巨核细胞生成调控相关细胞因子及其作用研究进展

造血干细胞分化生成巨核细胞是一个十分复杂的过程,包括造血干细胞动员及其向巨核系祖细胞分化,巨核系祖细胞增殖、分化生成未成熟巨核细胞,巨核细胞的成熟和血小板释放等过程。研究发现,造血干细胞动员及其向各系细胞分化的大部分过程都在一种称为"龛"的结构中进行,多种龛内信号分子参与了造血干细胞的动员和分化调控。该文对造血干细胞龛内参与造血干细胞动员和分化生成巨核细胞的几种重要细胞因子及其调控作用进行综述。     

人类胚胎期和成年期巨核细胞的分子特征比较

为探究人类不同发育时期巨核细胞的分子特征,基于人类胚胎期卵黄囊、胎肝和成年骨髓巨核细胞的单细胞转录组测序数据,从分子特征、基因调控网络等方面分别对其分子差异进行生物信息学分析。结果表明,胚胎期巨核细胞具有较强的增殖特征,高表达细胞增殖相关的转录因子;而成年期巨核细胞具有较强的血小板生成特征,高表达与巨核细胞分化成熟相关的转录因子。研究结果为研究不同发育阶段巨核细胞及其子代血小板的功能差异提供了理论依据。     

巨核细胞系统生成的调控

巨核系是髓系造血的一部分,来自造血干细胞的巨核祖细胞,经增殖分化成为成熟的巨核细胞,最后生成血小板。巨核集落刺激因子主要作用于巨核祖细胞,使其增殖分化,并在体外增加巨核集落生成率。血小板生成索是肾脏等器官产生的糖蛋白,其血中含量受血小板数反馈调节,它的主要作用是促进巨核细胞DNA 合成、胞浆成熟和血小板生成。     

靶向巨核细胞的原发性骨髓纤维化分化治疗

原发性骨髓纤维化(primary myelofibrosis,PMF)是一种由造血干细胞异常引起的骨髓增殖性疾病。20%的患者可能发展为急性巨核细胞白血病。在患者的骨髓和外周血中发现大量异常分化的巨核细胞和其前体细胞。诱导该类细胞分化能够缓解甚至治愈此疾病。巨核细胞的分化与转录因子GATA1、以及JAK2/STATs、Rho A/ROCK/MLC2、PI3K/AKT/m TOR、NF-κB等信号转导通路密切相关。本综述将讨论PMF患者的巨核细胞分化调控机制以及分化治疗研究进展。     

巨核细胞生成与调控的研究进展

巨核细胞由骨髓造血干细胞分化为巨核系祖细胞,再经过渡细胞的增殖分化,成熟后生成血小板。这一过程受到巨核细胞集落刺激因子和血小板生成素的特异性刺激,白细胞介素３,粒单系集落刺激因子,白细胞介素６和红细胞生成素等细胞因子的非特异性刺激,及血小板蛋白因子、β转化生长因子和干扰素的抑制,以及辅助骨髓细胞的调控。     

间充质干细胞对造血干/祖细胞分化为巨核细胞的影响

目的:探讨间充质干细胞(MSC)共培养对体外诱导脐带血单个核细胞来源的造血干/祖细胞生成巨核细胞的影响。方法:分离得到骨髓和脐带2种来源的MSC,并对它们进行表面标志和多向分化能力的鉴定,同时通过实时定量PCR及对RT-PCR产物的电泳分析,对比相同培养代数下2种MSC表达造血因子的情况;用梯度离心法分离得到单个核细胞,通过直接接触或Trans-well分隔的方式分别与MSC共培养,观察细胞增殖情况,并检测巨核系特异性的表面标志和相关基因的表达。结果:骨髓和脐带来源的MSC均分泌对巨核细胞增殖分化有促进作用的造血因子,与造血干/祖细胞直接共培养,对于巨核细胞的增殖有明显的促进作用,分化效果不明显;在非接触共培养的条件下,对巨核细胞的增殖及分化都产生促进作用,且骨髓来源的MSC较脐带来源的MSC效果更加明显。结论:MSC与脐带血造血干/祖细胞非接触培养,对其向巨核分化和增殖的促进作用明显,本实验所用的骨髓来源MSC促分化效果更好。本研究为今后进一步优化巨核系诱导分化体系奠定了基础,并对未来体外大规模制备巨核系祖细胞应用于临床治疗有一定的指导作用。     

体细胞重编程为多能干细胞的研究进展

胚胎干细胞不仅是研究哺乳动物早期胚胎发育、细胞分化、基因表达调控等发育生物学问题的有力工具,还可用于新药评价、细胞治疗等方面的研究.然而,为科学研究而捐献的人类卵子并不能够轻易获得,限制了人类胚胎干细胞相关研究的进展,解决这个问题的理想办法就是找到能够替代胚胎干细胞的其他成体多能细胞.综述了将哺乳动物体细胞诱导为多能干细胞的方法,重点介绍了利用特定的转录因子将体细胞诱导为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)的最新进展,详细阐述了转录因子在诱导细胞重编程过程中发挥的作用,以及iPS细胞筛选与鉴定的方法,并展望了iPS细胞的应用前景.     

维持胚胎干细胞多能性和自我更新的转录因子Oct-4/ Nanog以及相关的调控网络

Oct-4和Nanog是两种维持干细胞多能性和自我更新的转录因子, 它们通过结合靶基因调控区, 选择性地抑制分化基因表达或促进多能性基因表达。它们通常只在多能干细胞中表达, 在分化细胞中不表达。在不同的发育阶段, 它们的表达量受到特异调控, 并且分别与Sox-2、FoxD3等其他转录因子以及LIF、BMP等胞外信号通路互相作用, 形成一个复杂的转录调节crosstalk网络, 在特异时空激活或抑制靶基因的转录; 通过互相制约最终决定干细胞是保持多能性还是分化, 以及向哪个方向分化。此外, Oct-4和Nanog对体细胞重编程为多能细胞也有重要作用。     

NANOG在哺乳动物早期胚胎发育与干细胞中的功能研究进展

哺乳动物的早期胚胎发育和干细胞多能性由转录因子构成的基因网络所调控。2003年,在胚胎干细胞中发现的重要转录因子NANOG位于基因网络调控中心,对胚胎第二次命运决定和基态多能性的建立至关重要。该文将在NANOG生物学特征的基础上,重点讨论其在早期胚胎发育、胚胎干细胞与诱导性多能干细胞中的功能。     

血小板生成研究进展

血小板生成,即血小板颗粒由巨核细胞释放,进而在外周血逐步成熟的过程.随着解析血小板功能多样性以及高效再生策略的需求,对于血小板生成过程的全面认知显得尤为重要.然而,以往研究大多聚焦在造血干祖细胞和巨核细胞分化阶段,对于后期血小板生成过程的了解相对较少.该文对血小板生成过程中血小板形态、分子特征、功能的动态变化以及调控机...     

人胚胎干细胞高效分化为巨核细胞模型的建立

人胚胎干细胞具有无限增殖潜能,且能够分化为包括巨核细胞在内的大多数的成熟血细胞。因此,为解决临床治疗血小板来源不足而建立一种由人胚胎干细胞高效分化获得成熟巨核细胞的分化模型具有重要应用前景。该文利用人胚胎干细胞与m AGM-S3基质细胞系共培养进行早期造血前体细胞的定向分化,并在分化第14 d获得大量"卵石样"造血前体细胞(CD43+细胞、CD45+细胞)。将"卵石样"造血前体细胞分离后,用无血清培养基分阶段添加SCF、TPO、IL-6、IL-3、FLt-3、IL-11等细胞因子进行巨核细胞定向诱导分化。结果显示,在分化的第3 d,CD41a+细胞比例可高达48.5%,CD42b+细胞比例可高达30.0%。对分化第6 d的细胞进行Wright-Giemsa染色,可见形态典型的巨核细胞。综上所述,该研究初步建立了一种人胚胎干细胞高效分化为巨核细胞的模型,为体外获得大量巨核细胞奠定了基础。     

下一代测序技术在干细胞转录调控研究中的应用

基因转录调控及其机制分析是后基因组时代生物学研究的重点之一。随着高通量测序技术的发展,人们可以从不同层面研究基因的转录调控行为,从转录组、转录因子结合,到染色质局部结构和整体空间构象,可系统分析转录调控的分子机制。干细胞分化过程的转录调控分析对研究再生医学和理解细胞癌变机制等具有重要意义。本文综述了下一代测序技术在干细胞转录调控研究中的应用,包括：(1)基于基因芯片或RNA测序的转录组分析;(2)基于染色体免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation, ChIP)测序的表观基因组和转录因子结合信息的分析;(3)基于DNase 酶切测序(DNase-Seq)的染色质开放性分析;(4)基于高通量染色质构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture, Hi-C)技术的染色体远程相互作用分析。从基因表达谱、转录因子结合和基因组三维结构等层面展开介绍,重点关注了一些多能性转录因子(Oct4、Sox2和Nanog等)在维持干细胞干性和分化中的调控作用,以期为干细胞转录调控的研究提供借鉴和参考。     

FEZF 1在人胚胎干细胞早期神经分化过程中的作用研究

研究模型的缺乏和人源细胞的伦理问题极大地限制了人早期神经发育机制的研究.人胚胎干细胞具有体外无限增殖和分化为人体内各种细胞的能力,为研究人神经发育提供了重要的工具.本研究利用化学成分确定的神经诱导体系和高通量筛选策略,发现Fez锌指家族1(FEZF1)在人胚胎干细胞神经分化过程中快速表达,且先于人神经前体细胞标志基因PAX6的表达,提示FEZF1是人早期神经发育中的重要调控因子.随后利用CRISPR/CAS9技术构建了FEZF1敲除的人胚胎干细胞株,发现敲除FEZF1阻碍了人胚胎干细胞的神经分化进程.此外,FEZF1敲除抑制了人胚胎干细胞神经分化过程中多能性的丢失,部分揭示了FEZF1缺失引起神经发育缺陷的机制.然而,单独过表达FEZF1并不能驱动人胚胎干细胞的神经分化,表明FEZF1是神经分化的必需调控因子,却不足以启始人胚胎干细胞的神经分化.总之,本研究发现了FEZF1是人早期神经分化的重要调控因子,为理解人神经发育奠定了理论基础.     

兔Oct4启动子驱动RFP基因表达载体的构建及验证

转录因子OCT4在维持和调控胚胎干细胞的多能性中发挥着重要的作用。Oct4基因启动子驱动标志蛋白的表达对研究胚胎干细胞多能性和建立iPs细胞有重要意义。由于GFP在慢病毒转染过程中常用作转染标记,计划构建兔Oct4基因启动子（rOct4）驱动红色荧光蛋白表达的载体,这将有利于兔ES细胞和iPS细胞制备的研究。通过PCR方法扩增rOct4,构建了rOct4驱动RFP基因的表达载体rOct4-RFP。经转染小鼠ES细胞验证正确后,将rOct4-RFP质粒转染兔成纤维细胞系获得rOct4-RFP成纤维细胞系。经过酶切和测序验证,证明rOct4-RFP构建成功,而且能够在小鼠Es细胞系E14中表达细胞红色荧光蛋白,并受细胞分化状态的调控。通过脂质体介导的基因转移、抗性筛选和PCR鉴定建立了rOct4-RFP转基因成纤维细胞系。     

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。     

红细胞生成的转录调节多因子的协调作用

红细胞由造血干细胞分化而成,此过程包含复杂转录因子的相互作用,这些转录因子调节下游基因的表达并介导分化与增生信号,红细胞谱系的多能干细胞的定型诱导血细胞生成.主要综述了适应红细胞发育的广谱因子及特殊因子,这些因子单独操纵或部分参与转录、激活或表达.     

干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究现状

胰腺或胰岛细胞移植是目前治疗Ⅰ型糖尿病和部分Ⅱ型糖尿病效果最理想的方法,但因来源组织短缺及需要终生服用免疫抑制剂等问题限制了它的广泛应用.利用胰腺或胰腺外的多能干细胞产生胰岛样细胞有望克服上述问题而用于治疗糖尿病.本文就将干细胞诱导分化为胰岛样细胞中所用的重要的转录因子和可溶性诱导因子及其作用以及胰岛素分泌细胞的来源做一综述.     

MSCs心肌样细胞分化过程中GCN5募集促分化相关蛋白的筛选

筛选并分析间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)诱导分化为心肌样细胞过程中GCN5招募促分化相关蛋白集合体的组成。免疫荧光细胞化学、实时荧光定量PCR鉴定MSCs经5-氮杂胞苷(5-azacytidine,5-azaC)诱导分化为心肌样细胞;免疫共沉淀技术分离、串联质谱鉴定GCN5募集蛋白集合体组成,并从心肌细胞分化角度筛选、验证分化相关蛋白因子。MSCs经5-azaC诱导分化的心肌样细胞表达心肌特异性基因GATA4、MEF2C和心肌细胞结构、功能蛋白cTnt、MHC和Cx43;筛选、验证出心肌细胞分化相关GCN5招募蛋白归类为:(1)DNA结合蛋白Sp1/KLF;(2)转录辅激活子PGC-1α和Rb1;(3)转录延伸复合体组成成分以及信号通路蛋白Akt。通过筛选获得MSCs经诱导向心肌样细胞分化过程中心肌分化相关蛋白因子,为进一步研究干细胞分化信号传导途径、特异性生物靶点干预以及提高干细胞分化效率打下了基础。     

维持胚胎干细胞多能性的分子机制

胚胎干细胞（ES细胞）来源于早期发育的胚胎,具有分化为任何细胞类型的多能性,因此具有巨大的基础研究及潜在的应用前景.目前认为ES细胞主要通过一些外源性信号分子的作用及某些重要的内源性转录因子的表达共同起作用来达到其维持多能性的目的.外源性信号分子LIF、BMP4以及Wnt等介导的信号传导通路与内源性转录因子Oct4、Nanog、Sox2、FoxD3等共同起作用来抑制那些促进ES细胞分化的基因表达和激活那些有助于维持ES细胞多能性维持的基因表达,进而形成一个相互调控和依存的基因调控网络共同维持ES细胞的多能性.     

利用piggyBac转座子制备牛成体多能干细胞诱导技术研究

通过逆转录病毒等媒介表达核转录因子Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc可将体细胞重编程为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSc)。时至今日,已经报道了小鼠、人、大鼠、猪、羊、马、牛的iPS细胞,但大动物iPS的多能性特别是嵌合体形成和生殖细胞传代还没有得到确认。与逆转录病毒等不同的是,piggyBac转座子转染效率高且无病毒源性、操作简单,可以在转座酶的存在下被安全切除。首次尝试了采用piggyBac转座子携带鼠源Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc、Rarg和Lrh16个核转录因子诱导胎牛成纤维细胞,成功获得牛类iPS细胞,其形态与小鼠胚胎干细胞相似,克隆边界清晰、呈丘状、克隆内细胞致密、核大。RT-PCR与免疫组织化学染色分析均显示牛类iPS细胞表达多能性基因。该类细胞体外诱导分化可形成类胚体EB,且表达3个胚层的基因;体内诱导分化可形成畸胎瘤,苏木精、伊红染色显示瘤体有三胚层的分化。上述结果显示利用piggyBac转座子制备牛多潜能干细胞诱导技术可行,产生的牛类iPS细胞具有潜在多能性。