功能胰腺β细胞获取与应用的研究进展北大核心CSCD

胰腺β细胞生成和分泌的胰岛素对维持人体正常血糖起到关键作用,胰岛素分泌不足或利用缺陷将会导致糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生。经典的DM治疗方法包括药物治疗和胰岛移植,新兴的胰腺β细胞替代疗法可以使患者摆脱对药物的依赖并且可以缓解胰岛移植供体缺乏的难题。通过重编程技术或者定向诱导干细胞分化等方法可以获得胰腺β样细胞,相关功能已经在体外细胞和动物体内水平得以验证。有些医院已开展了β细胞替代疗法的临床试验。体外获取具有功能的胰腺β样细胞有望成为临床DM细胞治疗的可靠来源。文中总结了胰腺β细胞主要获取方式,讨论了现有方法存在的问题,为将来获取和应用功能胰腺β细胞提供了思路。     

CIK细胞的体外培养与细胞毒作用

CIK（cytokine-induced killer）细胞在体外可以快速扩增,具有高效的非MHC限制性杀瘤活性,被认为是抗肿瘤过继细胞免疫治疗的新希望。随着细胞操作及基因修饰技术的日益精进,人们正逐渐改进CIK细胞的体外培养和处理方法,以便进一步提高CIK细胞的增殖率及特异杀伤力,使其更好地应用于临床。     

小鼠睾丸支持细胞的生物学特性研究

目的:获得高纯度的小鼠支持细胞,用以研究睾丸支持细胞在诱导胚胎干细胞向雄性生殖细胞分化过程中的作用,同时借助睾丸支持细胞减少进行体内诱导试验时可能产生的免疫排斥反应。方法:用胶原酶和胰蛋白酶组合消化结合选择性贴壁法从1周龄昆明白小鼠睾丸分离获得睾丸支持细胞,纯化后进行体外培养,观察其体外培养的生物学特性。结果:睾丸支持细胞体外培养3～4h即贴壁,贴壁后伸出3～4个突起,为成纤维型细胞,在体外培养2～3d即长满全瓶。油红Ο染色显示,其胞质含有大量脂滴。透射电镜观察结果表明,支持细胞核仁周围有卫星核小体。RT-PCR结果显示获得的细胞表达缪勒管抑制物,不表达促黄体素受体和小鼠VASA同源物。结论:获得了较高纯度的小鼠睾丸支持细胞,可以用于诱导小鼠胚胎干细胞向雄性生殖细胞分化的体内和体外试验。     

人胚胎干细胞的体外定向分化

人胚胎干细胞（human embryonic stem cells,hESCs）由囊胚期胚胎内细胞团分离培养获得,具有保持未分化状态的无限增殖能力。hESCs具有多向分化潜能,在体内和体外均可分化形成所有三个胚层（外胚层、中胚层、内胚层）的衍生物。hESCs一般在鼠胚胎成纤维细胞（mouse embryonic fibroblast,MEF）饲养层上培养和扩增。为了优化培养条件,目前人们已发展了多种人类细胞饲养层和无饲养层、非条件培养基体系。hESCs可以在体外定向诱导分化为多种细胞类型,为揭示人胚早期发育机制和发展多种疾病的细胞移植治疗奠定了基础。hESCs可以在体外进行遗传修饰,将有助于揭示特定基因在发育过程中的调控和功能。对hESCs的深入研究将极大地推动医学和生命科学的进展,并将最终应用于临床,造福人类。     

小鼠骨髓源性树突状细胞的体外扩增、鉴定及生物学特性研究

目的:对树突状细胞体外大量扩增及树突状细胞的临床应用提供理论基础.方法:以重组小鼠粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(rmGM-CSF)、重组小鼠白介素-4(rmIL-4)和重组小鼠肿瘤坏死因子-α(rm TNF-α)体外诱导小鼠骨髓细胞分化为DC,倒置显微镜动态观察细胞形态学变化,流式细胞术分析细胞表面分子,并应用混合淋巴细胞反应检测其刺激T淋巴细胞的增殖能力.结果:经体外诱导培养第2天即可见大量细胞集落形成;培养至第9天,DC成熟,具有典型的形态,同时DC可以显著刺激同种异体混合淋巴细胞增殖.结论:体外诱导培养可以获得大量小鼠骨髓来源的DC,可广泛应用于临床实验及实验研究.     

神经干细胞在神经系统疾病中的研究应用进展

随着神经干细胞理论的提出,为神经系统疾病的治疗带来了很大的希望。神经干细胞(NSCs)是指自我更新、且具有分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等多向分化潜能的细胞。当中枢神经系统受到损伤或退行性变时,内源性神经干细胞开始启动神经修复,但受到数量及微环境的影响,作用非常有限。近年,人们采用各种体外培养方法,可以获得一定数量的外源性神经干细胞,在神经干细胞移植治疗各种神经系统疾病,包括缺血性脑卒中、帕金森病、阿尔茨海默病和脊髓损伤等方面做了很多动物及临床前研究。本文综述神经干细胞移植在神经系统疾病治疗中的应用。     

体外诱导小鼠胚胎干细胞产生T谱系潜能造血祖细胞的关键步骤

目的:探索体外诱导小鼠胚胎干细胞(mESC)产生具有T淋巴谱系潜能造血祖细胞的关键步骤和操作技巧,进一步明晰及优化诱导策略,提高功能性血液细胞的体外再生效率。方法:将Runx1和Hoxa9串联重组质粒转染mESC产生iR9-mESC,体外依次诱导可先后产生拟胚体(EB)、诱导性生血内皮细胞(iHEC)、诱导性造血祖细胞(iHPC),随后移植免疫缺陷鼠可检测到受体小鼠中枢和周围淋巴器官中供体来源的T淋巴细胞。其中,在体外培养mESC,电转获得同源重组iR9-mESC,诱导分化形成EB、iHEC及其分选、流式检测和移植等步骤设置不同操作方法对照组。结果:体外培养iR9-mESC时,培养在小鼠胚胎成纤维细胞上比在明胶上更能维持mESC的多能性状态;电转时细胞量为1.2×106能保证电转后培养过程中单个克隆不融合,便于筛选鉴定目的克隆;用巴氏吸管轻柔吹打收集EB保证球状EB的完整性,可以提高诱导分化过程中形成iHEC的比例;分选前免疫磁珠富集CD31+细胞,能提高目的细胞纯度,缩短分选时间,增加细胞活性;尾静脉移植可增加移植成功率和移植细胞数目的准确性。结论:mESC体外诱导分化产生T谱系潜能的造血祖细胞过程中,细胞培养浓度、操作方法细节、工具的使用、分选和移植方法的选择都会影响诱导过程中iHEC和造血祖细胞的含量和谱系特异性,需要针对各分化步骤和时间节点精准操作。     

间充质干细胞长期传代培养条件的研究

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是存在于成体组织间质部分的多能前体细胞,在体外具有自我更新增殖及向成脂、成骨、成软骨分化的潜能,在组织工程和细胞治疗方面具有广阔的应用前景。MSCs在体外长期培养获得足够数量的细胞是MSCs应用的一个重要因素。然而,目前还没有建立MSCs长期传代培养的最适培养体系。该文分别从培养体系中的基础培养基、血清和生长因子对于MSCs细胞长期传代培养的影响进行了论述,旨在为建立MSCs体外长期传代生长的最适培养体系提供理论依据。     

大鼠睾丸曲细精管组织支持细胞/生殖细胞长期共培养与精子发生分析

睾丸体外生殖模型的发展为体外研究睾丸的精子发生分子机制和睾丸毒理学提供了实验工具。很多报道的模型都无法真正地模拟体内复杂的生化分子及功能性相互作用从而导致研究价值有限。该实验拟建立一个体外长期维持睾丸生殖细胞存在,并能持续产生精子细胞的支持细胞/生殖细胞共培养体系。体系中的支持细胞和生殖细胞均由曲细精管组织块迁移到培养皿上,在不添加任何生长因子的情况下维持体外精子发生至圆形精子细胞超过2个月。RT-PCR分析显示,共培养细胞稳定表达cdh1、scp3、tnp2;免疫荧光染色结果显示,CDH1、PLZF、SCP3以及SOX9阳性细胞存在。这些结果例证了体系中同时存在精原干细胞、精母细胞、精子细胞和支持细胞。简单高效的支持细胞/生殖细胞体外共培养体系可用于雄性生殖的分子机制和毒理学研究。     

人脐带血来源造血干细胞体外扩增的研究进展

造血干细胞（HSCs）是血液系统中的一类成体干细胞群,具有自我更新和多谱系分化两个基本特征。造血干细胞移植（HSCT）可以治疗退行性疾病和多种血液系统疾病。脐带血来源造血干细胞（CB HSCs）是降低HLA配型要求的突破点,但单份脐带血中HSCs数量不能满足使用要求,为了获得足够数量的CB HSCs,体外扩增是一种可行的方法。近几年,学者们探索了多种体外扩增方法,包括优化细胞生长因子混合物、与基质细胞共培养及加入小分子化合物（SMCs）激动剂等。目前应用细胞因子联合小分子的扩增方法在多个临床试验中获得成功。本文对目前体外扩增CB HSCs的研究进展做一综述。     

胎儿视网膜色素上皮细胞的原代培养和体外增殖能力的测定

目的：建立胎儿视网膜色素上皮细胞（fRPE）的原代培养方法。方法分离流产胎儿RPE,并进行体外原代培养、传代,免疫荧光检测培养RPE细胞分子标志物。以β细胞增殖诱导剂（二芳基脲衍生物WS3）刺激RPE细胞增殖,并测量其生长曲线。3组细胞比较采用单因素F检验。结果源自不同胎儿的fRPE细胞在原代及体外增殖中并未表现出明显不同。在体外扩增的4代fRPE中,100﹪的细胞表现出了良好的细胞形态。免疫荧光染色证实了体外扩增的fRPE细胞可很好的表达RPE细胞标记物。WS3未见有刺激RPE细胞体外增殖的作用。培养后不同时间三组细胞差异均有统计学意义（F=119.437~234.368,P均=0.000）。结论 fRPE细胞可在非复杂的培养环境中实现体外大量增殖,这些体外增殖的fRPE细胞可以为RPE移植细胞治疗视网膜黄斑病变提供丰富的细胞来源。     

人胚胎肝上皮样细胞的体外培养

用胶原酶直接消化人胚肝组织小块,可以简便、快速地获得大量活率较高和较纯的肝上皮样细胞。在低钙、低血清浓度加有多种因素的培养液中,胚肝上皮样细胞可以体外培养一月以上。原代培养的胚肝上皮样细胞一次传代后,仍可保持一定的生长能力。表皮生长因子、霍乱毒素、转铁蛋白及肝细胞生长因子等均对培养的胚肝上皮样细胞具有一定的生长刺激作用。本文还用r-GT染色、AFP和白蛋白测定,以及~3H-TdR掺入等指标观察了培养过程中胚肝上皮样细胞的生长、增殖和生物学功能。人胚肝上皮样细胞的较长期体外培养,可望成为研究肝细胞生长、分化及癌变的一个有用的实验模型。     

诱导多能干细胞技术在药物研发领域中的前景

由于基础研究环境和临床环境之间存在的转化差异,使得药物在临床阶段取得成功仍然具有挑战性。诱导多能干(iPS)细胞的诞生为药物研发领域带来了新的希望,使研究者能在体外人性化各种药理学和毒理学模型。人iPS衍生细胞的可获得性,特别是可以定向分化成特定的功能性细胞、组织和器官,一方面为疾病机制研究与细胞治疗提供了全新的途径。另一方面,转化研究中的生物标记物提供了评估临床前基础研究环境和临床环境下毒理学及药理学影响的可衡量的指标,而iPS细胞给生物标记物的研究带来了全新的思路。从转化研究的角度概述了基于iPS细胞药物发现的现行策略,阐明了iPS细胞的潜力以及生物标志物在药物发现和发展整个过程中的作用,突出在该领域有待改进的地方,以期为进一步相关性研究提供一定参考,为新药研发提供新的思路与方法。     

条件性重编程人源肿瘤细胞初步研究

该研究利用条件性重编程技术培养来源于人肺癌、乳腺癌组织的原代细胞。细胞计数结果显示,利用条件性重编程技术可以在体外较短时间内获取大量细胞,并可在体外传代较长时间。制备培养的原代细胞的染色体标本并进行显带处理,结果显示,原代细胞的染色体为多倍体。STR分析结果显示,培养的细胞基本保留了其来源组织的分子遗传学特性。HE染色显示,培养的原代细胞中存在明显的多核仁以及明显的核分裂像。免疫组化结果显示,体外培养的原代细胞高表达CD44以及EpCAM,不表达ER、CK7等常见的表面标志物。体外悬浮培养、类器官培养以及流式细胞术结果表明,利用条件性重编程技术培养的原代细胞存在干细胞的特性。综上所述,利用条件性重编程技术可在短时间内在体外获得较多的原代肿瘤细胞,并且所获得的肿瘤细胞具有部分干细胞的特征。     

人造细胞内蛋白质合成的研究进展

无细胞蛋白质合成(cell-free protein synthesis,CFPS)是一种在体外快速合成目标蛋白质的方法,通过构建含有CFPS系统的人造细胞,能够实现蛋白质的高通量表达和功能性膜蛋白的体外重构.本文详细综述了4种CFPS系统(包括大肠杆菌裂解液、兔网织红细胞裂解液、小麦胚芽提取物、酵母提取物)的适用范围和优缺点,总结了基于CFPS系统构建的人造细胞体系内蛋白质合成的研究现状,以及该领域面临的挑战及未来的发展方向.     

人脐带血间充质干细胞体外分离培养及生物学特性研究

目的:探讨并建立稳定可靠的人脐带血间充质干细胞(human umbilical cord blood mesenchymal stem cells,hUCBMSCs)体外分离和培养方法.方法:采用密度梯度离心法分离脐带血单个核细胞,利用MSC易黏附塑料贴壁生长的特性,分离MSC并进行体外扩增培养,观测其形态学特征,绘制不同代数hUCBMSC生长曲线,流式细胞技术检测细胞表面标志物CD29、CD34、CD105、HLA-DR等表达情况.结果:本法可成功、可靠地在体外自hUCB中分离培养出粘附细胞,该细胞在体外培养呈梭形或成纤维样,其指数生长倍增时问约为36h,其细胞表面表达β1整联蛋白CD29、CD105(endoglm),不表达造血细胞标志物CD34以及HLA-DR.结论:人脐带血中存在问充质干细胞,采用优化的实验方法可以提高培养成功率,稳定获得MSC并体外扩增培养.人脐带血可以作为获得间充质干细胞稳定充足的来源.     

Cell | 首次鉴定出胰岛成体干细胞

糖尿病主要是胰岛β细胞功能失常导致的胰岛素分泌不足引起的，由于缺乏足够的供体胰岛进行移植治疗，许多患者需要终生使用胰岛素维持健康。若可体外培养获取移植用胰岛β细胞，将给糖尿病患者带来巨大福音。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心曾艺课题组通过对成年小鼠胰岛进行单细胞转录组测序，成功找到了胰岛中特异表达Procr的成体干细胞，这类Procr+细胞可以在体外培养获得有功能的胰岛类器官(2020年3月19日在线发表，doi:10.1016/j.cell.2020.02.048)。研究人员通过谱系示踪发现这类Procr+细胞可以在正常生理条件下分化出胰岛中所有的细胞类型，包括Alpha、Beta、Delta和PP 细胞。同时，他们通过3D培养体系成功建立了在体外能够迅速地响应糖刺激、分泌胰岛素的有功能的胰岛类器官。并且，这些胰岛类器官移植到糖尿病小鼠体内能够挽救小鼠的糖尿病表型。体内外实验均展示了Procr+细胞的干细胞性质，为未来糖尿病的治疗提供了理论依据和技术支持。     

EB病毒诱导的胸腺恶性T细胞淋巴瘤细胞体外长期培养研究

建立含有EB病毒的T细胞淋巴瘤细胞系,为探讨EB病毒的致瘤机理,研究EB病毒在T细胞淋巴瘤发生过程中的作用提供手段.在TPA协同EB病毒诱导胸腺恶性T细胞淋巴瘤动物模型的基础上,联合应用IL-2,将诱导的肿瘤组织进行体外细胞培养,成功地分离获得一株在体外长期存活的淋巴细胞TET.T细胞亚群分类实验证实TET细胞为CD4阳性的T淋巴细胞,PCR和原位杂交可检测到EB病毒的EBERs、LMP1和BARF1,并有LMP1蛋白的表达.TET细胞的获得,有望在体外建立转化细胞系,为体外研究EB病毒的致瘤机理及防治提供理想的实验材料.     

体外制备和增殖烟曲霉特异性T细胞的研究

目的体外制备和增殖烟曲霉特异性T淋巴细胞。方法从健康志愿者外周抗凝血中分离并体外扩增DC,利用加热灭活的烟曲霉孢子作为抗原,体外共孵育制备烟曲霉孢子负载的DC,进一步将此成熟DC与源自同一个体的去除了DC细胞的外周血细胞共培养,体外诱导并扩增烟曲霉特异性T淋巴细胞。应用ELISPOT(酶联免疫斑点)技术检测活化T细胞IFN-γ的分泌情况,流式细胞仪检测细胞因子胞内合成情况,并分析功能细胞的类型和比例。结果 ELISPOT分析显示:PBMC+DC+Conidia实验组IFN-γ分泌(87.33±1.33/4.0×105)高于其他对照组,具有统计学意义(P0.05)。细胞因子流式细胞仪分析显示:PBMC+DC+Conidia组中,2.76%的细胞分泌IFN-γ,其中1.61%为CD4+T细胞,与各对照组相比具有统计学意义(P0.05)。获得的烟曲霉特异性T细胞可以在体外可进行大量增殖。结论本文结果显示烟曲霉孢子在体外可以作为变应原诱导产生烟曲霉特异性CD4+T细胞介导的Th1型免疫反应,为未来制备和扩增烟曲霉特异性T细胞及过继免疫治疗侵袭性曲霉病提供实验基础。     

人胰腺干细胞建系及移植诱导胰岛治疗大鼠糖尿病

供体不足已成为移植胰岛治疗Ⅰ型和部分Ⅱ型糖尿病的主要障碍,分离克隆胰腺干细胞作为种子细胞并诱导其分化为功能性胰岛可提供丰富的移植资源．本研究从人流产胎儿胰腺组织分离获得1例单克隆胰腺干细胞系．无菌取流产胎儿胰腺组织,0．1％Ⅳ型胶原酶消化分离为单个细胞和细胞团．低糖DMEM＋10％FBS培养,单个细胞和细胞团贴壁,原代上皮样胰腺干细胞克隆性生长．0．25％胰蛋白酶＋0．04％已二胺四乙酸（EDTA）消化传代,成纤维样细胞和其他细胞逐渐被消除,上皮样胰腺干细胞逐渐被纯化．克隆环筛选,获得单克隆人胰腺千细胞．在培养液中添加10ng／mL表皮生长因子（EGF）,单克隆人胰腺干细胞快速生长至单层,呈铺路石样．继续传代培养,1例来源于4月龄男性流产胎儿胰腺干细胞已传50代．液氮冷冻保存细胞1×10^9个以上．染色体核型分析,该干细胞系为正常的二倍体细胞．免疫组织化学反应,共表达pdx1,glucagon,nestin及CK19蛋白,不表达insulin,CD34,CD44及CD45．RT-PCR检测,转录pdx1,glucagon,nestin及CK19的mRNA,不转录insulin．β-巯基乙醇诱导,分化为神经细胞,免疫组织化学反应表达NF蛋白．烟酰胺诱导,分化为DTZ染色阳性,转录表达insulin,分泌insulin和C肽的功能性类胰岛．将单克隆人胰腺干细胞体外诱导胰岛移植在STZ制备的糖尿病大鼠肾囊内,能降低糖尿病大鼠血糖水平,延长寿命．