不同ES细胞系体外定量神经分化的比较

利用视黄酸(RA)诱导小鼠胚胎干细胞通过悬浮类胚培养法体外定量分化为神经样细胞.结果显示能够进行种系嵌合的MESPU22细胞系与不能进行种系嵌合的MESPU13细胞系的体外神经分化比例在统计学上没有明显差异.此结果对于人的胚胎干细胞全能性的鉴定与检测有重要启示。Abstract: Murine embryonic stem cells were induced to differentiate into neuron-like cells by all-trans Retinotic Acids through embryoid body culture. The results indicate that there is no obvious difference between MESPU22 cell line which is highly germline competent and MESPU13 cell line which has no germline competence. The result has important illumination on the identity of the totipotence of human embryonic stem cells.     

胚胎干细胞的体外诱导分化模型

胚胎干细胞是具有全能性及无限制的自我更新与分化能力的一类特殊的细胞群体 ,它能通过祖细胞为中介 ,分化为各种类型的体细胞 ,可重演体内干细胞的分化过程。自 80年代从小鼠囊胚的内细胞团分离到胚胎干细胞并建系到现在已建立了神经细胞、肌肉细胞、上皮细胞、造血细胞等体外分化体系。将胚胎干细胞体外分化成为可利用的分化模型 ,无论从组织结构、细胞及分子水平都体现了体内分化过程的体外重演 ,再加上胚胎干细胞系具有体系简单 ,影响因子少 ,可控制 ,便于研究等特点 ,因此可用于研究早期胚胎发育和细胞分化调控 ;可成为器官移植和修复…     

人胚胎干细胞向神经上皮祖细胞的诱导分化

人胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能,是研究早期胚胎发育和细胞替代治疗的重要细胞来源.采用一种与小鼠成纤维细胞共培养的方法进行人胚胎干细胞的神经诱导,可产生高纯度的神经上皮祖细胞,其神经上皮特异性基因的表达有一定的时空性;诱导生成的神经上皮祖细胞具有增殖潜能并可分化为神经元和星型胶质细胞,是潜在的神经干细胞.人胚胎干细胞来源的神经上皮祖细胞为研究神经发育和神经诱导提供了新材料,也为神经系统疾病的细胞替代治疗提供了新的细胞来源.     

胚胎发育早期神经分化的“开关”发现

中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所景乃禾研究组经长期研究后找到了神经分化的“开关”,在胚胎发育早期,可以人为地控制神经干细胞的提前分化或抑制分化,从而对胚胎神经分化过程进行调节。     

人神经干细胞的体外生物学特性

本实验利用有丝分裂因子,体外诱导生成人神 经干细胞(NSCs),观察其生长特性并进行鉴定。取胎龄10-22周的大脑半球,分散细胞后种于添加表皮生长因子(EGF,20ng/ml)和/或碱性成纤维生长因子(bFGF,20ng/ml)的培养基中。利用免疫组织化学方法鉴定分化后的细胞类型。同时,进行细胞克隆分析、传代培养及端粒酶活性检测。结果显示:NSCs呈悬浮生长的干细胞球,其特异性抗原nestin阳性。NSCs具有增殖能力,可连续传代而不丢失其增殖和多分化潜能的干细胞特性。撤除EGF和bFGF的作用,细胞停止分裂,并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。克隆分析显示NSCs生长呈密度依赖性。人NSCs表达较低的端粒酶水平,并随培养时间延长而下调。研究表明,利用有丝分裂因子,可在体外成功诱导生成人NSCs,其生长,分化受内外源因素的调节,相关的机制还有待阐明。     

胚胎干细胞体外分化的研究进展

从一个受精卵发育为完整机体的过程中,具有相同基因的未分化干细胞如何产生形态和 功能各异的许多细胞?这是数十年来生物学家所一直关注的细胞分化问题。随着生命科学研究的发展,现在普遍认为细胞分化是基因差异性表达的结果,完全取决于哪些基因被激活,在什么时间和空间被激活。哺乳动物胚胎体积小,又在子宫内发育,实验研究较困难。在八十年代初,从小鼠早期胚胎的内细胞团(inner cellmass)或桑椹胚分离建立了具发育全能性的胚胎干细胞(embryonic stem cell,简称ES细     

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.     

胚胎干细胞的诱导分化研究

胚胎干细胞(embryonic stem cell, ES细胞)是指由胚胎内细胞团(inner cell mass, ICM)细胞经体外抑制培养而筛选得到的细胞, 具有发育上的全能性. 近两年在ES细胞诱导分化方面的研究取得了一些突破性的进展, 其中, ES细胞向生殖细胞分化(2003年)以及首次克隆成功人ES细胞(2004年)先后被评为《科学》杂志当年度十大科学进展之一; 另外, 维持ES细胞不分化状态的关键基因(Nanog)及相关化合物(BIO)的发现, 其自身分化状态调控机理的深入研究, 以及向不同方向诱导分化和应用等的研究成果, 同样受人关注.     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化,得到了高比例的神经前体细胞(97.5±0.83)%(P<0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现,随着培养时间的延长,nestin阳性的神经前体细胞比例下降,同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期,神经前体细胞发育为神经元的比例很高,几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长,胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH(basic helix-loop-helix)结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2)和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此,人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式,为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

两个可进入种系的ES细胞系的建立

从１２９／ｔｅｒ小鼠中建立了９个ＥＳ细胞系,它们在核型、生长速度、体内外分化能力等方面显示了各自不同的特点。通过囊胚显微注射法,将ＥＳ细胞注入Ｃ５７ＢＬ／６Ｊ胚胎中,制作了嵌合体,并通过对嵌合体后代毛色的观察,判断了嵌合体生殖细胞的组成。结果表明,ＥＳ细胞系ＭＥＳＰＵ２１、ＭＥＳＰＵ２２都具有很强的种系嵌合能力。比较这两个细胞系与其他细胞系,证明一个好的ＥＳ细胞系必须具备核型正常、生长速度快、体外     

Nox4-Mediated Cell Signaling Regulates Differentiation and Survival of Neural Crest Stem Cells

The function of reactive oxygen species (ROS) as second messengers in cell differentiation has been demonstrated only for a limited number of cell types. Here, we used a well-established protocol for BMP2-induced neuronal differentiation of neural crest stem cells (NCSCs) to examine the function of BMP2-induced ROS during the process. We first show that BMP2 indeed induces ROS generation in NCSCs and that blocking ROS generation by pretreatment of cells with diphenyleneiodonium (DPI) as NADPH oxidase (Nox) inhibitor inhibits neuronal differentiation. Among the ROS-generating Nox isozymes, only Nox4 was expressed at a detectable level in NCSCs. Nox4 appears to be critical for survival of NCSCs at least in vitro as down-regulation by RNA interference led to apoptotic response from NCSCs. Interestingly, development of neural crest-derived peripheral neural structures in Nox4−/− mouse appears to be grossly normal, although Nox4−/− embryos were born at a sub-Mendelian ratio and showed delayed over-all development. Specifically, cranial and dorsal root ganglia, derived from NCSCs, were clearly present in Nox4−/− embryo at embryonic days (E) 9.5 and 10.5. These results suggest that Nox4-mediated ROS generation likely plays important role in fate determination and differentiation of NCSCs, but other Nox isozymes play redundant function during embryogenesis.     

PCR对ES细胞定点整合重组子的鉴定

ＰＣＲ是一种对ＥＳ细胞定点整合重组子进行鉴定的有效方法。由于在定点整合重组子和非定点整合重组子中外源导入基因与基因组ＤＮＡ分子整合的方式各不相同。因此,非重组子、定点整合重组子和非定点整合重组子的基因ＤＮＡ结构也将各不相同。因此,非重组子、定点整合重组子和非定点整合重组子的基因组ＤＮＡ分子结构也将各不相同。当我们设计合适的引物,从ＰＣＲ扩增结果中即可分析、鉴别出定点整合重组子、非定点整合重组子、或     

小鼠胚胎干细胞中RNA干涉现象

报道了不同品系小鼠胚胎干细胞 (ES细胞 )系MESPU13、B3和R1中存在的RNA干涉 (RNAi)现象。应用脂质体法 ,将转录绿色荧光蛋白 (GFP)基因双链RNA(dsRNA)的载体 (pdsGFP)转染GFP标记的ES细胞 ,dsRNA的瞬时表达可引起ES细胞中的RNAi效应 ,即质粒转录的GFP基因的dsRNA能够显著降低ES细胞内相应的外源GFP基因的表达 ;同时 ,用电穿孔转染法将线性化的pdsGFP puro导入ES细胞中 ,筛选后 ,在 3 0 %左右的抗性克隆中GFP表达量明显降低 ,少数细胞内的干涉效率达到RT PCR检测不到的程度。在此基础上 ,构建了可转录ES细胞特异标记基因OCT 4基因片断dsRNA的载体 ,经基因打靶和抗性筛选得到了稳定整合的ES细胞克隆 ,随机扩增了 5 1个克隆 ,并对其中的 48个阳性克隆进行了PCR半定量检测 ,结果显示 :在 11个ES细胞克隆中具有显著的RNAi效应 ,干涉效率达到RT PCR检测不到的程度。这一结果表明 ,应用RNAi在不同品系ES细胞中研究哺乳动物及人的基因功能是可行的     

胚胎干细胞建系方法

胚胎干细胞具有的独特特征———分化全能性是生物学各研究领域多年来的热点之一。胚胎干细胞独特的生物学特征在生殖细胞与体细胞及动物个体之间建立了广泛的联系。胚胎干细胞应用前景有着巨大的潜力。为此,对其培养建系的完善性研究显得格外重要。在此,对胚胎干细胞建系方法方面做一简要综述,尤其对建系过程中内细胞团的分离方法及干细胞集落的获取方法进行探讨。     

具高效种系嵌合能力的C57BL／6J 小鼠ES细胞系的建立

采用小鼠原代成纤维细胞作为饲养层,在含1×103单位白血病抑制因子（LIF）的DMEM高糖培养基中,建成了11个C57BL／6J小鼠的ES细胞系,成系率为9．6％。所建的11个ES细胞系中有5个核型正常率大于70％。这些细胞具早期胚胎细胞的特征,呈碱性磷酸酶阳性,具表达0014基因的特性5进行体内分化实验时能发生广泛的分化。通过嵌合体制作实验证明其中3个系具嵌合能力,并从中筛选出具高效种系嵌合能力的MESPU35细胞系,MESPU35细胞的克隆能达到种系传递,经过基因操作的细胞克隆,也保留了高效的嵌合能力。因此,MESPU35细胞可作为制作突变小鼠的有效载体。     

5个品系小鼠胚胎干细胞系建立的方法学比较

以70％的大鼠心脏细胞条件培养基(RH-CM)为培养液,以小鼠胚胎成纤维细胞(PMEF)为饲养层,采用添加1％鸡血清的消化液和“连续离散法”作为小鼠Es细胞建系的改进方法,比较了5个品系小鼠ES细胞系建立的特点。与常规方法相比,3个近交系小鼠129／ter、C57BL/6J、BALB／c的ES细胞建系率分别由11．8％、3．7％和2．9％提高到33．3％、13．3％和19．4％,差异十分显著;直接采用改进的方法建立KM和ICR小鼠ES细胞系,建系率分别达12％和42．1％。讨论了ICM增殖的时间,即离散时机对ES集落形成及建系率的影响,结果显示：129／ter、C57BL/6J、BALB／c、KM和ICR小鼠品系ICM适宜的离散时机分别为增殖4～6d、3～3．5d、4d、4～5d和4～5d;同时,讨论了不同ES细胞建系所需最适宜的消化液浓度,其中BALB／c小鼠的ES细胞对高浓度的消化液十分敏感,0．05％Trypsin-0．008％EDTA是其比较理想的离散浓度。设计了两种离散方法,即“一次离散法”和“连续离散法”,用来离散增殖的ICM和ICM离散后出现的ES集落,结果表明：后者在建系过程中的作用明显优于前者。RH-CM与添加uF的常规ES细胞培养基相比,不但具有显著抑制小鼠ES细胞分化、维持其二倍体核型的作用,而且明显促进ES细胞的贴壁生长。新建细胞系鉴定结果表明,这一改进方法有效地维持了其作为多能性胚胎干细胞的一系列特征。     

In vitro differentiation of mouse ES cells into hepatocytes with coagulation factors VIII and IX expression profiles

Coagulation factors II, V, VII, VIII, IX and X are produced by hepatocytes. So factors VIII and IX deficiencies, which result in hemophilia A and B, have the potential to respond to cellular replacement therapy. Embryonic stem (ES) cells provide a unique source for therapeutic applications. Here, E14 mouse ES cells have been induced into hepatocytes in vitro. Morphology revealed that ES-derived hepatic-like cells were round or polyhedral shaped with distinct boundary of individual cells, and some arranged in trabeculae. These cells expressed endodermal-or liver-specific mRNA—transthyretin (TTR), α1-anti-trypsin (AAT), α-fetoprotein (AFP), albumin (ALB), glucose-6-phoshpatase (G6P) and tyrosine aminotransferase (TAT). Approximately (85.1±0.5)% of the ES-derived cells was stained positive green with ICG uptake. These cells were also stained magenta as a result of PAS reaction. In this paper, expression of coagulation factors VIII and IX mRNA in the ES-derived cells is documented. Therefore, ES cells might be developed as substitute donor cells for the therapy of coagulation factor deficiencies.