低氧诱导因子-1α在低氧促成肌细胞增殖中的作用

目的:探讨低氧对大鼠骨骼肌成肌细胞(SkMs)增殖的影响及低氧诱导因子(HIF-1α)在低氧促成肌细胞增殖中的相关机制。方法:采用流式细胞仪观察了3、10%O2对SkMs细胞数量和增殖指数的影响;用RT-PCR方法检测了HIF-1αmRNA的表达,用Western blot方法检测了SkMs胞浆、胞核及总HIF-1α蛋白的水平。结果:低氧组较常氧组细胞数量和增殖指数增加(P0.05);HIF-1αmRNA、总蛋白水平在常氧组和低氧组中没有明显差异,常氧下胞浆中HIF-1α蛋白水平高于胞核内,低氧下HIF-1α蛋白水平在胞核内高于胞浆。结论:低氧能够促进SkMs增殖,HIF-1α可能是通过氧浓度调控的核转位的方式参与了低氧促SkMs的增殖。     

低氧条件下大鼠肺动脉平滑肌细胞中活性氧与低氧诱导因子-1α和细胞增殖的关系

在低氧条件下,观察大鼠肺动脉平滑肌细胞（pulmonary arterial smooth muscle cells,PASMCs）中活性氧（reactive oxygen species,ROS）的变化,探讨ROS的变化是否通过调控低氧诱导因子-4α（hypoxia-inducible factor 1α, HIF-1α）的表达影响PASMCs的增殖。采用组织块法原代培养大鼠PASMCs,分成3组：常氧组（21％O2,24h）,低氧组（5％O2,24h）,低氧＋Mn-TBAP组（5％O2,24h,Mn-TBAP是一种ROS清除剂）。用激光共聚焦显微镜荧光染色法检测细胞内ROS的变化;用RT-PCR和免疫组织化学方法分别测定HIF-1α mRNA和蛋白的表达;用MTT法检测细胞增殖程度。结果显示：（1）低氧组PASMCs内ROS水平明显高于常氧组（P〈0．05）,低氧＋Mn-TBAP组ROS水平明显低于低氧组（P〈0．05）,但仍高于常氧组（P〈0．05）;（2）低氧组及低氧＋Mn-TBAP组的HIF-1α mRNA和蛋白表达均高于常氧组（P〈0．05）,且低氧组表达高于低氧＋Mn-TBAP组（P〈0．05）;（3）低氧组细胞增殖明显高于常氧组和低氧＋Mn-TBAP组（P〈0．05）,低氧＋Mn-TBAP组细胞增殖高于常氧组（P〈0．05）。结果表明：在低氧条件下大鼠PASMCs中ROS水平明显升高,RROS的变化能够调节HIF-1α的表达,进而影响平滑肌细胞的增殖,提示ROS可能在肺动脉高压的发病机制和低氧信号转导中具有重要作用。     

低氧诱导因子-1的结构、功能、调节及其与低氧信号转导的关系

在许多类型细胞均发现低氧可诱导低氧诱导因子-1（HIF-1）水平的 增高,说明存在一个普遍的氧感受和低氧信号转导机制,其中HIF-1起着重要的作用。本文 综述了HIF-1的结构、功能和活性调节及其与低氧信号转导的关系等方面的研究进展。     

低糖低氧对神经干细胞增殖和代谢的影响

目的:本研究旨在探讨低糖低氧对大鼠神经干细胞增殖和代谢的影响。方法:实验采用不同葡萄糖浓度的培养基以及不同的氧浓度进行处理:高糖(4.5g/L)、低糖(1.4g/L);常氧(20%O2)、低氧(3%O2);神经干细胞(NSCs)来自孕13.5d的大鼠中脑,在不同糖浓度下培养至第三代进行低氧处理,分为低糖常氧(L+N)、低糖低氧(L+H)、高糖常氧(H+N)、高糖低氧(H+H)组。神经干细胞在上述四种条件下分别培养1、3、5d后,利用CCK-8检测神经干细胞的增殖情况;生化分析仪测定细胞培养上清液中葡萄糖、乳酸、丙酮酸浓度;RT-PCR方法检测葡萄糖转运蛋白4(GluT4)、葡萄糖激酶(GK)、丙酮酸激酶(PK)和乳酸脱氢酶(LDH)的表达变化。结果:在低糖低氧条件下培养3d时NSCs的数量增加最为明显;低糖低氧条件下,葡萄糖浓度降低最为显著;而丙酮酸浓度在低糖处理组均高于高糖处理组;同样地,在低糖低氧处理组培养上清中乳酸含量增加的幅度最大;此外,在低糖或低氧时Glut4和PK的表达也明显高于对照组。结论:低氧能促进NSCs的增殖,而以低氧和低糖共同作用时更为明显;在低氧低糖条件下,神经干细胞的代谢发生变化,葡萄糖的利用明显增加,主要通过糖酵解途径代谢产能。     

低氧与神经干细胞

由于氧在能量代谢和内环境稳定中起重要调节作用,所以地球上绝大多数生命都离不开氧（YunZhong,2002）。作为重要的生理病理调节因素,氧浓度改变的影响可以贯穿整个生命过程：从胚胎发育到成体正常功能的维持,多种病变,衰老退变等。NSCs不仅存在于发育中的哺乳动物中枢神经系统中,而且也存在于几乎所有成年哺乳动物,包括人类的神经系统中。     

RNA干扰沉默低氧诱导因子-1α对低氧下大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖的影响

本研究应用基因克隆技术,将合成的发卡样特异性低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1alpha,HIF-1α）干扰寡核苷酸（siRNA）序列插入真核表达载体中,构建出特异性HIF-1α基因RNA干扰（RNAi）真核表达载体。采用组织块种植法,原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞（pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs）,将构建出的特异性HIF-1αRNAi真核表达载体转染到PASMCs;分别在常氧和低氧下进行细胞培养,采用RT-PCR检测PASMCsHIF-1αmRNA表达水平,用MTT和流式细胞仪检测细胞增殖水平,探讨低氧条件下HIF-1αRNAi真核表达载体对PASMCs增殖的影响。结果表明,低氧培养48h后,正常PASMCs和转染了HIF-1αsiRNA阴性表达载体的细胞增殖显著,HIF-1αmRNA表达水平也显著升高;而转染了HIF-1αsiRNA阳性表达质粒的细胞增殖不显著,HIF-1αmRNA表达水平较低。结果提示：HIF-1αRNAi真核表达载体能显著干扰培养的PASMCsHIF-1αmRNA表达,同时抑制低氧环境下PASMCs的增殖。     

线粒体ATP敏感钾通道对大鼠肺动脉平滑肌细胞低氧诱导因子-1α表达及细胞增殖的作用

本文旨在探讨线粒体ATP敏感钾（mitochondrial ATP-sensitive K＋,MitoKATP）通道对大鼠肺动脉平滑肌细胞低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）表达和细胞增殖的影响。原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞,分为常氧对照组、常氧＋diazoxide（MitoKATP通道的选择性开放剂）组、常氧＋5-hydroxydecanoate（5-HD,MitoKATP通道的选择性阻断剂）组、低氧对照组、低氧＋diazoxide组、低氧＋5-HD组,共6组,分别应用罗丹明123荧光技术检测各组大鼠肺动脉平滑肌细胞的线粒体膜电位,免疫组化检测HIF-1α的表达及酶联免疫检测仪检测细胞增殖的变化。结果显示,常氧＋ diazoxide组与常氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达及细胞增殖明显增强（P〈0．05）;低氧＋diazoxide组与低氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达及细胞增殖明显增强（P〈0.05）：常氧＋5-HD组与常氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达、细胞增殖没有明显变化（P〉0．05）;但低氧＋5-HD组与低氧对照组比较,罗丹明123荧光明显减弱、HIF-1α表达及细胞增殖有所减弱（P〈0．05）。结果提示：MitoKATP通道的开放能引起大鼠肺动脉平滑肌细胞线粒体膜去极化,并可以促进HIF-1α的表达及细胞增殖。     

氯化钴对小鼠NIH3T3细胞增殖和凋亡的影响

目的:观察氯化钴(Cocl2)对体外培养的小鼠NIH3T3细胞增殖和凋亡的影响.方法:首先利用MTT法和流式细胞术检测不同浓度Cocl2对小鼠NIH3T3细胞增殖及凋亡的影响.然后利用免疫印迹检测HIF-1α和凋亡相关蛋白Bcl-2及Bax的表达.结果:(1)MTT结果显示,低于250μ mol/L的Cocl2作用NIH3T3细胞24 h对细胞的增殖活力影响不大,当浓度增加到500μ mol/L以上时会明显抑制细胞的增殖活力.(2)流式细胞仪检测结果显示低浓度Cocl2(≤ 250μ mol/L)并不会引起NIH3T3细胞明显的凋亡和坏死,增加浓度(≥500μmol/L)会导致细胞早期凋亡和坏死增加.3)不同浓度Cocl2作用NIH3T3细胞24 h均可诱导细胞中HIF-1α表达上调,同时Bax/Bcl-2的比值增高.结论:高浓度Cocl2可以抑制小鼠NIH3T3细胞增殖,促进凋亡发生.     

低氧后处理诱导的低氧诱导因子-1α表达上调减轻H9c2心肌细胞低氧/复氧损伤北大核心CSCD

本文旨在探讨低氧后处理(hypoxic postconditioning)对低氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)所致的心肌细胞损伤以及低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)表达的影响,并分析二者之间可能的关系。利用H9c2心肌细胞株建立低氧/复氧和低氧后处理模型,通过测定细胞存活率、细胞培养液中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的活性及caspase-3活性来观察低氧/复氧造成的H9c2细胞的损伤,用Westernblot检测H9c2细胞内HIF-1α的蛋白水平,用real-timePCR检测细胞内HIF-1α的mRNA水平。结果显示,低氧后处理提高了低氧/复氧H9c2细胞的存活率,降低了LDH及caspase-3活性。同时,低氧后处理增加了H9c2细胞内HIF-1α的蛋白水平。预先利用HIF-1α脯氨酸羟化酶抑制剂DMOG上调HIF-1α的蛋白水平后,由低氧/复氧导致的H9c2细胞的损伤明显减轻,其效应与低氧后处理完全一致。对H9c2细胞内HIF-1α蛋白水平与细胞存活率进行相关性分析,结果显示二者呈显著正相关(r=0.743,P<0.01);而运用siRNA方法抑制细胞内HIF-1α基因表达后,显著削弱了低氧后处理减轻低氧/复氧细胞损伤的效应。以上结果提示,HIF-1α表达上调是低氧后处理减轻细胞低氧/复氧损伤的机制之一。     

L-型钙通道对大鼠胚胎海马神经干细胞增殖和分化的调控

为鉴定大鼠胚胎海马神经干细胞(NSCs)是否表达功能性的L-型钙通道,L-型钙通道是否参与了对大鼠胚胎NSCs增殖和分化调控.分离孕15天Wistar大鼠胚胎海马组织,制成单细胞悬液,利用无血清培养技术,在添加bFGF、EGF、N-2和B27 supplement的DMEM/F12培养液中进行培养.采用细胞免疫荧光法对原代至第5代细胞进行鉴定,均有巢蛋白(nestin)的表达,第3代nestin阳性细胞比例达97%.把培养的细胞诱导分化5天后,这些细胞表现为神经元和星形胶质细胞的形态,且分别呈Ⅲ型β-微管蛋白(Tuj1)阳性和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性;细胞免疫印迹结果显示,NSCs表达L-型钙通道的Cav1.2α1C亚单位,而无Cav1.3α1D亚单位的表达;利用全细胞膜片钳技术在NSCs上记录到了L-型钙电流,证明了NSCs所表达的L-型钙通道具有功能.进一步对细胞进行药理学干预,发现L-型钙通道的激活不仅可以促进胚胎NSCs的增殖,而且使增殖的NSCs向神经元分化的比例显著增加.以上结果表明,Wistar大鼠胚胎海马NSCs表达功能性的L-型钙通道;L-型钙通道参与了胚胎NSCs增殖和分化的调控.     

低氧对胎盘基蜕膜间充质干细胞增殖、凋亡和血管内皮细胞生长因子表达的影响

本文旨在探讨生理低氧和无血清培养条件下人胎盘基蜕膜间充质干细胞（placental decidua basalis—mesenchymal stemcells,PDB-MSCs）的生物学特征和细胞因子的表达情况。采用密度梯度离心法培养获得PDB—MSCs,利用MTT法、流式细胞术检测PDB—MSCs在不同氧浓度（20％02和1％O2）、有无血清（10％FBS和0％FBS）条件下各个时间点（6h、12h、24h、48h、72h、96h）的增殖和凋亡情况,并采用酶联免疫吸附实验（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）检测无血清条件下各个时间点细胞上清液中血管内皮细胞生长因子（vascularendothelial growth factor,VEGF）含量。结果显示,在特定的时间内低氧可以促进PDB—MSCs增殖（P〈0．01,n=3）,而血清对PDB—MSCs增殖的影响与氧浓度关系密切;同时,在本实验条件下,低氧、无血清分别或联合培养不会导致PDB—MSCs凋亡（P〉0．05,n=3）;在无血清条件下,24h时低氧组PDB-MSCs表达较高水平的VEGF。以上结果提示,PDB—MSCs可能成为缺血相关组织工程产品种子细胞的一个新来源。     

胚胎干细胞向血液干细胞定向分化的研究进展

骨髓移植是目前治疗恶性白血病以及遗传性血液病最有效的方法之一。但是HLA相匹配的骨髓捐献者严重短缺,骨髓造血干细胞（hematopoietic stem cells,HSCs）体外培养困难,在体外修复患者骨髓造血干细胞技术不成熟,这些都大大限制了骨髓移植在临床上的应用。多能性胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）具有自我更新能力,在合适的培养条件下分化形成各种血系细胞,是造血干细胞的另一来源。在过去的二十多年里,血发生的研究是干细胞生物学中最为活跃的领域之一。小鼠及人的胚胎干细胞方面的研究最近取得了重大进展。这篇综述总结了近年来从胚胎干细胞获得造血干细胞的成就,以及在安全和技术上的障碍。胚胎干细胞诱导生成可移植性血干细胞的研究能够使我们更好地了解正常和异常造血发生的机制,同时也为造血干细胞的临床应用提供理论和实验依据。     

Gene delivery to embryonic stem cells

Since the establishment of embryonic stem (ES) cells and the identification of tissue-specific stem cells, researchers have made great strides in the analysis of the natural biology of such stem cells for the development of therapeutic applications. Specifically, ES cells are capable of differentiating into all of the cell types that constitute the whole body. Thus, ES cell research promises new type of treatments and possible cures for a variety of debilitating diseases and injuries. The potential medical benefits obtained from stem cell technology are compelling and stem cell research sees a bright future. Control of the growth and differentiation of stem cells is a critical tool in the fields of regenerative medicine, tissue engineering, drug discovery, and toxicity testing. Toward such a goal, we present here an overview of gene delivery in ES cells, covering the following topics: significance of gene delivery in ES cells, stable versus transient gene delivery, cytotoxicity, suspension versus adherent cells, expertise, time, cost, viral vectors for gene transduction (lentiviruses, adenoviruses, and adeno-associated viruses, chemical methods for gene delivery, and mechanical or physical gene delivery methods (electroporation, nucleofection, microinjection, and nuclear transfer).     

Effects of hypoxia on the proliferation and differentiation of NSCs

Oxygen is vital to nearly all forms of life on Earth via its role in energy homeostasis and other cell functions. Until recently, the effects of oxygen on the proliferation and differentiation of neural stem cells (NSCs) have been largely ignored. Some studies have been carried out on the basis of the fact that NSCs exists within a “physiological hypoxic” environment at 1 to 5% O₂ in both embryonic and adult brains. The results showed that hypoxia could promote the growth of NSCs and maintain its survival in vitro. In vivo studies also showed that ischemia/hypoxia increased the number of endogenous NSCs in the subventricular zone and dentate gyrus. In addition, hypoxia could influence the differentiation of NSCs. More neurons, especially more doparminergic neurons, were produced under hypoxic condition. The effects of hypoxia on the other kind of stem cell were briefly introduced as additional evidence. The mechanism of these responses might be primarily involved in the hypoxic inducible factor-1 (HIF-1) signal pathway. The present review summarizes recent works on the role of hypoxia in the proliferation and differentiation of NSCs both in vitro and in vivo, and the mechanism involved in HIF-1 signaling pathway behind this response was also discussed.     

A human endothelial cell feeder system that efficiently supports the undifferentiated growth of mouse embryonic stem cells

Feeder cells are commonly used to culture embryonic stem cells to maintain their undifferentiated and pluripotent status. Conventionally, mouse embryonic fibroblasts (MEFs), supplemented with leukemia inhibitory factor (LIF), are used as feeder cells to support the growth of mouse embryonic stem cells (mESCs) in culture. To prepare for fresh MEF feeder or for MEF-conditioned medium, sacrifice of mouse fetuses repeatedly is unavoidable in these tedious culture systems. Here we report the discovery of a human endothelial cell line (ECV-304 cell line) that efficiently supports growth of mESCs LIF-free conditions. mESCs that were successfully cultured for eight to 20 passages on ECV-304 feeders showed morphological characteristics similar to cells cultured in traditional feeder cell systems. These cells expressed the stem cell markers Oct3/4, Nanog, Sox2, and SSEA-1. Furthermore, cells cultured on the ECV-304 cell line were able to differentiate into three germ layers and were able to generate chimeric mice. Compared with traditional culture systems, there is no requirement for mouse fetuses and exogenous LIF does not need to be added to the culture system. As a stable cell line, the ECV-304 cell line efficiently replaces MEFs as an effective feeder system and allows the efficient expansion of mESCs.     

溶血磷脂酸促进离体大鼠胚胎神经干细胞的增殖及其向胆碱能神经元分化

溶血磷脂酸（1ysophosphatidic acid,LPA）是一种细胞外磷脂信号。本研究用[^3H]-胸腺嘧啶掺入法、免疫细胞化学和Western blot等技术,观察了LPA对体外培养的大鼠胚胎神经干细胞（neural stem cells,NSCs）的增殖以及向MAF2标记的一般神经元和ChAT标记的胆碱能神经元的分化的影响。结果显示：（1）在特殊的无血清培养基中加入低浓度的LPA（0．01-1．0μmol/L）后,NSCs对【^3H】-胸腺嘧啶的摄入呈剂量依赖性增加,表明LPA对NSCs有显著的促增殖作用;（2）在培养基中加入胎牛血清以诱导NSCs的分化,发现低浓度的LPA增加MAF2阳性和ChAT阳性神经元的比例,0．1μmol／L LPA引起的增加达到峰值;（3）Western blot分析显示LPA促进了MAP2和ChAT的表达;（4）在诱导NSCs出现分化早期,用倒置显微镜观察到低浓度的LPA明显促进细胞突起的生长和细胞的迁移。以上结果表明,低浓度LPA在一定范围内可以促进NSCs的增殖、并分化为一般的MAP2阳性神经元和特殊的胆碱能神经元,而且LPA可以促进在分化早期出现的神经元或神经胶质细胞前体细胞的迁移和突起生长。     

人胚胎干细胞的研究

来自着床前的囊胚和早期人胚胎的人胚胎干细胞是未分化的多能干细胞,具有无限增殖和分化的潜力,这种特性使之在基础研究和移植治疗中具有广泛的应用。尤其是胚胎干细胞可以产生任何类型的可供临床使用的细胞、组织和器官的潜力,将会带来一场医学革命。