microRNA在多能干细胞向心肌细胞分化中的作用

microRNAs(miRNAs)是长约22 nt的非编码RNAs,广泛参与细胞的增殖、分化、病变、修复和凋亡等多种生命活动．多能干细胞（pluripotent stem cells）是指体外具有自我更新和多向分化潜能的细胞,在一定条件下可被定向诱导分化为多种细胞类型．miRNAs在多能干细胞中表达丰富,并通过调控基因表达影响其自我更新及分化．由多能干细胞向心肌细胞分化的方法主要有3种,即拟胚体形成法、与内胚层细胞共培养法和特定诱导物添加法．虽然这3种方法均可成功诱导多能干细胞向心肌细胞分化,但重复率很低. 所以,人们把研究的视野逐渐转向miRNAs--这个广泛参与细胞生命活动的小分子物质．大量研究表明,在多能干细胞中,不同的miRNAs可通过打靶不同基因影响其向心肌细胞分化．在间充质干细胞中,miR-1、miR-133 和miR-499可分别打靶Hes-1、SRF和Pdcd4| 而在胚胎干细胞中,miR-1和miR-499分别打靶 Hand2和Pacs2促进其向心肌细胞分化．miRNAs在多能干细胞向心肌分化作用机制的研究必将促进再生医学在心脏疾病治疗上的应用．     

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。     

MicroRNAs与多潜能干细胞的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类内源性非编码小RNA,通过调控基因表达来参与生命过程中的一系列重要进程。越来越多的证据表明,miRNAs参与了几乎所有生物代谢过程,其胚胎干细胞的自我更新与分化和在多能干细胞(iPSCs)中的诱导调节作用也日益受到关注。该文介绍了miRNAs的生成、检测方法以及miRNAs对胚胎干细胞(ESCs)及诱导多能性干细胞的调控作用,并对miRNAs的应用前景进行了展望。     

干细胞向甲状腺滤泡细胞的分化研究

我国目前有超过2亿的甲状腺疾病患者,其中一部分患者经历外科或者放射治疗后可引起甲减,只能通过终身服用合成甲状腺激素进行替代治疗。随着多能干细胞分化研究的深入,已有多种方法将多能干细胞诱导分化为甲状腺滤泡细胞,利用多能干细胞产生甲状腺滤泡细胞,为临床移植治疗甲状腺功能减退症提供新的思路。本文总结近年来诱导多能干细胞分化为甲状腺滤泡细胞的研究进展,并在此基础上对分化细胞的鉴定、安全性及临床应用面临的问题等进行讨论。     

多能干细胞向角膜上皮分化的研究进展

许多患者因眼表疾病而遭受视力损害,角膜或角膜缘干细胞移植是这类患者重建光明的希望,但由于供体材料短缺,限制了其临床应用,使很多患者无法得到有效的治疗。随着多能干细胞分化研究的深入,已有多种方法将多能干细胞诱导分化为角膜上皮样细胞,利用多能干细胞产生角膜上皮组织供临床移植成为解决这一问题的思路之一。本文总结近年来诱导多能干细胞分化为角膜上皮样细胞的研究进展,并在此基础上对分化细胞的纯化鉴定、安全性和临床应用所面临的问题等进行讨论。     

MiR-302/367在体细胞向多能性干细胞重编程中的研究

MicroRNA-302/367(miR-302/367)发现于2003年,是一类长度在21～22 nt的miRNA簇,与多能性干细胞自我更新及多向分化有重要关系.在体细胞向多能性干细胞重编程中具有重要作用. miR-302/367簇中各miRNA具有相对保守的种子区及靶基因,主要通过抑制靶基因蛋白质的翻译,从而促进间质-上皮转化（mesenchymal epithelial transition, MET）、抑制细胞周期、调控细胞分化相关基因及表观遗传水平等方式促进体细胞向多能性细胞重编程.本文对miR 302/367的发现、结构、miR 302/367在多能性细胞中的作用及在体细胞向多能性干细胞重编程中的作用及其机理等做一综述.     

诱导多能干细胞研究进展

成熟的体细胞过表达转录激活因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc能够转化为具有多能性的干细胞,称为诱导多能干细胞。类似于胚胎干细胞,诱导多能性干细胞具有自我更新和多向分化潜能性两个主要特征。同胚胎干细胞相比,诱导多能干细胞不仅能够为以细胞替代治疗为核心的再生医学提供无限的细胞来源,而且有望解决胚胎干细胞临床开发面临的伦理道德及免疫排斥问题。从诱导多能干细胞技术的建立、重编程的机理及其在临床中的应用几方面作简要综述。     

miR-302/367家族研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类长度约为22 nt的内源性小分子非编码RNA,几乎参与了机体生命活动的所有过程。Micro RNA-302/367(miR-302/367)家族,包括miR-302a/b/c/d和miR-367等成员。近些年,人们对miR-302/367家族在胚胎干细胞的自我更新与多能干细胞的诱导机制进行较为深入的研究。此外,该家族在肿瘤和炎症反应等方面调控作用也日益受到关注。现就miR-302/367的功能研究进展作一综述。     

人多能干细胞分化为巨核细胞和血小板高效功能筛选模型的建立

人多能干细胞具有分化为包括巨核细胞在内的多种成熟血细胞的能力,诱导人多能干细胞高效分化产生功能性血小板,为解决临床上血小板来源不足提供了潜在的新来源.建立高效的功能筛选平台,寻找调控巨核分化和血小板产生的关键基因和作用机制,有助于实现体外高效和大规模产生血小板.利用脐带血CD34+细胞巨核分化和血小板产生体系以及转录组测序鉴定了调控巨核细胞分化的关键信号通路和基因.利用小鼠(Mus musculus)mAGM-S3基质细胞共培养策略,建立了人多能干细胞高效产生功能性血小板颗粒的模型.利用此模型,对候选的基因进行了功能筛选.结果表明,转录因子RUNX1和ERG显著促进人多能干细胞分化为巨核细胞和血小板.本研究建立的筛选平台可用于揭示人多能干细胞巨核分化和血小板发生的机制.同时,鉴定的转录因子可作为重要的编程因子用于规模化血小板的生产.     

造血干细胞相关microRNAs的筛选及其促分化研究

为了获得人脐血造血干细胞(HSCs)的microRNAs(miRNAs)表达谱,并对相关miRNAs功能进行初步鉴定.利用免疫磁珠(MACS)和流式细胞仪(FACS)细胞分选技术分离人脐血造血干细胞(HSCs),分别提取细胞总RNA并分离小分子RNA,经荧光标记后与miRNAs基因芯片杂交,获得HSCs的miRNAs表达谱,集落形成实验(CFC)研究在HSC中高表达miR-520h对HSC的促分化作用.成功分离人脐血CD34 细胞和HSC,经基因芯片杂交获得31个造血干细胞相关miRNAs,其中22个为低表达,9个为高表达;经实时定量RT-PCR验证miR-520h显著升高,CFC实验表明其可增加多种集落形成,具有促进HSC向祖细胞分化的作用.上述结果表明,人脐血HSC具有自身特征性miRNAs,参与并调控HSC生物学功能,为深入探讨miRNAs在造血系统发育中的作用打下基础.     

MicroRNA-302/367 cluster功能的研究进展

MircroRNA (miRNA)是一段长度约为22个nt的小型非编码RNA,广泛存在于真核生物中,具有调节基因表达的作用。对miRNA的鉴定、功能分析和调控机理研究已成为当今生物领域的热点。miR-302/367cluster属于胚胎干细胞特异性细胞周期调控miRNAs家族成员(embryonic stem cell-specific cell cycle-regulating family of microRNAs,ESCC miRNAs),通常由5个成员miR-302a、miR-302b、miR-302c、miR-302d及miR-367组成,大多分布在脊椎动物中。研究表明,该miRNAs簇对细胞多种生理过程起重要调控作用,如人胚胎干细胞(hESCs)多能性的维持、自我更新等。本研究概述了miRNA的合成及作用机理,ESCC miRNAs促进体细胞再程序化,并总结了miR-302/367 cluster在细胞周期调控、表观遗传修饰及一些细胞信号转导途径中的作用,为采用该类miRNAs诱导体细胞再程序化为iPS细胞(Induced pluripotent stem cells)提供一定的理论基础。     

干细胞治疗心血管疾病的研究进展

干细胞移植能促使受损心肌再生和改善心功能,是治疗心血管疾病的理想选择。现在有多种干细胞用于研究,用于治疗心血管疾病的干细胞包括胚胎干细胞,诱导多能干细胞、骨髓间充质干细胞和心脏干细胞。不同类型的干细胞都有各自的优点和局限性。胚胎干细胞由于伦理问题应用受到限制。诱导多能干细胞具有胚胎样细胞的特性,增殖能力很强,但是有形成肿瘤的风险。间充质干细胞由于具有免疫调节特性可作为万能供体细胞。心脏干细胞比其它类型的干细胞能更好地表达心肌分化的标记物,改善心脏功能。本文对干细胞在心血管疾病研究及治疗中的最新进展进行综述。     

哺乳动物精原干细胞的研究进展

精原干细胞是雄性体内可以永久维持的成体干细胞,它具有自我更新和分化的能力,保证了雄性个体生命过程中精子发生的持续进行,从而实现将遗传信息传递给下一代。精原千细胞不仅可在体外实现长期培养或诱导分化为各级生精细胞,并且可在特定条件下将其诱导去分化成为多能性干细胞。同样,这种多能性干细胞如同胚胎干细胞,可被诱导形成造血细胞、神经元细胞、肌细胞等多种类型细胞。鉴于其独具的生物学特性,精原干细胞在揭示精子的发生机制、治疗雄性不育和转基因动物等研究中具有重要价值。该文对精原干细胞在生物学特性、纯化培养、移植、体外诱导分化及其相关调控方面的各项研究进行了小结,综述了近年来的研究历程和最新研究成果。     

microRNA499 慢病毒载体转染诱导大鼠骨髓间充质干细胞 向心肌样细胞分化*

目的:探讨microRNA 499(miR-499)慢病毒转染对诱导大鼠骨髓来源间充质干细胞(BM-MSCs)向心肌样细胞分化的作用。方法:取第四代Wistar大鼠骨髓来源间充质干细胞进行流式细胞检测,鉴定干细胞表面特异标记物。使用符合干细胞鉴定标准的细胞批次用于后续实验。实验设置miR499慢病毒转染、慢病毒空白转染2个处理组,分别于处理后即日、1d,3d,5d,7d收集细胞进行下列实验:实时荧光定量PCR检测心肌重要转录因子GATA4、NKx2.5和MEF2C的mRNA表达,western-blot检测心肌特异蛋白I(cTnI)的表达。结果:培养第四代Wistar大鼠骨髓来源间充质干细胞表达干细胞表面特异标记物,可用于实验。大鼠骨髓来源间充质干细胞microRNA 499慢病毒载体转染后microRNA 499表达明显升高,且转染后1d,3d,5d,7d,GATA4、NKx2.5和MEF2C的mRNA表达逐渐增强。慢病毒空白转染组未见明显变化。western-blot检测自第3天开始可见cTnI阳性表达条带,慢病毒空白转染组未检测到明显阳性表达条带。结论:microRNA 499可诱导大鼠骨髓来源间充质干细胞向心肌样细胞分化。     

干细胞研究的新途径:miRNAs

微小RNA(microRNAs,miRNAs)是一类内源性的非编码单链RNA,能够通过与靶mRNA特异性的碱基配对而导致靶mRNA降解或抑制其翻译,从而对基因进行转录后调控。干细胞的自我更新和多向分化过程依赖于广泛而多样的调控机制,miRNAs正是这些调控机制中非常重要的一类分子。研究发现,干细胞的自我更新功能需要多种miRNAs的参与来维持;干细胞的分化也是多种miRNAs参与调控的结果。miRNAs可以作为干细胞研究的一个新的切入点。     

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.     

调控人多能干细胞来源心肌样细胞分化成熟的信号通路及其相关化合物研究进展

由人多能干细胞分化而来的心肌细胞具备良好的基础研究与临床治疗前景,但其结构与功能的不成熟限制了其发展。功能化合物可以直接作用于人多能干细胞向心肌细胞分化成熟过程中的信号通路。添加功能化合物是一种简单、有效、可重复性好的方法。许多团队在促进人多能干细胞向心肌分化成熟的信号通路与功能化合物研究方面取得了实质性的科研进展,该文针对这两方面作出综述,以期为后续实验提供指导。     

小分子化合物诱导干细胞向视网膜感光细胞分化的研究进展

干细胞是一类具有多向分化潜能的细胞群,如胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)、诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cell,i PSC)等,可在特定的条件下向包括视网膜感光细胞在内的多种细胞分化。小分子化合物是一类由组织细胞合成、分泌的小分子多肽类因子,特定的小分子化合物可作用于干细胞诱导其向视网膜感光细胞分化。目前,对干细胞体外培养,通过使用不同的诱导培养方案,探索干细胞向视网膜感光细胞分化的研究成为热点。早期,研究者们主要在共培养条件下采用小分子化合物诱导ESC向视网膜感光细胞分化,随着研究的进展,逐渐开始探索在无共培养条件下小分子化合物诱导ESC向视网膜感光细胞的分化以及小分子化合物诱导i PSC向视网膜感光细胞的分化。本文主要就小分子化合物促进ESC和i PSC向视网膜感光细胞分化的研究进展进行综述。     

MicroRNAs和细胞分化

MicroRNAs（miRNAs）是一类大约22个核苷酸大小的非编码RNA,它们通过剪切靶基因的转录产物或者抑制转录产物的翻译从而起到转录后调控靶基因表达的作用。干细胞是指一类能够自我更新的,尚未分化的,但具有形成各种不同功能的终末分化细胞能力的细胞。在干细胞的分化过程中,大量基因参与其中,这些基因的表达水平会影响细胞分化的整个过程。MicroRNAs参与各种干细胞的分化过程,进而影响个体的发育。     

干细胞概述

干细胞是存在于胚胎和成体中的一类特殊细胞,它能长期地自我更新,在特定的条件下具有分化形成多种终末细胞的能力,不同来源的干细胞分化潜能各异。从早期胚胎内细胞团分离的胚胎干细胞能分化形成个体所有的细胞类型,并具有在体外无限增殖的能力,是最具有临床应用前景和研究价值的干细胞之一。在成体各种组织和器官中也存在成体干细胞,用于维持机体结构和功能的稳态。近期有关成体干细胞可塑性的研究和成体组织中多能干细胞存在的证据扩大了人们对成体干细胞分化潜能的认识。干细胞具有的多向分化潜能和自我更新能力使其成为未来再生医学的重要种子细胞,并成为研究人类早期胚层特化和器官形成、药物筛选以及基因治疗的最佳工具。