人胚胎干细胞定向诱导分化为内胚层细胞的研究进展

人胚胎干细胞具有多向分化潜能,由人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)诱导分化的各种目的细胞产生的阶段性成果,为hESCs的临床应用积累了丰富的实验数据,并为细胞移植治疗临床疾病奠定了基础。内胚层细胞由于其构成器官的复杂性和hESCs诱导分化的难度及临床迫切需要的矛盾尚未解决,仍然是hESCs诱导分化方向的研究热点。本文对hESCs向内胚层细胞诱导分化的方式、信号通路、研究成果、问题及展望等作一综述。     

人胚胎干细胞来源的视网膜色素上皮细胞质量控制研究

人视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelial cells,RPEs)移植是目前被认为最有希望延缓或治愈视网膜变性疾病的治疗策略,而由人胚胎干细胞诱导分化来源的RPE细胞(human embryonic stem cells-derived RPE,hESC-RPEs)可为RPEs移植提供数量充足、质量可控的细胞来源。为确保hESC-RPEs临床应用的安全性、有效性和稳定性,这类细胞在临床前研究阶段需满足明确的细胞鉴别特征、RPEs基本生物学特征、微生物学安全性、生物学安全性及生物学有效性的总体质量要求,而每一类总体质量要求是由多个关键质量属性要求组成。考虑到人ESCs来源因素,hESC-RPEs细胞生物学安全性需考虑终未分化的RPEs中的hESCs残留问题。现就hESC-RPEs细胞总体质量要求及各相关质量属性进行讨论,目的是帮助在我国建立临床研究用hESC-RPEs质量控制评价体系,和探索适合于所有hESCs诱导分化细胞临床前阶段质量评价的基本方法。     

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。     

从人胚胎干细胞畸胎瘤中有效获取间充质干细胞和神经前体细胞

通过人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESC)体外分化方法和畸胎瘤形成可以分化获得多种成体细胞．但目前尚不清楚是否可以从hESCs畸胎瘤中分离某些特异性细胞．通过体外筛选方法,有效地从hESCs畸胎瘤中分离出神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)和间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)．这种hESCs畸胎瘤来源的NPCs和MSCs与体内神经前体细胞和间充质干细胞有着相似的分子标记和特性,并具有进一步的分化潜能——分别可以诱导成为神经元、神经胶质细胞、脂肪细胞和骨骼细胞等．根据人胚胎干细胞畸胎瘤中含有不同分化阶段的外胚层、中胚层和内胚层的组织或细胞,认为人胚胎干细胞畸胎瘤可以作为另一个细胞来源以获取多种(包括人胚胎干细胞体外分化难以得到的)各种前体/干细胞和终末分化细胞．     

从人胚胎干细胞获得胰岛素阳性细胞的研究进展

人胚胎干细胞(hESCs)因具有无限增殖能力以及多向分化潜能,使其能为糖尿病的细胞治疗提供充足且功能完备的替代细胞。近年来,虽然有许多成功将人胚胎干细胞诱导为胰岛素阳性细胞的报道,但诱导所得的胰岛素阳性细胞仍存在很多缺陷,如效率较低,细胞功能不完备等。本文将关注人们在提高人胚胎干细胞向胰岛素阳性细胞的诱导效率及获得具有成熟β细胞功能的胰岛素阳性细胞的各种努力和尝试。     

一种新的人胚胎干细胞自身来源的滋养层支持其体外培养

摘要: 通过人胚胎干细胞(Human embryonic stem cells, hESCs)经体内分化获取间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)为人胚胎干细胞提供一种新的滋养层。将约5×106个hESCs注射入重症免疫联合缺陷小鼠形成畸胎瘤, 8周后再从畸胎瘤中分离MSCs并鉴定, 将MSCs作为hESCs的滋养层细胞, 并检测和观察hESCs的生长情况、细胞特性和分化能力。从畸胎瘤中获得了纯度较高的具有类似骨髓来源的MSC特性的细胞群, 其形态相似、表面抗原标志相似(CD34和CD45阴性, CD29、CD49b、CD105、CD73和CD90阳性), 经诱导可以向成骨细胞和成脂细胞分化。将hESCs在MSCs滋养层细胞上传代培养10代以上, hESCs依然具有正常的细胞形态, 反转录PCR证实其特异转录因子Oct4、Nanog的表达, 干细胞表面标记SSEA-1显示为阴性, SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81显示为阳性, 碱性磷酸酶染色显示为阳性, 并且核型正常。体外EB形成和体内畸胎瘤形成证明了其全能性。因此来源于hESCs本身的MSCs可以被用来作为支持胚胎干细胞生长并维持其未分化状态的滋养层细胞。     

人胚胎干细胞的自主分化

人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,h ESCs)具有自我更新的能力及多向分化的潜能。诱导其定向分化一直是近年来的研究热点,但关于其自主分化的研究却不多。本实验使用无血清培养液mTeSR誖1培养hESCs,碱性磷酸酶检测显示其维持了未分化的状态。改用自主分化培养液后,通过形态观察、实时定量PCR(quantitative real-time PCR,q PCR)、免疫荧光及流式细胞术等方法对自主分化的细胞进行鉴定,从而探讨hESCs自主分化的方向和规律。实验结果表明,形态上分化细胞表现出均一的纤维状;基因和蛋白水平上,中胚层的VIMENTIN和SNAIL2显著表达,而外胚层的NESTIN以及内胚层的SOX17则无表达;流式细胞术检测分化细胞的CD29及CD44,表达量分别为92.8%和30.0%。由此可得出结论:hESCs的自主分化倾向于中胚层方向。     

高效诱导人胚胎干细胞成为内皮祖细胞

血管的发生和发育不仅对胚胎形成中各器官的发育分化十分重要,并且对成体的创伤修复和生殖功能也具有重要意义．血管内皮细胞是形成心血管封闭管道系统的形态基础,体外多种细胞可经诱导分化产生出内皮祖/内皮细胞(endothelial progenitor/endothelial cells,EPCs/ECs),但是存在一些不足．鉴于人类胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)诱导分化的全能性和长期增殖能力,为EPCs/ECs提供了新的来源．现有文献报道,hESCs诱导分化为EPCs/ECs的比例较低,为了提高该诱导分化效率,我们使用分阶段的二维诱导方法,首先将细胞接种在超纯层纤连蛋白(Matrigel)上,之后通过在不同阶段添加不同的因子,最终获得CD31⁺KDR⁺细胞的比例可以达到16%．进一步内皮诱导分化的结果显示,获得的EPCs/ECs的比例可以达到约32%,这些细胞具有在Matrigel上形成血管样结构的能力,可结合植物凝集素．实时定量PCR的结果显示,诱导分化所得的细胞表达众多内皮相关基因,并且免疫荧光的结果也表明部分细胞表达内皮细胞特异性表面标志CD31．     

自体骨髓间充质干细胞为种子细胞构建组织工程化全层皮肤

利用自体骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)为种子细胞分别在体外一定条件下向表皮细胞和真皮成纤维细胞诱导分化, 并且和Ⅰ型胶原膜复合后移植修复裸鼠皮肤创面, 观察以自体BMSCs为种子细胞构建组织工程化全层皮肤的可行性. 研究发现, 将分离纯化的BMSCs接种于表皮细胞诱导体系中, 3天后细胞即发生形态改变, 汇合成表皮细胞特有的“铺路石”状; 透射电子显微镜观察到张力原纤维、黑色素小体和透明角质颗粒; 诱导分化细胞表达表皮细胞表面标志CK19和CK10, 且CK19的诱导分化效率达到60%, 表明诱导分化的细胞大部分为表皮干细胞; 通过检测细胞诱导前后紫外线照射诱发的凋亡状况, 证实诱导后的细胞具有抵抗紫外线照射的功能; 另一方面, BMSCs在真皮成纤维细胞诱导体系作用下, 超微结构观察到细胞外胶原微纤维的沉积, RT-PCR证实诱导分化细胞具有分泌Ⅰ型胶原的功能; 放射免疫法检测到诱导后的细胞还具有分泌细胞因子IL-6与IL-8的功能, 其最高分泌量分别为115.06 pg/mL和0.84 ng/mL. 体内移植实验也证实, BMSCs与生物支架材料复合后具有明显促进皮肤缺损创面愈合的作用. 研究结果表明, BMSCs具有向表皮细胞和成纤维细胞分化的潜能, 以及作为种子细胞构建具有生物学功能的组织工程化全层皮肤的可行性, 并且自体来源的BMSCs构建的皮肤组织无免疫排斥风险, 具有广阔的临床应用前景.     

多能胚胎细胞作为种子细胞应用潜力的研究概况

多能胚胎细胞具有向三胚层来源所有细胞分化的潜能,尤其是体外诱导、定向分化的特点．使其能为细胞、组织与器官移植、基因治疗提供源源不断的理想供体,在组织工程中作为种子细胞具有广阔的应用前景。本文就多能胚胎细胞系的发展历史、定向诱导分化及其在组织工程中的应用潜力进行综述。     

间充质干细胞体外分化为多巴胺能神经元的研究进展

骨髓间充质干细胞（MSCs）有来源广泛、易于分离培养、不易引起免疫排斥等特点,使其成为细胞治疗和基因治疗的种子细胞,具有广泛的科研和临床应用价值。骨髓MSCs具有多向分化潜能,在特定条件下能诱导分化成神经元甚至是更为特异的多巴胺能神经元,为帕金森病进行细胞移植疗法提供了理想的细胞来源。本文就近年来体外诱导MSCs向多巴胺能神经元定向分化所涉及到的常用诱导因素和诱导方法及途径予以综述。     

间充质干细胞分化为心肌细胞的诱导方法研究进展

间充质干细胞作为一种取材方便、易于分离培养、体外扩增快、免疫原性低的成体干细胞,具有自我更新和多向分化潜能,可在体内外不同的诱导条件下分化为心肌细胞,是理想的心肌再生治疗的种子细胞。本文综述了间充质干细胞分化为心肌细胞的诱导方法,包括化学试剂、中药制剂、机械力和电磁刺激、心肌环境因子、损伤组织条件培养、组织工程方法等,为其在心肌损伤性疾病尤其是心肌梗死治疗中的应用提供基础。     

北京鸭胚胎后肾间充质干细胞分离培养及鉴定

建立禽类后肾间充质干细胞(Metanephric mesenchymal stem cells,MMSCs)体外培养体系,研究其生物学特性和多向分化潜能。采用酶消化法分离北京鸭胚胎MMSCs,绘制生长曲线,通过免疫荧光和RT-PCR对MMSCs进行鉴定,诱导MMSCs向脂肪细胞和胰岛细胞分化。结果表明,鸭胚胎MMSCs具有良好的增殖活力,表达间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)特异性标志物,并诱导分化为脂肪细胞和胰岛细胞。北京鸭胚胎MMSCs在体外具有较强的自我更新能力及多向分化潜能,可作为组织工程的种子细胞进行保存。     

干细胞对肝脏疾病的治疗现状及前景

一、国内外干细胞研究与应用现状干细胞生物学兴起为包括终末期肝病在内的多种难治性人类疾病治疗带来新的希望。干细胞具有高度的自我更新及多向分化潜能。自我更新特性使得干细胞可以成为一个源源不竭的细胞库,克服了肝细胞增殖能力有限的问题;多向分化潜能赋予干细胞一定的可塑性,分化为具有功能的肝细胞。在体外,将干细胞诱导分化为肝细胞,可以解决生物人工肝种子细胞来源困难的问题。在体内,将干细胞经肝动静脉回输入肝脏,从一定程度上提高终末     

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。     

脐血干细胞与创面修复

脐血干细胞是一类具有多向分化潜能的原始祖细胞,具备自我更新和增殖的能力,在特定条件诱导下可以分化为不同细胞,逐渐作为临床组织工程的来源细胞。近年来随着对脐血干细胞的不断研究,发现其在创面修复中具有明显的优势,成为创面临床治疗的一条新途径。本文从脐血干细胞的生物学特性、采集与冻存、体外扩增等方面对创面修复的研究进行综述。     

小分子物质对维持胚胎干细胞未分化状态的调控作用

胚胎干细胞作为一种具有多潜能和高度自我更新能力的种子细胞,己被广泛地应用于医学研究领域。在体外培养条件下,胚胎干细胞可被诱导分化为三个胚层来源的组织细胞,故被看作为最具有应用前景的种子细胞。近年来,对于在体外培养条件下如何维持胚胎干细胞的多能性即使其较长时期的处于未分化状态成为研究热点,其中一些天然存在或人工合成的小分子物质可通过作用于某些特定的靶信号通路,调控胚胎干细胞的分化命运。本文概述了几种小分子物质的最新研究进展,并对小分子物质在成体多分化潜能胚胎样干细胞分化调控方面的应用前景进行评述。     

脐血干细胞与创面修复

脐血干细胞是一类具有多向分化潜能的原始祖细胞,具备自我更新和增殖的能力,在特定条件诱导下可以分化为不同细胞,逐渐作为临床组织工程的来源细胞。近年来随着对脐血干细胞的不断研究,发现其在创面修复中具有明显的优势,成为创面临床治疗的一条新途径。本文从脐血干细胞的生物学特性、采集与冻存、体外扩增等方面对创面修复的研究进行综述。     

诱导多能干细胞在组织工程修复关节软骨损伤的研究进展

关节软骨位于骨骼末端,主要起承重、减震和润滑关节的作用。由于缺乏血运,关节软骨损伤后难以自行修复。关节软骨损伤为临床常见疾病,目前尚无理想的方法促进其修复和再生,而以种子细胞、支架材料和细胞生长因子为基础的组织工程技术为关节软骨修复开辟了新道路。诱导多能干细胞(i PSC)作为软骨组织工程全新的种子细胞,与其他种子细胞相比,在软骨细胞移植及体外软骨组织和器官再造方面具有更广阔的应用前景。随着对i PSC的重编程机制、诱导方法、定向软骨分化条件以及临床应用安全性等研究的不断深入,其应用于临床的脚步将越来越近。     

诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化研究进展

骨髓间充质干细胞(one marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)是骨髓内的一类非造血干细胞,具有自我更新和多向分化的潜能。心肌细胞本身不能再生,受损伤的心肌细胞无法通过自身的增殖和分化完成修复。BMSCs在体内外不同的诱导条件下可分化为心肌细胞,应用于缺血性心脏病的治疗,是目前心肌再生治疗的理想种子细胞。本文主要从外界干预诱导、缺氧条件影响、基因转染、临床自体移植方面将近年诱导BMSCs向心肌细胞分化的研究进行综述,以期为今后临床应用BMSCs治疗心肌梗死等心脏疾病提供理论依据。