间充质干细胞促进脐带血干细胞体外扩增的研究进展

非亲缘脐带血移植是治疗造血系统疾病的重要移植方式之一,但脐带血移植面临的最大挑战是造血干细胞(HSCs)数量不足,特别是成人患者受到脐带血干细胞数量的限制,导致造血及免疫恢复延迟,非复发死亡率升高。体外扩增脐带血HSCs(UCB-HSCs)是解决该问题的途径之一。研究发现可以通过模拟骨髓造血龛(niche)这一生态位使HSCs在体外进行自我更新增殖,而间充质干细胞(MSCs)正是造血龛的重要的组成细胞之一。本文将探讨MSCs在UCB-HSCs体外扩增中的应用。重点以MSCs促造血的特点、机制,促进脐带血干细胞增殖的各种策略以及其临床应用和前景做一综述。     

间充质干细胞对肿瘤血管生成的影响

间充质干细胞(MSC)是一类具有自我更新、多向分化潜能和损伤趋化的多能干细胞。在一定诱导条件下MSC可以分化为骨、软骨、肌肉和血管内皮等组织,常将其应用于组织修复和心肌缺血等其他缺血性疾病的实验研究及临床应用中。由于MSC具有向肿瘤间质的"损伤趋化性",在过去的十几年,将其作为携带治疗基因的合适载体用于肿瘤治疗研究。而进一步研究发现趋化至肿瘤间质的MSC与肿瘤微环境相互作用可分化为血管内皮、血管周细胞等,或者通过旁分泌等各种机制对肿瘤血管生成产生影响。但是在不同的肿瘤模型中,MSC对肿瘤血管生成的影响存在争议,这篇综述旨在探讨影响实验结果的相关因素,综合分析认为:MSC可以促进肿瘤血管结构和功能的完整性,修复肿瘤血管,这在针对肿瘤血管生成治疗尤其是联合其他治疗方法来治疗肿瘤显示出很大潜力。     

《干细胞》：锶可促进间充质干细胞成骨分化

2011年6月的国际学术期刊《干细胞》（Stem Cells）发表了中国科学院深圳先进技术研究院医工所王立平和蔡林涛研究组的研究论文,他们在锶促进间充质干细胞成骨分化及掺锶材料修复骨缺损的效果和机制研究中取得新成果。本项研究的部分成果已同时被国外Mason RS研究组证实（Journal of Biological Chemistry,2011年5月12日）。     

《干细胞》：锶可促进间充质干细胞成骨分化

2011年6月的国际学术期刊《干细胞》（StemCells）发表了中国科学院深圳先进技术研究院医工所王立平和蔡林涛研究组的研究论文。他们在锶促进间充质干细胞成骨分化及掺锶材料修复骨缺损的效果和机制研究中取得新成果。本项研究的部分成果已同时被国外MasonRS研究组证实（Journal of Biological Chemistry。2011年5月12日）。     

人嗅觉黏膜间充质干细胞来源的外泌体促进内皮细胞的血管生成

外泌体作为是细胞旁分泌的重要介质,在促血管形成方面有重要作用。在我们前期研究中,已经成功从嗅黏膜间充质干细胞（olfactory mucosa mesenchymal stem cells,OM-MSCs）分离、鉴定了其外泌体,然而,OM-MSCs源外泌体对血管生成的影响尚不清楚。本研究旨在探讨OM-MSCs来源外泌体对内皮细胞血管生成能力的影响。采用PKH67 荧光标记OM-MSCs源外泌体,与人脑微血管内皮细胞（human brain microvessel endothelial cells, HBMECs) 共培养,观察 OM-MSCs外泌体能否进入 HBMECs。采用CCK-8法、Transwell 迁移实验和小管实验,观察 OM-MSCs外泌体对 HBMECs增殖、迁移及管状结构形成的影响。采用基质胶塞实验及CD31免疫荧光,观察OM-MSCs外泌体在体内对血管生成的影响。上述研究均以等量 PBS 作为对照。结果提示,OM-MSCs外泌体可被HBMECs 摄取。CCK-8 法检测显示,在处理1、2、3、4、5 d各时间点,实验组细胞增殖均优于对照组（1.32±0.14 vs. 0.98±0.04, 1.36±0.14 vs.1.04±0.06, 1.75±0.18 vs.1.33±0.11, 2.16±0.11 vs.1.50±0.19, 2.71±0.11 vs. 1.81±0.20, P<0.01）。Transwell 实验结果显示,实验组跨膜迁移细胞吸光度值较对照组显著增多（1.12±0.05 vs.0.02±0.02, P<0.05）。在体外小管实验中,从节点、交叉点、网眼数、血管分支数和总长度5个方面,实验组均高于空白对照组（374.33±127.74 vs. 193.33±44.79, 104.56±33.07 vs. 54.33±11.65, 20.11±11.20 vs. 7.56±3.64, 81.67±19.07 vs. 57.00±13.02, 11466.22±2781.03 vs. 8544.00±1848.61, P<0.05）;在体内实验中,实验组成血管及CD31阳性率（%）亦显著高于对照组（85.00±5.57 vs.8.00±2.08, P<0.05）。本研究表明：OM-MSCs外泌体可促进 HBMECs 增殖、迁移及管样结构形成,提示OM-MSCs外泌体可促进血管新生。     

人嗅觉黏膜间充质干细胞来源的外泌体促进内皮细胞的血管生成

外泌体作为是细胞旁分泌的重要介质,在促血管形成方面有重要作用。在我们前期研究中,已经成功从嗅黏膜间充质干细胞（olfactory mucosa mesenchymal stem cells,OM-MSCs）分离、鉴定了其外泌体,然而,OM-MSCs源外泌体对血管生成的影响尚不清楚。本研究旨在探讨OM-MSCs来源外泌体对内皮细胞血管生成能力的影响。采用PKH67 荧光标记OM-MSCs源外泌体,与人脑微血管内皮细胞（human brain microvessel endothelial cells, HBMECs) 共培养,观察 OM-MSCs外泌体能否进入 HBMECs。采用CCK-8法、Transwell 迁移实验和小管实验,观察 OM-MSCs外泌体对 HBMECs增殖、迁移及管状结构形成的影响。采用基质胶塞实验及CD31免疫荧光,观察OM-MSCs外泌体在体内对血管生成的影响。上述研究均以等量 PBS 作为对照。结果提示,OM-MSCs外泌体可被HBMECs 摄取。CCK-8 法检测显示,在处理1、2、3、4、5 d各时间点,实验组细胞增殖均优于对照组（1.32±0.14 vs. 0.98±0.04, 1.36±0.14 vs.1.04±0.06, 1.75±0.18 vs.1.33±0.11, 2.16±0.11 vs.1.50±0.19, 2.71±0.11 vs. 1.81±0.20, P<0.01）。Transwell 实验结果显示,实验组跨膜迁移细胞吸光度值较对照组显著增多（1.12±0.05 vs.0.02±0.02, P<0.05）。在体外小管实验中,从节点、交叉点、网眼数、血管分支数和总长度5个方面,实验组均高于空白对照组（374.33±127.74 vs. 193.33±44.79, 104.56±33.07 vs. 54.33±11.65, 20.11±11.20 vs. 7.56±3.64, 81.67±19.07 vs. 57.00±13.02, 11466.22±2781.03 vs. 8544.00±1848.61, P<0.05）;在体内实验中,实验组成血管及CD31阳性率（%）亦显著高于对照组（85.00±5.57 vs.8.00±2.08, P<0.05）。本研究表明：OM-MSCs外泌体可促进 HBMECs 增殖、迁移及管样结构形成,提示OM-MSCs外泌体可促进血管新生。     

脂肪来源间充质干细胞体外定向诱导分化血管细胞的研究进展

脂肪来源的间充质干细胞具有较强的体外增殖能力,因具有生物学特性稳定、来源充足、体外培养条件低等优势已引起各国学者的关注。脂肪间充质干细胞凭借其多向分化潜能,是人体干细胞库潜在的重要来源之一。目前,研究人员已成功地在体外将其诱导为内皮细胞,成骨细胞、成软骨细胞、脂肪前体细胞、平滑肌细胞,心肌细胞、神经样细胞等。就脂肪来源的间充质干细胞体外定向诱导分化血管细胞的研究进展作一综述。     

小鼠脐带间充质干细胞的体外诱导分化

目的分离扩增小鼠脐带间充质干细胞(mouse umbilical cord mesenchymal stem cells,m UCMSCs)探讨其是否可诱导成软骨、脂肪和成骨细胞。方法通过贴壁培养法将m UCMSCs体外分离、扩增、纯化,倒置显微镜下观察细胞的形态特征,运用流式细胞仪检测分析细胞的抗原标志表达进行鉴定。运用诱导培养液对分离的m UCMSCs分别定向诱导培养为软骨、脂肪和成骨细胞。结果运用组织贴块培养法可从新鲜脐带中分离到贴壁生长的成纤维样细胞,这些细胞高表达CD29、CD90和CD105,低表达CD34。成软骨诱导后阿新兰染色呈蓝色;成脂诱导后油红O染色,出现红色脂滴;茜红素染色成骨诱导的m UCMSC,可见红色结节。结论贴壁培养法分离培养所获得的m UCMSCs在体外可诱导分化为软骨、脂肪和成骨细胞。     

脂肪间充质干细胞体外分化成心肌样细胞

探讨大鼠脂肪间充质干细胞（adipose-derived mesenchymal stem cells,AMSC）体外分化成心肌样细胞的潜能,为自体干细胞移植治疗心肌梗死提供理论基础.采用消化法分离大鼠AMSC,培养于RPMI1640生长培养基中,倒置相差显微镜观察细胞形态发现,随着培养时间的延长,细胞形态趋向于心肌细胞,SQ RT-PCR检测表达心肌特异性基因：β-肌球蛋白重链（β-MHC）、α-肌球蛋白重链（α-MHC）、心房利钠肽（ANP）、心肌肌钙蛋白（cTnT）、心肌肌动蛋白、肌肉增强因子和GATA-4;免疫细胞化学和免疫荧光染色检测表达心肌细胞特异性蛋白：结蛋白、横纹肌辅肌动蛋白、心肌肌动蛋白和间隙连接蛋白45(connexin 45);Western印迹检测表达心肌特异性蛋白Nkx2.5. 实验表明,大鼠AMSC在体外培养条件下能分化成心肌样细胞,在组织工程学及干细胞移植领域有着良好的应用前景.     

模拟干细胞生长微环境以促进间充质干细胞的扩增

间充质干细胞（mesenchyrmalstemcells,MSCs）是当前在多种组织再生和细胞治疗研究中被最广泛采用的一类干细胞。但如何诱导MSCs的体外高效扩增并维持其干性特征（stemness）,从而为临床应用提供充足、优质的细胞源,是当前基础研究和临床治疗中遇到的瓶颈问题。日益增多的研究表明,机体内干细胞的自我更新与分化受其所处体内微环境的紧密调控。因此,精确模拟干细胞在体内生长的微环境已成为提高干细胞体外扩增效率的重要策略。该文就近期研究中如何模拟干细胞生长微环境诱导MSCs体外扩增并维持干细胞特性的研究做一综述,为今后MSCs的高效扩增和推进临床运用与转化提供思路。     

瘦素诱导体外培养大鼠脂肪间充质干细胞凋亡

为观察瘦素诱导体外培养大鼠脂肪间充质干细胞凋亡的作用, 采用胶原酶消化法分离培养大鼠附睾脂肪垫间充质干细胞, 第3代细胞用于实验。细胞免疫荧光化学方法鉴定CD105、Vimentin表达阳性率约80%以上, 10-6 mol/L的瘦素作用细胞48 h、72 h后激光共聚焦显微镜观察分别可见早期及中晚期特征表现; 0 mol/L、10-8 mol/L、10-7 mol/L、10-6 mol/L瘦素分别作用于细胞48 h后, 应用AnnexinⅤ/PI双染色法流式细胞仪检测早期凋亡率分别为2.50%±0.72%、6.78%±1.99%、11.99%±1.58%、17.93%±4.82% (P<0.05); 随着瘦素浓度的增加和作用时间的延长, Caspase-3的活性逐渐增高, 至48 h时达到高峰。说明瘦素可以直接诱导脂肪间充质干细胞凋亡, 从数量上减少脂肪组织的含量。     

体外培养对间充质干细胞生物学功能的影响

间充质干细胞是目前应用前景最广泛的优质再生医学资源,由于其没有配型、排异等问题,极其适合于临床研究和应用。为满足临床应用的大量需求,间充质干细胞的体外大规模扩增是必需的。然而体外培养的间充质干细胞随着传代次数的增加,会产生许多生物学变化。该文对在体外连续传代的间充质干细胞的细胞和分子水平上的特征和功能变化作一综述,旨在为进一步优化细胞治疗方案做出理论参考,力求为推动干细胞产业的标准化作出贡献。     

间充质细胞外泌体促进小鼠胰岛内皮细胞血管生成的研究

目的探讨间充质细胞（MSC）外泌体对低氧条件下胰岛内皮细胞（MS-1）血管生成的影响。 方法MSC无血清低氧条件培养48?h,超滤离心法富集条件培养基中的外泌体,采用电镜和Western Blot的方法进行鉴定;通过血管形成试验比较分析不同条件下：常氧培养组（NOR组,21﹪O₂、5﹪CO₂）、低浓度氧培养组（HYP组,2﹪O₂、5﹪CO₂）、外泌体+低浓度氧共培养组（HYP+EXO组,2﹪O₂、5﹪CO₂）,MS-1细胞的血管形成能力;image J软件分析血管形成长度;PCR、Q-PCR检测血管内皮生长因子（VEGF） RNA水平的表达,Western Blot检测VEGF、HIF1α蛋白水平表达以及mTOR信号通路激活情况。采用单因素方差分析和SNK-q检验统计学分析。 结果超滤离心法富集的MSC条件培养基中的外泌体,大小为30 ~ 100 nm,表达CD9,CD63,CD81等外泌体表面标志物;血管形成试验结果显示,低氧促进MS-1血管生成,HYP+EXO组形成明显的血管网状结构;HYP+EXO组血管形成相对长度（2386.0±137.7）像素与NOR组（393.3±174.2）像素和HYP组（1467.0±230.0）像素相比增强,差异有统计学意义（t = 12.30,P?= 0.0065;t = 15.74,P = 0.0040）;PCR结果显示,HYP+EXO组VEGF相对表达量（20.26±9.972）较常氧对照组（1.000）和低氧组（6.521±3.501）均增强,差异有统计学意义（t = 5.462,P = 0.0009;t = 4.238,P = 0.0038）;同时,Western Blot结果显示VEGF蛋白水平表达升高,HIF1-α表达上调,mTOR发生磷酸化。 结论MSC外泌体可促进低氧条件下的小鼠胰岛内皮细胞血管生成。MSC外泌体可能通过上调HIF1-α,调节VEGF表达,激活mTOR信号通路,促进胰岛内皮细胞血管生成。     

分子影像监测血管内皮细胞生长因子预处理促进体外和体内脂肪间充质干细胞存活与增殖的研究

干细胞疗法为缺血性心血管病的组织再生带来希望,然而体内移植后干细胞的不良转归严重制约了其治疗效果.研究表明,血管内皮细胞生长因子(vascular endotllelial growth factor,VEGF)或可对干细胞产生保护作用;同时,分子影像可作为干细胞研究的有力手段,实现体内外干细胞生物学过程的可视化与实时...     

脂肪干细胞与间充质干细胞体外诱导分化为心肌细胞的差别

本文旨在探讨脂肪干细胞(adipose-derived stem cells, ASCs)和骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)在组织含量、体外培养和诱导分化为心肌细胞方面的差别.ASCs从新西兰白兔皮下脂肪组织提取,MSCs从大鼠四肢长骨骨髓提取,体外培养扩增,免疫细胞学方法鉴定.采用细胞集落形成法检测组织中干细胞的含量.将不同代的干细胞用不同浓度的5-氮胞苷诱导,观察其形态变化,免疫细胞化学方法检测诱导后细胞是否转化为心肌细胞.结果显示,体外培养的ASCs呈短梭形,分布均匀,生长迅速,细胞形态单一、稳定.MSCs原代生长非常缓慢,呈簇生长,细胞纯度偏低,容易混杂其它细胞类型,传代细胞容易分化和老化.脂肪组织中ASCs含量显著高于骨髓中MSCs含量,且前者含量受年龄影响小.5-氮胞苷诱导ASCs分化为心肌细胞的有效浓度为6～9μmol/L,而MSCs在3～15μmol/L 5-氮胞苷诱导下可见心肌细胞形成.ASCs诱导分化的心肌细胞呈球形细胞团,MSCs分化的心肌细胞呈条形或棒状,其心肌细胞分化率低于ASCs.幼年动物MSCs的组织含量和心肌细胞分化率均高于老年动物,而ASCs受动物年龄影响较小.结果表明,ASCs在组织含量、细胞纯度、生长速度和心肌细胞分化率等方面均明显优于骨髓MSCs,在心肌细胞再生方面较MSCs具有更大的优势.     

CD151通过ERK促进体外血管生成

目的探讨p38MAPK信号通路及ERK信号通路激活在CD151促进体外基质胶(matrigel)上类微血管结构形成的机制。方法包装CD151、anti CD151和GFP的重组腺相关病毒并转染人脐静脉内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)。将转染后的细胞种植在Matrigel上,观察其管型结构的形成。Western Blot法检测CD151、ERK、p38MAPK蛋白的表达;给予ERK抑制剂、p38 MAPK抑制剂,分别观察其对CD151促进管型结构形成的影响。结果 CD151高表达组较对照组及GFP组显著促进HUVECs matrigel上管型结构形成。高表达的CD151能够促进p-ERK的表达,但是对p-p38MAPK的蛋白表达影响不明显。ERK抑制剂能显著减弱CD151对管型结构形成的促进作用,但p38 MAPK抑制剂则对CD151促进管型结构的形成无显著影响。结论高表达的CD151通过激活ERK信号通路促进HUVECs在matrigel上管型结构形成,其作用与p38 MAPK信号通路的激活无明显关系。     

间充质干细胞过滤分离器制备人羊膜间充质干细胞的研究

自然存在的间充质干细胞数量少,限制了其研究应用。依靠自主发明的间充质干细胞过滤分离器,分离制备了人羊膜间充质干细胞,并对制备的干细胞进行了三维培养扩增。结果表明,制备的干细胞形态长势良好,并能诱导分化为类胰岛样组织。与常规方法相比,干细胞收获率提高了8倍以上,且细胞活性状态良好。间充质干细胞过滤分离器可以批量制备高质量的各种间充质干细胞,有利于高效率地建设各种间充质干细胞库,以促进间充质干细胞的研究应用。     

间充质干细胞研究新进展

骨髓中存在着一种多潜能的间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSC)。其在体内分布广泛,易分离,能在体外大量扩增,并具有强大的可塑性,除能在体内、外诱导分化形成骨、软骨、脂肪、神经胶质等细胞以外,最新的研究结果表明还能分化形成包括血液、内皮、肝实质细胞以及视网膜等几乎三个胚层的细胞。由于间充质干细胞跨越了人胚胎干细胞所面临的伦理问题,这使得间充质干细胞在细胞治疗及组织工程等应用方面具有其他组织干细胞不可比拟的优势。     

体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的研究

肝脏是体内最重要、最复杂的器官之一,是机体物质代谢的核心,具有生物分化和免疫等重要功能;同时,肝脏也是一个极易受损伤的器官,病毒、肿瘤等会导致肝脏功能的缺损甚至累及生命;而随着肝移植技术的发展,肝细胞移植有望成为治疗肝功能衰竭的一种新方法。干细胞是一类具有自我更新、增殖和分化能力,特别是具有向肝脏干细胞、肝细胞及血管内皮细胞分化潜能的一类细胞,因而干细胞有望成为肝组织工程新的种子细胞来源。因此,本文对骨髓间充质干细胞的分离、培养,定向诱导肝细胞的影响因素以及应用前景等几方面的内容进行了总结。     

大鼠骨髓间充质干细胞条件培养液促进心肌细胞肥大

体外模拟心肌缺血微环境,研究骨髓间充质干细胞(MSCs)的旁分泌作用对心肌细胞的影响。以大鼠MSCs各时间点的条件培养液刺激心肌细胞,观察心肌细胞蛋白含量、[3H]-Leu掺入、ANF-荧光素酶(luciferase)表达和心肌细胞面积的变化。MSCs条件培养液处理心肌细胞后,与对照组相比较6h及9h时间点的条件培养液可明显增加心肌细胞蛋白含量、[3H]-Leu掺入、ANF-荧光素酶表达以及心肌细胞面积,其中以6h时间点条件培养液的作用最为显著(P<0.01)。MSCs条件培养液能够通过旁分泌作用刺激心肌细胞肥大,此现象提示移植入心肌缺血区MSCs可能通过旁分泌作用影响心肌细胞,从而参与细胞移植后心功能的改善。