干细胞向骨骼肌细胞的诱导分化及其在治疗骨骼肌病变中的应用

随着干细胞技术、生物材料及组织工程技术的日趋发展,专家和学者的研究不仅强调对细胞生长的调控及机制,而且越来越注重其临床应用的潜能。运用组织工程和干细胞等技术重建和再生骨骼肌可以为肌肉相关疾病的治疗带来新的希望。干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞,在合适的培养条件或给予合适的信号时,干细胞可以分化为多种不同形态和功能的成熟细胞,也因此在骨骼肌重建和疾病治疗中得到广泛研究。该文就干细胞向骨骼肌细胞的分化及机制、干细胞作为骨骼肌组织工程的种子细胞以及在骨骼肌疾病治疗中的应用和前景作一综述。     

机械力及力学信号转导影响干细胞命运的研究进展

干细胞作为一种未分化的祖细胞,目前已被广泛应用于开展组织损伤修复、再生以及干细胞特异谱系分化的研究.大量研究表明,干细胞所处的微环境对调控干细胞的生长和分化具有重要作用,多种溶液介质、细胞外基质和信号通路等参与了干细胞命运的调控.尽管已有大量研究证明,溶液介质(如激素和生长因子)在干细胞的生长和分化中发挥重要作用,但近年来越来越多的研究表明,机械力及力学信号转导同样在干细胞自我更新、分化、衰老和凋亡等细胞生理过程中起到重要的作用.本文将对机械应力响应的细胞基础、生物力学及力学信号调控干细胞自我更新和分化,以及生物力学调控干细胞命运可能的作用机制几个方面加以综述.     

Hippo-YAP/TAZ信号通路在干细胞增殖、分化及器官再生中的研究进展

Hippo-YAP/TAZ信号通路最初在果蝇中被发现,是器官发育和肿瘤生长过程中重要的调节者。通过调控细胞增殖、凋亡和分化等过程影响器官再生。近年来,对于Hippo-YAP/ TAZ信号通路在调节干细胞 (SC)增殖、自我更新及分化过程中的相关机制有了较大进展。本综述拟通过介绍Hippo-YAP/TAZ信号通路在SC增殖及多向分化过程中的作用、调控机制及器官再生方面的研究进展,为应用SC治疗疾病提供相关理论基础。     

TWEAK/Fn14信号调控干细胞增殖与分化的作用与机制

肿瘤坏死因子样弱凋亡诱导蛋白(TWEAK)是肿瘤坏死因子(TNF)超家族成员,通过作用于唯一受体成纤维细胞生长因子14(Fn14)调控细胞的增殖、分化和迁移等多种生命活动。近来研究表明,TWEAK/Fn14信号可以作用于多种干细胞,如肝干细胞、神经干细胞和间充质干细胞等,通过影响其增殖与分化的能力,干预组织的修复与再生。对该领域的研究进行综述,将有助于揭示TWEAK/Fn14信号调控干细胞增殖与分化的作用与机制,并为干细胞在疾病发生机制等基础研究、细胞治疗和组织工程等临床医学研究提供新的方向。     

细胞外基质对细胞行为调控作用的研究进展

细胞外基质(extracellular matrix, ECM)是一种由水合大分子蛋白质及多糖组成的复杂网络结构,构成组织的无细胞基质微环境。作为天然生物材料,ECM一直是组织工程器官/组织体外制备的理想载体支架来源。随着天然组织中ECM对细胞影响的发现,ECM调节细胞行为的生物化学作用越来越受到关注。该文系统概述了不同类型的ECM对细胞黏附、迁移、增殖和分化等细胞行为的影响,重点分析了ECM对细胞行为的调控作用机理,并阐述了基于模拟ECM的人工支架在器官/组织再生中的应用进展,为全面了解ECM对细胞行为的调控作用机制及其再生应用潜能提供建议与参考。     

Notch信号通路对成体干细胞分化的影响

干细胞是一类具有多种分化潜能的细胞,在不同的环境条件下,可以分化成需要的其他功能性细胞。干细胞的增殖和分化对人体起着关键作用,无论是正常新陈代谢还是再生医学治疗都离不开干细胞。干细胞按所处的发育阶段,可以分为胚胎干细胞、成体干细胞,干细胞的增殖、分化受到多条信号通路的调控。本文主要讨论Notch信号通路对不同种类的成体干细胞,包括造血干细胞、间充质干细胞、肿瘤干细胞等的分化影响,展望干细胞在医学应用中的前途,对再生医学的研究和应用具有一定的参考作用。     

调控软骨形成的信号通路及相关因子在骨髓间充质干细胞骨向分化中的作用*

骨髓间充质干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的成体干细胞,可以通过定向诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等,是目前骨再生医学和细胞治疗研究最多的理想种子细胞。在骨缺损的修复过程中,骨髓间充质干细胞内成软骨相关基因表达升高进而分化为软骨细胞,后期随着成骨细胞和破骨细胞的形成及血管长入,软骨基质逐步降解并被骨基质所替换。软骨细胞参与了骨缺损前期的修复过程,调控软骨形成的信号通路及相关因子不仅调控骨髓间充质干细胞成软骨细胞分化,同时在成骨细胞分化过程中也发挥着重要的作用。对调控软骨形成的信号通路及相关因子在骨髓间充质干细胞骨向分化中的调控作用和研究现状进行了总结,以期为临床寻找更好的治疗骨缺损的方法提供理论依据和研究方向。     

Wnt信号通路调控干细胞成软骨分化

Wnt信号通路调控细胞增殖、再生、分化等多种细胞生物学过程。近年来研究表明,Wnt信号通路参与干细胞成软骨分化的起始、间充质的凝集、分化和肥大等一系列阶段。阐明其具体机制对软骨损伤修复及软骨功能的维持十分重要。该文就经典和非经典Wnt信号通路调控干细胞成软骨分化的研究进展进行综述。     

干细胞中的DNA甲基化

DNA甲基化是表观遗传机制中一种重要的调控方式,它通过调控基因的表达影响一系列的生物学过程。干细胞作为具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,其分化和再生过程必然受到精确的表观调控。DNA甲基化在干细胞的维持、分化调控等方面都发挥着重要作用。现对胚胎干细胞、多能干细胞以及成体干细胞中DNA甲基化及羟甲基化的最新研究进展进行简要综述,回顾并展望DNA甲基化在干细胞中的潜在生物学功能及调控机制,同时为未来在临床诊断治疗及药物研发等方面提供一定的参考。     

脐带间充质干细胞牙向分化的可行性研究

再生医学近年来受到越来越多的重视。它开启了治疗由于老化,损伤及一些先天性缺陷所造成的缺损畸形的新途径。其临床应用已涉及到各种组织的修复,包括血液,皮肤,角膜,软骨和骨等。在口腔领域,目前治疗牙缺失主要依靠修复体,种植体和牙移植。然而这些方法都存在一定的缺陷。而通过再生医学的原理和方法实现牙再生治疗可以为机体提供有生命的,有功能的,相容性好的组织结构。种子细胞是牙再生的基础与关键。在牙再生研究中,牙髓间充质干细胞,牙乳头细胞,牙周膜间充质细胞,牙囊细胞及牙源性上皮细胞等牙源性干细胞常通过诱导分化为成釉细胞或成牙本质细胞来作为种子细胞应用,在临床上却难以获取,近来研究也有用骨髓间充质干细胞或脂肪间充质干细胞细胞等非牙源性干细胞者,但其牙向分化能力及分化调控机制还不明确。跻带间充质干细胞在新近的研究中较其它非牙源性干细胞表现出更大的优势,脐带间充质干细胞更原始、具有更高可塑性、更大扩增分化潜能。在此,本文就脐带间充质干细胞向牙细胞系分化的可能性做一论述,并对其可能实现的牙向分化给出可能的方法和策略,为牙再生种子细胞的选取提供新的思路。     

军事医学科学院干细胞与再生医学研究回顾与展望

干细胞具有高度自我更新、增殖和多向分化潜能,因而成为再生医学的基础.作为中国干细胞研究与应用的＂先驱＂单位和优势单位之一,我院早期开展造血干细胞生物学性能、造血调控机制、造血干/祖细胞扩增和定向诱导分化的研究,取得了一系列重要成果.相继开展的造血干细胞移植等系列研究和应用也取得了突出的成绩.近年来,我院又系统开展了胚胎干细胞自我更新与干性维持机制、干细胞增殖分化调控、干细胞建系与建库技术造血发育调控与造血干细胞移植新策略、成体干细胞治疗、肿瘤干细胞筛选与鉴定、干细胞为种子细胞的三维组织构建、干细胞再生相关药物等多个领域的研究,并取得突出进展进一步我们将瞄准干细胞与再生医学的重大科学问题和关键技术,建立高水平的研究和应用基地,形成我院干细胞与再生医学研究开发的关键技术体系,研发系列具有自主知识产权的关键技术和产品,并培养优秀的科研团队,进入世界先进行列.     

心血管前体细胞诱导、增殖、分化及应用研究进展

心血管前体细胞(CPCs)是指在胚胎发育过程或成体组织中存在的一类能够定向分化为心肌细胞(CMs)、内皮细胞(ECs)和血管平滑肌细胞(VSMCs)等具有特定分化潜能的前体细胞。应用多能干细胞(PSCs)定向诱导分化技术亦可在体外直接获得CPCs。CPCs不仅可为研究心血管细胞分化的分子机制提供细胞模型,而且还可以为其在再生医学研究及应用中提供大量的种子细胞来源。然而,人们对CPCs的诱导,自我更新及分化的调控机制仍知之甚少,因此,只有较全面地认识CPCs的各种生物学特性,才能在科研和临床中充分利用它们。本综述将重点阐述PSCs来源的CPCs的各种标志物及其诱导、增殖和定向分化为心血管细胞的相关信号调控机制及其在心血管疾病治疗应用中的最新进展,以期深入了解CPCs的生物学特性并为其在心血管再生医学中的应用提供理论基础。     

Wnt/β-catenin信号通路与癌症发生发展及其免疫治疗

经典的Wnt/β-catenin信号通路参与调控机体的多种生物学功能,包括干细胞自我更新,细胞的增殖、分化、凋亡以及胚胎早期发育和组织再生等,与癌症发生发展紧密相关.此外,该信号通路在胸腺T细胞的发育和分化过程中发挥重要作用,影响抗肿瘤免疫效应的多个环节.异常激活的Wnt/β-catenin信号通路可诱导恶性肿瘤的形成...     

类器官在发育与再生中的研究进展

类器官(organoid)作为体外模拟器官结构和功能的三维培养体系,已经广泛应用于发育研究、疾病建模和药物筛选。类器官在再生医学中具有重要的应用前景。胚胎干细胞、诱导多能性干细胞和多组织成体干/祖细胞来源的类器官再现了发育分化、稳态自我更新和组织损伤再生过程,为揭示发育和再生调控机制、明确生理病理进程提供了可能。近年来,多细胞类型的新型培养模式和单细胞测序等技术的应用促进了类器官的发展。该文总结了类器官在发育与再生中的最新研究成果,并就前沿技术在类器官研究中的应用进行了综述与展望。     

干细胞在牙齿再生研究中的应用

干细胞是一类能够自我更新并分化形成多种组织细胞类型的原始细胞.基于其特殊的生物学性质,干细胞可作为器官再生的理想种子细胞.干细胞已成功被诱导为神经、心肌、皮肤、软骨、肝脏、胰岛、造血等不同类型组织细胞,为神经损伤、退行性变、胰岛素依赖性糖尿病、造血功能障碍等多种难活性疾病提供替代疗法.牙齿是人体中唯一的能在成体中再次发育而且结构相对简单的一个器官,因此牙齿再生已成为组织工程研究领域的热点.目前,在模式动物小鼠以及小型猪中已开展许多利用干细胞进行釉质、本质、牙髓以及牙周韧带等牙齿组织再生和整牙再生的研究.本文系统地概括了不同来源的干细胞(胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞)在牙齿再生研究中的应用.其中,成体干细胞具有来源广泛、便于采集培养以及不导入外源基因等优势,在牙齿再生的基础研究和临床应用中具有更大的价值.     

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。     

脂肪干细胞应用于组织再生的研究进展

脂肪干细胞(ADSCs)来源于脂肪,是一种多能性成体干细胞,它具有许多其他间充质干细胞所不具备的优点如取材丰富、增殖活性高和免疫原性低等。在不同的信号刺激下,ADSCs能分化成多种不同的体细胞,其多向分化的潜能已被广泛应用于各种组织再生的研究中,已成为再生医学中优秀的种子细胞。本文就近年来ADSCs在伤口愈合、骨骼重建、肝脏再生、心肌修复及中枢神经系统修复与再生中应用的研究进展做一综述,并阐述了应用ADSCs治疗疾病时潜在的风险和安全问题。     

Hippo信号通路:器官大小与组织稳态调控器

<正>复杂机体如何控制器官大小是发育生物学最基本问题之一,其调控机制的解析也是生命科学领域长期存在的一大难题。Hippo信号通路是21世纪初利用果蝇遗传学研究发现并命名的,它可以通过调控细胞增殖、凋亡和干细胞的自我更新与分化,在器官大小决定、组织稳态维持与重塑等生命活动过程中发挥关键作用。由于Hippo信号通路在物种间高度保守,它的发现为人们研究生物个体器官发育大小及再生的调控机制提供了可能,这是利用果蝇     

胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的分子调控机制

胚胎干细胞在不同的诱导条件下具有多向分化的潜能,多种胞内外信号途径参与其分化过程的调控。现就胚胎干细胞向血管内皮细胞分化的诱导条件及分子机制做一综述,并阐明不同阶段的内皮前体细胞所表达的不同分子标志,同时提出胚胎干细胞在再生医学中的应用前景。     

细胞外基质硬度调控间充质干细胞分化

新近研究表叽细胞外基质（extracellularmatrix,ECM）的物理性质,特别是硬度或弹性,能对细胞的黏附、铺展、迁移、增殖、分化和凋亡等多种功能和行为产生重要影响。间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSCs）是组织工程和细胞治疗的理想种子细胞。ECM硬度可诱导MSCs向脂肪、软骨、神经、肌肉和骨等方向分化。该文综合论述了ECM硬度对干细胞分化的影响,涵盖了构建ECM硬度的测量、调控与表征等,不同培养条件下干细胞对硬度的响应和分化以及硬度和其他因素的联合作用;在此基础上,进一步论述了干细胞分化过程中细胞感应ECM硬度并转化为生物学信号的机制和信号通路。该文还总结了在ECM硬度调控干细胞分化行为领域最新的研究进展情况,较为系统地分析了材料学、细胞生物学、分子生物学水平的主要影响因素,并对本领域未来需要重点研究的问题进行了展望。