间充质干细胞诱导分化为胰岛β细胞的研究进展

间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,在体内外不仅可以被诱导分化为中胚层细胞,而且可以分化为内胚层和神经外胚层细胞。间充质干细胞易分离,体外可大量扩增,异体移植不引起免疫排斥反应,在细胞治疗和组织工程中具有广阔的应用前景。经过适当诱导,间充质干细胞可能成为胰岛β细胞的来源之一。就间充质干细胞的生物学性状和优势,以及诱导分化为胰岛β细胞的技术方法和发展趋势进行了综述。     

胰高血糖素样肽-1在构建胰岛样细胞中的应用

糖尿病治疗的主要方向之一是胰岛细胞的替代疗法,但供体来源不足成为阻碍其临床应用的难题。胰高血糖素样肽-1是体内的一种促胰岛素激素,对胰岛β细胞的增殖、分化均起重要作用。目前,利用胰高血糖素样肽-1构建多种细胞成胰岛样细胞,以作为移植胰岛细胞替代物成为研究的热点。     

胰高血糖素样肽1与干细胞定向分化

糖尿病已经成为21世纪严重威胁人类健康的疾病之一。胰岛移植被认为是治疗Ⅰ型和部分Ⅱ型糖尿病的最有效方法。然而,供体组织来源的匮乏限制了其应用。随着细胞移植和组织工程的日益发展,干细胞研究为新型胰岛的来源开辟了新的途径。干细胞定向诱导分化的关键是筛选合适的诱导剂以及优化诱导微环境,使干细胞培养微环境尽可能接近体内正常细胞发育分化的微环境,从而有利于干细胞适宜生长及定向分化。最近研究证实,胰高血糖素样肽1（Glucagon- Like PeptideⅠ,GLP-1）在干细胞向胰岛样细胞诱导分化中具有显著作用。因此,为了更好地应用GLP-1在干细胞定向分化中的潜能、促进应用干细胞治疗糖尿病新疗法研究的进程及干细胞定向分化技术逐渐成熟,本文就胰高血糖素样肽-1及它诱导干细胞定向分化胰岛样细胞的研究进展作一阐述。     

新生SD大鼠岛源性胰岛祖细胞的分离培养与诱导分化

目的：分离培养新生大鼠岛源性胰岛祖细胞,观察GLP-1（7-36）NH2诱导其向成熟细胞分化作用。方法：分离与纯化胰岛,在含20μg／LEGF和20μg／LbFGF的RPMI1640培养基中分离和扩增胰岛祖细胞．用20nmol／LGLP-1（7-36）NH2诱导分化。用原位杂交、免疫细胞化学染色、二硫腙（DTZ）染色和放射免疫分析等方法对的胰岛祖细胞分化前后细胞特征进行初步鉴定。结果：胰岛祖细胞表达Nestin,不表达PDX-1、InsulinmRNA、Insulin、Somatostatin。以GLP-1（7-36）NH2诱导分化后,部分细胞表达PDX-1、胰岛素mRNA、胰岛素、生长抑素,胰岛样细胞团（Ic＆）形成,其周边细胞DTZ着色。分化3周后培养基中胰岛素释放明显增加。结论：在新生SD大鼠胰岛存在有一类胰岛祖细胞,可以被分离并在体外不断扩增。GLP-1（7-36）NH2可以诱导胰岛祖细胞形成有胰岛素分泌功能的胰岛样细胞团。     

胰高血糖素样肽-1及其类似物抗胰岛β细胞凋亡作用及机制的研究进展

胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)及其类似物通过提高增殖、减少凋亡,从而有效地保护β细胞数量及功能。该文综述了GLP-1及其类似物能够对抗引起β细胞凋亡的多种有害因素——如细胞因子(IL-1β、TNF-α和IFN-γ等)、高游离脂肪酸血症、高血糖或低血糖等——进而降低胰岛β细胞的凋亡率,并探讨了相关的作用机制。     

高糖通过下调FoxO1磷酸化诱导β细胞去分化

胰岛β细胞发生去分化现象是导致其功能减退的机制之一。已有研究证明,FoxO1与β细胞去分化密切相关。然而,高糖是否可通过FoxO1诱导β细胞发生去分化目前尚未见报告。本研究通过不同浓度高糖干预MIN6细胞,采用葡萄糖刺激胰岛素分泌试验（GSIS）检测β细胞功能|实时荧光定量PCR及蛋白免疫印迹、免疫荧光方法检测高糖干预后β细胞内祖细胞标志基因、β细胞标志基因及FoxO1的表达变化。结果显示,不同浓度高糖干预β细胞后,当浓度达到35 mmol/L时,β细胞祖细胞标志基因表达明显增加。且在该浓度时,检测到β细胞标志基因表达明显降低,MIN6细胞葡萄糖刺激胰岛素分泌功能减退,磷酸化FoxO1表达减少。上述结果提示,高糖可诱导胰岛β细胞去分化的发生,其机制可能是通过FoxO1介导。     

胰高血糖素样肽-1保护胰岛β细胞相关分子机制的研究进展

胰高血糖素样肽-1(Glucagon-like peptide-1,GLP-1)是肠道L细胞分泌的一种重要的肠促胰岛素.大量研究表明,除刺激胰岛素分泌外,GLP-1可通过促进胰岛β细胞增殖,抑制β细胞凋亡而增加胰岛β细胞量,本文就其相关分子信号转导机制进行综述.     

胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞定向分化的研究进展

I型糖尿病是胰岛β细胞破环的自身免疫性疾病.I型糖尿病胰岛移植是治疗I型糖尿病的有效方法.胚胎干细胞能够分化为包括胰岛素分泌细胞在内的多种细胞类型.胚胎干细胞是治疗I型糖尿病的潜在来源.综述了近年来胚胎干细胞分化为胰岛素分泌细胞的研究进展,主要阐述了胰腺发育的转录因子和不同的分化方法.     

人诱导多能干细胞来源功能性胰岛β细胞的体外定向分化方法的建立

1型糖尿病是由胰岛β细胞功能受损、胰岛素分泌不足所致,目前,主要通过外源性胰岛素补充来治疗,但外源性胰岛素无法精准调控血糖,严重低血糖可危及生命。胰岛移植是一种替代疗法,但面临器官供体不足和异种来源胰岛β细胞存在人畜共患病交叉感染风险的问题。因此,获得足量且安全的胰岛β细胞是1型糖尿病细胞治疗面临的难题。本研究旨在通过人诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)在体外向胰岛β细胞分化,提供一种潜在的1型糖尿病治疗新策略。为实现这一目标,我们采用了结合2D和3D培养系统的分化策略,模拟胰岛β细胞的体内发育环境,并使用多种生长因子调节在胰腺发育和β细胞分化中发挥重要作用的关键信号包括Notch信号通路(Notch signaling pathway)、Wnt信号通路(Wnt signaling pathway)、TGF-β/Smad信号通路(TGF-β/Smad signaling pathway)等,在体外将hiPSC定向诱导分化至胰岛β细胞。结果显示,在2D、3D结合的培养条件下,分化过程中定型内胚层细胞,胰腺祖细胞,胰腺...     

间充质干细胞诱导分化为胰岛分泌细胞治疗1型糖尿病

糖尿病是严重危害人类健康的一类疾病,注射胰岛素和胰岛移植虽能用于治疗糖尿病,但都存在一定的局限性。大量研究表明,间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）可以在化学以及生物因子的作用下,或通过基因转染的方式在体外被诱导分化为胰岛素分泌细胞,且移植后对糖尿病鼠模型有一定降血糖效果,因而成为糖尿病治疗领域的研究热点。文章综述了不同来源的MSC诱导分化为胰岛分泌细胞（insulin—producing cells,IPC）的方法及诱导分化后用于治疗1型糖尿病的研究进展。     

EGCG通过抑制wnt/β-catenin信号通路调节猪骨骼肌卫星细胞的增殖和分化

为了阐明Wnt/β-catenin信号通路在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化中的作用,利用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)处理猪骨骼肌卫星细胞,采用MTT、流式细胞术、免疫荧光和Western印迹等方法检测了细胞增殖和分化情况.结果显示,与对照组相比,EGCG以时间、浓度依赖方式抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖.流式细胞术检测细胞周期结果表明,与对照组相比,经EGCG处理后,猪骨骼肌卫星细胞的G1期细胞比例上升,而G2和S期细胞比例下降,这说明细胞被阻滞在G1期,细胞的增殖受到抑制.免疫荧光检测分化过程中MyHC的表达,与对照组相比,EGCG促进猪骨骼肌卫星细胞的分化,并降低增殖标志基因MyoD以及细胞周期蛋白D的表达量,而提高了分化标志基因MyoG和MyHC的表达量.在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化过程中,EGCG降低β-联蛋白的表达量,且核内的β-联蛋白明显减少.结果表明,EGCG通过抑制Wnt/β-catenin信号通路抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖,促进其分化.     

鼠骨髓间充质干细胞的分离培养及定向诱导分化为内皮样细胞

目的：探讨体外大鼠骨髓间充质干细胞（rBMMSCs）的分离培养和血管内皮生长因子（VEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）对其定向诱导为内皮样细胞（ELCs）的可行性。方法：采用Percoll（1.073g/ml）分离液分离骨髓单个核细胞,用含10%胎牛血清（FBS）的LG-DMEM培养基贴壁纯化培养,倒置显微镜、免疫细胞化学法、流式细胞仪、MTT法、透射电镜（TEM）联合对rBMMSCs形态、表型、生长曲线、细胞周期以及超微结构进行鉴定;诱导后的细胞,采用倒置显微镜观察细胞形态,免疫细胞化学法检测CD31、CD144（VE-cadherin）和CD34表达以及摄取Dil-ac-LDL、结合FITC-UEA-1的功能特点。结果：rBMMSCs呈长梭形,漩涡状排列。细胞生长曲线显示潜伏期、对数生长期和平台期,符合干细胞的生长规律。透射电镜结果表明：rBMMSCs有两种不同的形态结构,其中体积较小、核质比大、胞质内细胞器稀少者为处于未分化或分化较低状态的幼稚型rBMMSCs。细胞周期分析显示：第4代细胞G0/G1期为95.67%,表明绝大部分细胞处于非增殖状态;诱导后的部分细胞形态可见类似ELCs改变,表达血管内皮细胞（ECs）特异性表面标志CD31、CD34和CD144,具有摄取Dil-ac-LDL以及结合FITC-UEA-1的功能特点。结论：采用Percoll密度梯度离心与贴壁培养相结合的方法所培养的rBMMSCs在体外具有定向诱导分化为ELCs的潜能,可能成为血管组织工程理想的种子细胞来源。     

NRSE/RE-1 dsRNA诱导小鼠胚胎干细胞分化为NSE阳性的神经元样细胞

应用电打孔的方法将化学合成的NRSE/RE-1d sRNA转染小鼠胚胎干细胞,在去除LIF的条件下,直接接种培养,观察其分化情况,并对分化结果进行相关检测.结果显示分化细胞呈明显的神经样改变,免疫荧光显示NSE阳性率为（82.3±8.1）%.说明通过转染NRSE/RE-1d sRNA能有效地诱导小鼠胚胎干细胞向神经元细胞分化.     

DLX1对BMP9诱导的间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化的影响

目的:分析和确认转录因子DLX1在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导的间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化中的作用。方法:首先,BMP9腺病毒感染C3H10T1/2细胞,RT-PCR和Western blot检测DLX1表达变化;随后,利用重组腺病毒技术分别过表达DLX1和RNA干扰(RNA Intenference,RNAi)抑制DLX1的表达,并利用碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)染色、钙盐沉积实验(茜素红染色),免疫细胞化学检测骨钙素(osteocalcin,OCN)表达和裸鼠皮下异位成骨实验分析DLX1对于BMP9诱导的C3H10T1/2细胞成骨分化的影响。荧光素酶报告基因实验和Western blot分析DLX1对于BMP9诱导的C3H10T1/2细胞Smad1/5/8信号途径的影响。结果:BMP9可以促进C3H10T1/2细胞中DLX1基因和蛋白表达水平;过表达DLX1在体外可进一步促进BMP9诱导的C3H10T1/2细胞的ALP活性、钙盐沉积以及OCN的表达,过表达DLX1亦可促进BMP9诱导的裸鼠皮下异位成骨;反之,RNAi抑制DLX1表达后,由BMP9诱导的C3H10T1/2细胞的ALP活性、钙盐沉积、OCN表达和裸鼠皮下异位成骨均相应受到抑制。过表达DLX1可进一步增强BMP9诱导的C3H10T1/2细胞中Smad/1/5/8的转录调控活性,RNAi降低DLX1表达则可抑制BMP9诱导Smad/1/5/8的转录调控活性。但是,无论过表达DLX1和RNAi降低DLX1表达均不会对BMP9诱导的Smad/1/5/8磷酸化造成影响。结论:DLX1可以调节BMP9诱导的间充质干细胞C3H10T1/2细胞成骨分化,其调节作用可能是通过影响Smad1/5/8信号的转录调控活性而实现的。     

胰腺十二指肠同源框-1基因促进大鼠骨髓间充质干细胞分化为胰岛样细胞

虽然骨髓间充质干细胞(BMSCs, bone marrow mesenchymal stem cells)具有极强的自我更新能力及多向分化潜能, 但最近发现其体外分化为胰腺内分泌细胞的效率并不高, 不能产生足够用于移植的胰岛样细胞. 胰腺十二指肠同源框-1基因(Pdx-1, pancreatic duodenal homeobox-1)在胰腺胚胎发育和胰岛素基因表达调控方面均具有重要作用, 因此构建含有Pdx-1的真核表达载体, 并使用新型纳米介质Superfect介导重组载体转染BMSCs, 研究Pdx-1表达在BMSCs体外分化为胰岛样细胞中的作用. 结果表明, 转染重组载体后(Pdx-1⁺ BMSCs)分化为胰岛素阳性细胞比例为(28.23±2.56)%, 较转染空白载体和未转染组(Pdx-1-BMSCs)明显增多(分别为(7.08±2.69)%和(4.59±3.02)%); 细胞免疫化学染色显示诱导后细胞表达胰岛素、胰高血糖素和生长抑素蛋白, 而且Pdx-1⁺ BMSCs诱导后表达明显增加, 与Western blotting和RT-PCR结果相似; 葡萄糖诱导的胰岛素分泌量测定显示Pdx-1⁺ BMSCs对不同浓度葡萄糖有不同的胰岛素分泌, 25和5.5 μmol/L葡萄糖刺激后胰岛素分泌量分别为(115.29±2.56)和(56.61± 4.82) μU/mL, 明显高于Pdx-1^- BMSCs分泌量(分别为(53.26±7.56)和(25.53±6.49) μU/mL). Pdx-1⁺ BMSCs分化的细胞同种异体移植后可以恢复糖尿病模型大鼠的血糖水平, 移植物平均存活时间(30.5±15.7)天. 本试验提示大鼠BMSCs体外能分化为胰岛样细胞; Pdx-1能显著增强上述分化能力; BMSCs体外分化的胰岛样细胞移植能改善STZ糖尿病大鼠的生存状态. 这将为糖尿病的治疗提供一条新的途径.