说明,人MSCs在体外经化学诱导可分化为心肌样细胞,而且5-氮胞苷对于心肌相关蛋白的表达呈浓度依赖性正相关。     

几丁质支架对间充质干细胞成软骨分化中Ⅱ型胶原表达的影响

目的将间充质干细胞诱导分化为软骨细胞,观察分化后的细胞在单层培养和几丁质支架上培养的差别。方法抽取兔股骨骨髓,密度梯度离心分离BMSCs,用TGF-β1诱导第3代的BMSCs向软骨方向分化,2周后用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。将分化后的软骨样细胞传代,用无TGF-β1的培养基分别进行单层培养和接种在几丁质支架上培养2周,再用免疫组化检测Ⅱ型胶原表达情况。结果BMSCs经TGF-β1诱导后,具有软骨细胞特点,然而进行无TGF-β1的继续培养后,单层培养的类软骨细胞很快呈去分化表型,而接种在支架上的细胞仍能较好表达Ⅱ型胶原。结论几丁质支架具有延缓软骨样细胞去分化和老化的作用。     

骨髓动员对骨髓造血干细胞在心肌梗死后心脏中定植及分化的影响

目的观察小鼠心肌梗死后骨髓造血干细胞在心脏内的分化及细胞因子的影响。方法C57/BL6小鼠60只分为骨髓动员组和对照组,先后行脾切除、骨髓移植（骨髓供体为增强绿色荧光蛋白转基因小鼠）、骨髓动员及建立心肌梗死模型。心肌梗死后3周将小鼠心脏取出并切片行组织学及激光共聚焦显微镜免疫荧光检查。结果骨髓动员可以增加EGFP阳性细胞在心脏中梗死区和边缘区的定植,但绝大多数EGFP阳性细胞都同时表达CD45。仅发现有极少数骨髓来源的心肌细胞、成纤维细胞及血管内皮细胞,且与骨髓动员无相关性。结论骨髓动员能够明显促进骨髓来源细胞定植入小鼠心脏的梗死区;极少数骨髓造血干细胞可以分化为心肌细胞,其数量远不足以修复梗死心肌及改善心功能;骨髓造血干细胞不参与梗死区疤痕形成的病理过程。     

人脐血间充质干细胞诱导分化为神经细胞的研究

目的探讨体外诱导人脐血间充质干细胞(MSCs)向神经细胞分化的条件,为治疗中枢神经系统损伤提供实用的干细胞来源。方法体外分离、纯化、扩增脐血MSCs,流式细胞仪检测细胞表面标志。采用脑源性神经营养因子BDNF 10ng/ml 维甲酸RA0.5μM 碱性成纤维生长因子bFGF 20ng/ml协同诱导脐血MSCs定向分化。免疫荧光染色检测诱导后细胞的星形胶质细胞特异标志GFAP及神经元特异标志MAP2的表达情况。建立大鼠脊髓横断损伤模型,将BrdU标记的诱导后的细胞移植入损伤的脊髓中,采用BBB运动功能评分标准在术后24h及1、2、3、4、5周各时间点对大鼠进行运动功能评分。用组织学和免疫组化方法检测移植到大鼠脊髓中的BrdU阳性细胞的存活、迁移、分化情况。结果脐血MSCs体外培养三代后,细胞表面CD11b、CD34、CD45和CD44表达阴性。诱导分化7d后,大部分细胞的形态类似神经元,免疫荧光染色检测MAP2阳性细胞占大多数,明显多于GFAP阳性细胞。5周后,细胞移植组大鼠的后肢运动功能恢复情况较对照组好。免疫组织化学结果显示植入的细胞可长时间在宿主脊髓中存活,并向损伤处两端迁移。结论人脐血MSCs于体外在特定的条件下可以诱导分化为神经元样细胞。移植脐血MSCs诱导后的神经细胞可在损伤的脊髓中存活、迁移,并能促进脊髓损伤后行为和功能恢复。     

三七总皂甙诱导MSCs分化为神经元样细胞时胞内钙离子浓度变化的研究

目的探讨三七总皂甙(tPNS)诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)分化为神经元样细胞过程中细胞内钙离子浓度[Ca2 ]i的变化.方法 L-DMEM冲洗SD大鼠股骨骨髓腔,培养大鼠MSCs.选用第5代MSCs进行诱导分化,用含10μg/L碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的L-DMEM培养液预诱导24h,加入含10μmol/L Fluo-3/AM的L-DMEM培养液负载30min,最后更换成含三七总皂甙0.25g/L的无血清培养液,同时在波长为488nm激光下扫描观测细胞形态和荧光强度的变化.结果更换三七总皂甙诱导液后,细胞内荧光强度逐渐增加,到100s达高峰值,其后逐渐减弱,但20min时细胞荧光强度仍高于诱导前,此时可见MSCs开始向神经元样细胞分化.结论三七总皂甙在体外诱导MSCs分化为神经元样细胞过程中胞内游离钙离子[Ca2 ]i浓度升高.     

维生素A酸和双丁酰基环腺苷单磷酸对小鼠胚胎干细胞的诱导分化

我们用建系的小鼠胚胎干细胞ES-5细胞为材料,研究了维生素A酸(RA)和双丁酰基环腺苷单磷酸(dBcAMP)对该胚胎干细胞的体外诱导分化。在ES-5细胞单层培养的条件下,RA单独作用或RA与dBcAMP共同作用,都产生神经元样和成纤维样两种细胞;在后一种作用情况下分化细胞可达90—95%,通过对细胞形态特征表型标志(GFAP,层粘蛋白等)的分析,初步证明绝大部分细胞为神经胶质细胞。除单层培养外,我们还研究了RA对ES-5细胞聚集体贴壁培养的诱导分化,在这种条件下,分化细胞类型较多,其是最突出的是有节律收缩的心肌样细胞。本文讨论了ES-5细胞单层培养与细胞聚集体贴壁培养两种条件下,RA诱导的差异及其可能原因。