1号染色体长臂扩增削弱人胚胎干细胞神经分化潜能

目的探讨1号染色体长臂（1q）的扩增对人胚胎干细胞（hESCs）神经分化的影响。 方法通过对H9 hESCs克隆化培养的方法获得1q扩增的hESCs系。中期染色体计数的方法明确细胞内的染色体数目,核型分析鉴定染色体变异的情况,全基因组测序（WGS）分析基因组片段拷贝数变异的情况。使用碱性磷酸酶（AP）染色法检测细胞干性维持的情况,RT-qPCR和免疫荧光染色等方法检测胚胎干细胞（ESCs）标志物OCT4、SOX2、NANOG、REX1和SSEA4等的表达。拟胚体（EB）形成实验进行hESCs不定向分化、全反式视黄酸（RA）诱导hESCs向外胚层分化、使用STEMdiff? SMADi Neural Induction Kit诱导hESCs向神经祖细胞（NPCs）定向分化,并通过RT-qPCR、AP染色和免疫荧光染色等方法检测其分化能力。两组间比较采用独立样本t检验。 结果分离获得一株1q发生2个拷贝扩增的细胞,核型分析发现额外获得的2个1q是等臂染色体,核型为[47,XX,+i （1q）],将其命名为Amp （1q）。Amp （1q）AP染色呈阳性,且表达ESCs标志物OCT4、SOX2、NANOG、REX1和SSEA4,具备干细胞自我更新的特征。EB分化过程中,与H9细胞相比,Amp （1q）向外胚层的分化能力下降,MAP2 （29.67±1.53比66.67±1.15）和PAX6 （8001±567.09比28308.00±1692.50）的表达降低（P均< 0.05）;RA诱导分化实验进一步证明,与H9细胞相比,Amp （1q）存在向外胚层分化的缺陷,MAP2 （22.50±3.54比42.50±2.12）和PAX6 （5403.00±569.93比38756.00±1068.44）的表达降低（P均< 0.05）。当定向诱导向神经谱系分化时,Amp （1q）形成NPCs的能力降低,NPCs标志物PAX6的表达水平低于H9细胞（13.83±3.75比88.33±1.53） （P均< 0.05）。 结论Amp （1q）具有ESCs自我更新的能力,但1q的扩增会削弱hESCs神经分化的能力。     

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.     

胚胎干细胞

胚胎干细胞具有自我复制并分化为人体各种功能细胞的潜能。胚胎干细胞具有的独特生物学特性使其被广泛应用于生物学研究的各个领域,特别是发育学。同时,它潜在的医学应用也成为世界范围内的研究热点。但是,由于人胚胎干细胞的来源为植入前的早期胚胎,人胚胎干细胞自诞生之日起便倍受争议。本文将从胚胎干细胞的来源、特性、鉴定标准、增殖机理、应用前景以及研究本身涉及的伦理学争论给予概述。     

胚胎干细胞体外分化为造血干细胞

造血干细胞移植已成为治疗白血病、再生障碍性贫血、重症免疫缺陷征、地中海贫血、急性放射病、某些恶性实体瘤和淋巴瘤等造血及免疫系统功能障碍性疾病的成熟技术和重要手段,另外这一技术还被尝试用于治疗艾滋病,已取得积极的效果。但是由于移植需要配型相同的供体,并且过程复杂,使得造血干细胞移植因缺少配型相同的供体来源以及费用昂贵而不能被广泛应用。胚胎干细胞是一种能够在体外保持未分化状态并且能进行无限增殖的细胞,在适合条件下能够分化为体内各种类型的细胞,研究胚胎干细胞分化为造血干细胞,不仅可作为研究动物的早期造血发生的模型,而且可以增加造血干细胞的来源,还可以通过基因剔除、治疗性克隆等方法来解决移植排斥的问题,从而为造血干细胞移植的发展扫除了障碍,因此有着重要的研究价值和应用前景。现对胚胎干细胞体外分化为造血干细胞的诱导方法,诱导过程中的调控机制,并对胚胎干细胞分化为造血干细胞的存在问题和发展前景进行讨论。     

胚胎干细胞体外诱导分化

胚胎干细胞能在体外长期不断自我更新,具有高度分化潜能,可分化成胎儿和成体的几乎所有类型的细胞,如心肌细胞、神经细胞、上皮细胞、肝细胞、血细胞、胰岛细胞、脂肪细胞及生殖细胞等。在细胞治疗和组织器官替代治疗、发育生物学等的研究中将具有广阔的应用前景。目前已有多种胚胎干细胞体外定向诱导的报道。本文从体外诱导分化影响因素和几种主要诱导细胞类型进行分析和总结,为胚胎干细胞的诱导分化研究提供参考资料。     

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.     

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     

胚胎干细胞向肝细胞诱导分化

胚胎干细胞具有分化成三胚层细胞的潜能。它已被视为治疗多种疾痛的一种新兴策略。在现阶段,通过不同的诱导途径可将胚胎干细胞诱导成为肝细胞：体外诱导、体内诱导以及体外和体内相结合诱导分化。然而从体内实验结果来看,其嵌合率及分化率不高,这是一个亟需解决的问题,否则就无法成功地将其应用于临床治疗。     

胚胎干细胞向血液干细胞定向分化的研究进展

骨髓移植是目前治疗恶性白血病以及遗传性血液病最有效的方法之一。但是HLA相匹配的骨髓捐献者严重短缺,骨髓造血干细胞（hematopoietic stem cells,HSCs）体外培养困难,在体外修复患者骨髓造血干细胞技术不成熟,这些都大大限制了骨髓移植在临床上的应用。多能性胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）具有自我更新能力,在合适的培养条件下分化形成各种血系细胞,是造血干细胞的另一来源。在过去的二十多年里,血发生的研究是干细胞生物学中最为活跃的领域之一。小鼠及人的胚胎干细胞方面的研究最近取得了重大进展。这篇综述总结了近年来从胚胎干细胞获得造血干细胞的成就,以及在安全和技术上的障碍。胚胎干细胞诱导生成可移植性血干细胞的研究能够使我们更好地了解正常和异常造血发生的机制,同时也为造血干细胞的临床应用提供理论和实验依据。     

胚胎干细胞诱导分化的研究进展

胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)因其具有自我更新能力和发育的多能性,成为当前医学研究的热点。ESC不但可以自发分化,而且在诱导因素作用下可以定向分化为某一种特定的成熟细胞。因此,ESC在移植医学、发育生物学等领域有着广阔的应用前景。本文对几种定向诱导ESC分化的策略进行了综述。     

胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的分子调控机制

胚胎干细胞在不同的诱导条件下具有多向分化的潜能,多种胞内外信号途径参与其分化过程的调控。现就胚胎干细胞向血管内皮细胞分化的诱导条件及分子机制做一综述,并阐明不同阶段的内皮前体细胞所表达的不同分子标志,同时提出胚胎干细胞在再生医学中的应用前景。     

胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

目前 ,细胞移植作为终末期肝病的辅助治疗方法 ,移植的细胞必须满足在受体肝脏中存活、增殖并可分化为成熟肝细胞两个重要条件 ,但目前应用的肝细胞来源有限 ,其功能随着培养时间的延长而逐渐下降等问题限制了这一治疗策略的广泛开展。作为具有发育全能性和无限增殖能力的细胞 ,胚胎干细胞向肝细胞的分化研究近年来引起了广泛的关注 ,并取得了较大的进展 ,寻找合适、高效的分化诱导方法是目前研究的热点之一。胚胎干细胞向肝细胞的分化研究既可以为临床细胞替代治疗提供合适的细胞来源 ,也可以在药物评估和肝脏发育分化基础研究方面起到重要的作用。通过概括肝脏和拟胚体分化发育的分子机制 ,对体外胚胎干细胞向肝细胞分化的几种诱导体系作了介绍 ,并对分化肝细胞的应用前景和存在的问题进行了讨论。     

胚胎干细胞的生物学特性及体外诱导分化

来源于早期胚胎的胚胎干细胞 (ES)和胎儿生殖脊干细胞 (EG)可在未分化状态下长期增殖培养 ,并保持其多向分化潜能 .体外培养ES细胞的条件已趋于稳定 ,国内外建立了来自人和多种动物早期胚胎的ES细胞系 .某些细胞因子和化学物质等可定向诱导ES细胞分化为各种不同类型的组织细胞 .ES细胞在胚胎发育、细胞分化、转基因动物、移植治疗、药物开发等领域具有广阔的应用前景 .     

敲除Pofut1不影响胚胎干细胞向神经元分化

蛋白O-连接岩藻糖基转移酶1 (Pofut1)基因缺失可导致Notch分子无法与配体结合并启动信号传递. 为研究Pofut1基因对哺乳动物胚胎干细胞（ESC）向神经分化的影响,利用Pofut1基因敲除的胚胎干细胞与野生型胚胎干细胞,经体外培养诱导拟胚体（EB）分化为神经细胞,计数分化为神经细胞的比例,采用细胞免疫组化染色和real-time PCR等方法,分析神经细胞特异性标志分子的表达. 结果显示,Pofut1基因缺失后,对EBC生长没有明显影响,分化过程中形成的拟胚体数量明显增多,分化的神经样细胞以及神经标志物分子的表达也明显多于对照组;Notch信号缺失对小鼠胚胎干细胞生长无明显影响,但可以促进ES细胞向神经细胞分化.     

The Effects of Co-Culture of Embryonic Stem Cells with Neural Stem Cells on Differentiation

Researching the technology for in vitro differentiation of embryonic stem cells (ESCs) into neural lineages is very important in developmental biology, regenerative medicine, and cell therapy. Thus, studies on in vitro differentiation of ESCs into neural lineages by co-culture are expected to improve our understanding of this process. A co-culture system has long been used to study interactions between cell populations, improve culture efficiency, and establish synthetic interactions between populations. In this study, we investigated the effect of a co-culture of ESCs with neural stem cells (NSCs) in two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) culture conditions. Furthermore, we examined the effect of an NSC-derived conditioned medium (CM) on ESC differentiation. OG2-ESCs lost the specific morphology of colonies and Oct4-GFP when co-cultured with NSC. Additionally, real-time PCR analysis showed that ESCs co-cultured with NSCs expressed higher levels of ectoderm markers Pax6 and Sox1 under both co-culture conditions. However, the differentiation efficiency of CM was lower than that of the non-conditioned medium. Collectively, our results show that co-culture with NSCs promotes the differentiation of ESCs into the ectoderm.     

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.     

定向诱导小鼠ES细胞向心肌细胞的分化

为了提高体外诱导ES细胞向心肌细胞分化的效率 ,对以往的诱导方法加以改进 ,采用直接悬浮培养和 0 8%DMSO诱导 ,建立了简便、高效的定向诱导ES细胞向心肌细胞分化的体系 .诱导第 9d起可见自发性、有节律跳动的类胚体出现 ,第 14d达到高峰 ,约有 70 %的拟胚体产生跳动 .用RT PCR的方法在跳动的拟胚体中检测到心肌细胞特异性标志物的表达 ,采用免疫荧光染色的方法在蛋白水平检测到心肌特异的α辅肌动蛋白 (α actinin)的表达 ,并可见清晰肌小节 ,表明在改进的体外诱导条件下ES细胞可分化为成熟的心肌细胞 .