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.     

人胚胎干细胞向心肌细胞定向诱导分化

最近已有多种方案用于人胚胎干细胞向心肌细胞分化,但是分化效率相对较低。因此,有必要研究更恰当的分化方法,来加强心肌细胞分化,从而产生满足细胞移植治疗需要的大量细胞。本研究表明,早期拟胚体形成阶段使用含血清培养基对人胚胎干细胞向心肌分化具有至关重要的作用。在EB形成阶段的第5-7天,加入维生素C、二甲基亚砜和5-氮杂2′-脱氧胞苷处理,能够促进具有自发节律性收缩的心肌细胞的分化。用0.1mmol／L AA,特别是与5-aza-dC联合能诱导分化更多的搏动心肌细胞。大部分自发节律收缩的细胞团的收缩频率与成人心脏搏动频率一致,并持续至194天。     

胚胎干细胞分化潜能研究进展

胚胎干细胞(ESC)是来源于哺乳动物早期胚胎的一种具有多向分化潜能的细胞。目前已经从胚胎干细胞分化培育出了心肌细胞,神经细胞,血管内皮细胞和壁细胞,胰岛细胞等。胚胎干细胞的诱导分化可以从形成拟胚体途径,也可以直接分化。对胚胎干细胞的研究具有广阔的应用前景,但也存在很多问题尚待解决。     

心脏成纤维细胞旁分泌能力影响小鼠胚胎干细胞的命运（英文）

本研究旨在探讨心脏成纤维细胞旁分泌能力对小鼠胚胎干细胞的影响。新生小鼠和成年小鼠成纤维细胞的条件培养基(ConM-NCF、ConM-ACF)分别稀释50倍(1:50)或5倍(1:5),通过RT-real time PCR技术、ELISA、细胞增殖检测以及计数心肌分化过程中跳动拟胚体(embryoid body, EB)的比例,观察这些条件培养基对小鼠胚胎干细胞的影响。结果显示,成纤维细胞细胞因子的分泌能力在发育过程中发生显著变化,其中白细胞介素6 (interleukin 6, IL6)随发育成熟显著增加。ConM-NCF抑制干细胞的增殖,但高、低浓度对干性基因表达的作用不同。Con M-ACF 1:50促进干细胞增殖并上调干性基因,但Con M-ACF1:5作用相反。ConM-NCF和ConM-ACF都能抑制干细胞的心肌细胞分化能力,但又各有特点:ConM-NCF 1:50抑制早期心肌分化但不影响晚期心肌细胞标记物的表达;ConM-ACF 1:50抑制早期心肌分化比ConM-NCF 1:50更显著,阻碍心肌成熟并上调分化晚期的心肌细胞标记物表达水平。此外,IL6中和抗体抑制ConM-ACF 1:50对干细胞的促增殖作用,但不影响ConMNCF 1:50的作用。干细胞分化过程中长期应用IL6中和抗体,抑制早期心肌细胞分化,但对晚期分化不产生影响。以上结果提示,心脏成纤维细胞分泌的细胞因子种类和浓度都对小鼠胚胎干细胞的增殖、干性基因表达和心肌分化有重要意义,其中ConM-ACF分泌的IL6是干细胞干性维持和心肌细胞分化的有利因素。     

通过形成类胚体诱导人羊水多能干细胞向心肌细胞分化

由人羊水中分离羊水多能性干细胞,通过形成类胚体诱导其向心肌细胞分化.取人羊水标本进行体外培养,分离得到人羊水干细胞,已连续传代培养至42代,采用免疫细胞化学、RT-PCR和流式细胞仪技术对羊水干细胞的生物学特性进行检测.取10～15代羊水干细胞,悬浮培养使其形成类胚体,进而向心肌细胞诱导分化.培养的羊水干细胞呈成纤维样,表达部分胚胎干细胞特异标志基因,悬浮培养可形成类胚体.类胚体碱性磷酸酶(AP)检测呈阳性,表达三胚层特异标志基因fgf5、ζ-globin和α-fetoprotein.羊水干细胞形成类胚体后进行诱导,得到α-actin阳性细胞,表达心肌细胞特异标志基因Tbx5、Nkx2.5、GATA4和α-MHC.试验结果表明,从人羊水标本中可分离得到具有胚胎干细胞特性的细胞,经初步检测确定为羊水干细胞,并能通过形成类胚体诱导其向心肌细胞分化.     

定向诱导小鼠ES细胞向心肌细胞的分化

为了提高体外诱导ES细胞向心肌细胞分化的效率 ,对以往的诱导方法加以改进 ,采用直接悬浮培养和 0 8%DMSO诱导 ,建立了简便、高效的定向诱导ES细胞向心肌细胞分化的体系 .诱导第 9d起可见自发性、有节律跳动的类胚体出现 ,第 14d达到高峰 ,约有 70 %的拟胚体产生跳动 .用RT PCR的方法在跳动的拟胚体中检测到心肌细胞特异性标志物的表达 ,采用免疫荧光染色的方法在蛋白水平检测到心肌特异的α辅肌动蛋白 (α actinin)的表达 ,并可见清晰肌小节 ,表明在改进的体外诱导条件下ES细胞可分化为成熟的心肌细胞 .     

猪羊水干细胞特异向跳动心肌细胞诱导分化

为了筛选并建立一种由猪羊水干细胞向心肌细胞分化的有效方法,以猪羊水干细胞为研究对象,以5-氮胞苷 (5-aza) 和维生素C (Vc) 为诱导剂,对猪羊水干细胞形成的类胚体 (EBs) 进行诱导分化。应用免疫荧光、RT-PCR、透射电镜技术检测跳动细胞团中心肌特异性标记的表达情况。结果显示,在猪羊水干细胞形成的类胚体中加入心肌细胞诱导剂,10 d后即见到节律性跳动的细胞团,t检验发现0.1 mmol/L Vc加5 μmol/L 5-aza联合诱导组的诱导效率最高,达33％。免疫荧光结果显示跳动心肌细胞团表达细胞骨架蛋白α-actin和肌钙蛋白Tnni3。RT-PCR检测跳动心肌细胞团,发现心肌细胞特异性标记分子TbX5、Gata4、α-MHC、Tnni3均呈阳性表达。借助透射电镜观察诱导后的跳动样细胞团,能清晰可见其中的肌丝、糖原粒、糖原池等结构。说明5-氮胞苷和维生素C可以促进猪羊水干细胞向心肌细胞的诱导分化。     

敲除Pofut1不影响胚胎干细胞向神经元分化

蛋白O-连接岩藻糖基转移酶1 (Pofut1)基因缺失可导致Notch分子无法与配体结合并启动信号传递. 为研究Pofut1基因对哺乳动物胚胎干细胞（ESC）向神经分化的影响,利用Pofut1基因敲除的胚胎干细胞与野生型胚胎干细胞,经体外培养诱导拟胚体（EB）分化为神经细胞,计数分化为神经细胞的比例,采用细胞免疫组化染色和real-time PCR等方法,分析神经细胞特异性标志分子的表达. 结果显示,Pofut1基因缺失后,对EBC生长没有明显影响,分化过程中形成的拟胚体数量明显增多,分化的神经样细胞以及神经标志物分子的表达也明显多于对照组;Notch信号缺失对小鼠胚胎干细胞生长无明显影响,但可以促进ES细胞向神经细胞分化.     

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.     

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...     

小鼠pαMHC-EGFP胚胎干细胞株的构建

应用电穿孔方法将含有α肌球蛋白重链启动子的pαMHC-EGFP载体转染到D3系小鼠胚胎千细胞,应用200μg／ml新霉素进行药物选择。采用悬浮培养法,体外诱导分化心肌细胞。荧光显微镜下,观察到第7天和第8天拟胚体中出现“跳动”的心肌细胞并同时有绿色荧光蛋白的表达。同时与D3系小鼠胚胎干细胞比较心肌细胞分化率的变化无显著差异（P〉0．05）。该细胞株在分化心肌细胞的同时,具有绿色荧光蛋白的标记,因而利于对心肌细胞的识别和纯化。     

人胚胎干细胞和拟胚体基因表达谱的初步分析

利用人类全基因组Affymetrix芯片检测人胚胎干细胞与其自发分化7d的拟胚体之间的差异表达基因.结果显示:与未分化的人胚胎干细胞相比.在分化7d的拟胚体中表达下调2倍及以上的已知和未知基因共有1100个,表达上调2倍及以上的已知或未知基因共有2283个.利用Gostat对这些差异表达基因进行功能分析,发现它们分别与细胞的生物代谢过程、信号传导通路、系统发育、细胞分化、分子功能及亚细胞组分相关.胚胎干细胞具有自我更新能力,是研究早期胚胎发育理想的细胞模型,因此对差异表达基因的功能研究有助于了解维持人胚胎干细胞自我更新的分子机制以及胚胎发育早期的分子事件.     

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.     

心肌样微环境诱导脂肪干细胞分化的研究

微环境在促进干细胞分化过程中起着重要的作用,研究心肌样微环境介导脂肪干细胞向心肌细胞分化有重要意义．将脂肪干细胞与心肌细胞直接或通过细胞培养小室间接共培养,检测脂肪干细胞的分化情况．对于直接共培养体系,采用绿色荧光蛋白CFSE对脂肪干细胞进行标记,然后与心肌细胞以1∶5混合后进行直接共培养,2周后,通过流式细胞仪分选分化的脂肪干细胞,并检测其分化情况．检测方法包括：扫描电镜和透射电镜观察细胞的超微结构;免疫细胞化学检测心肌特异性肌球蛋白重链(MHC)、肌钙蛋白(TnⅠ)和连接蛋白(Cx43);Western blot定量分析;RT-PCR检测心脏特异性转录因子mRNA的表达．结果表明,分化的脂肪干细胞呈现心肌样超微结构,并表达心肌特异性蛋白和转录因子,并且直接共培养体系中分化的脂肪干细胞其表达率明显高于间接共培养体系中的表达率．因此,在心肌样微环境中,除了可溶性细胞因子对分化起作用以外,心肌细胞产生的机械牵拉对脂肪干细胞向心肌细胞分化也起着重要的作用．     

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.     

人类胚胎干细胞体外诱导分化为神经干细胞

人类胚胎干细胞是替代治疗充满希望的细胞来源. 描述了从人胚胎干细胞诱导分化出神经干细胞的方法. 将人胚胎干细胞系PKU1, PKU2在细菌培养皿中悬浮培养, 分化形成囊性拟胚体. 拟胚体接种至组织培养皿, 加入N2培养液和生长因子bFGF培养2周, 拟胚体贴壁、展开,中心出现灶状增生, 有突起的小细胞. 用机械方法取下此种细胞, 重新接种, 则细胞团悬浮生长,形成神经球. 培养10天后, 将神经球打散成单细胞接种, 该细胞贴壁生长旺盛. 免疫荧光检测显示为几乎100% 纯净的nestin阳性细胞. 将培养液中的生长因子撤除, 继续培养7~10天, 细胞分化为神经元, 该细胞呈现β-tubulin isotype_Ⅲ 阳性、GABA阳性、serotonin阳性、synaptophysin阳性. 在生长因子PDGF-AA诱导下, 细胞分化为星形胶质细胞, 其GFAP阳性; 或少突胶质细胞, 其O4阳性. 可见, 人类胚胎干细胞经上述方法培养可分化为典型神经干细胞, 表达神经干细胞特异的标志分子nestin、能自我更新、具有分化为神经系统三类主要细胞的能力.     

小鼠胚胎干细胞分化形成拟胚体过程中的细胞程序性死亡

为了检测小鼠胚胎干细胞 (embryonicstemcell ,ES细胞 )体外分化的拟胚体 (embryoidbodies ,EBs)形成过程中细胞程序性死亡 (programmedcelldeath ,PCD)的发生 ,通过悬滴、悬浮培养技术定向诱导未分化的ES细胞分化为拟胚体 ,并用RT PCR检测原始内胚层、原始外胚层、中胚层、内脏内胚层 4种分子标记物在EBs中的表达 .通过TUNEL染色、电镜、激光共聚焦显微镜及Western印迹以确定凋亡发生 .结果表明 :ES细胞体外分化为拟胚体并且表达各胚层相应的分子标记物 ;在拟胚体的发育过程中出现明显的空腔化过程 ,TUNEL染色及电镜观察到凋亡生成 ,同时线粒体膜电位 (ΔΨm)在拟胚体发育过程中降低 ,通过Western印迹检测到caspase3、caspase8的激活 .表明小鼠ES细胞所分化的拟胚体可以作为研究早期胚胎发育的实验模型 ,线粒体在拟胚体的细胞程序性死亡过程中发挥重要的作用 .为进一步利用拟胚体研究细胞程序性死亡及相关信号分子在小鼠胚胎发育早期的作用奠定了基础     

分离MEF和ES细胞的差速贴壁法研究(简报)

胚胎干细胞的分化控制是胚胎干细胞研究的一个重要方面。由于常规的拟胚体诱导途径是在形成拟胚体后才开始进行诱导分化,受多种胚层的共同作用使得我们无法简便探索诱导分化的机制。而且用这种方法进行的诱导分化试验的结果检测比     

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。     

致心律失常性右室心肌病患者的诱导性多能干细胞系的建立

目的：建立致心律失常性右室心肌病（ARVC）患者特异性的诱导性多能干细胞（iPSCs）,为研究ARVC发病机制提供研究模型。方法：培养来源于ARVC患者皮肤成纤维细胞,并进行突变位点测序鉴定。通过仙台病毒转导入外源性多能转录因子,将ARVC患者皮肤细胞诱导为iPSCs,结合免疫荧光法,实时荧光定量PCR,以及体内外三胚层形成实验对iPS细胞全能型进行鉴定。通过调控Wnt信号通路诱导iPS细胞定向分化为心肌细胞。结果：ARVC患者来源的iPSCs显示碱性磷酸酶阳性,多能性相关基因高表达,胚胎干细胞标志物Oct4,SSEA4,TRA-1-81阳性。体外悬浮培养形成的拟胚体以及体内畸胎瘤形成实验均显示ARVC-iPSCs具有向3个胚层分化能力。经过体外心肌定向,ARVC-iPSC可诱导产生自主节律性搏动细胞团,免疫荧光显示cTnT阳性。结论：本研究使用仙台病毒,建立了无插入型ARVC患者特异的诱导性多能干细胞系,该细胞系具有多能分化特性,并可定向分化为心肌细胞,为研究ARVC的致病因素和药物筛选提供宝贵的实验模型。