川芎含药血清诱导小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞的实验研究

目的:探讨川芎含药血清诱导小鼠胚胎干细胞(ES)分化为心肌细胞的特征,建立简便、高效的定向诱导ES细胞向心肌细胞分化的体系。方法:观察川芎含药血清作用下ES细胞活性,诱导第3天起可见自发性、有节律跳动的类胚体出现,第5天达到高峰,约有70%的拟胚体产生跳动。用RT-PCR法在跳动的拟胚体中检测心肌细胞特异性标志物β-MHC的表达。结果:川芎含药血清培养下的细胞β-MHC的表达水平和分化率均明显升高,与大鼠血清组和胎牛血清组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:川芎含药血清可明显提高体外诱导胚胎干细胞向心肌细胞分化的效率。     

川芎含药血清对小鼠胚胎干细胞增殖和分化的影响

【目的】观察川芎含药血清对小鼠胚胎干细胞(ES细胞)增殖及分化的影响。【方法】川芎含药血清与ES细胞共培养,采用CCK-8法检测细胞活性,逆转录—聚合酶链反应(RT-PCR)法检测心肌细胞特异基因肌球蛋白重链(β-MHC)m RNA的表达水平。【结果】与大鼠血清组和胎牛血清组比较,川芎含药血清组的ES细胞活性差异无统计学意义(P0.05),川芎含药血清组心肌细胞特异基因β-MHC表达水平显著升高,差异有统计学意义(P0.05)。【结论】川芎含药血清对ES细胞向心肌细胞分化有促进作用。     

血府逐瘀汤含药血清对MSC分化过程中α-MHC和β-MHC mRNA表达的影响

目的：探讨中药复方血府逐瘀汤含药血清体外诱导骨髓间充质干细胞（MSC）向心肌细胞分化的情况．为MSC移植治疗缺血性心脏病提供安全有效的种子细胞。方法：分离培养Wistar大鼠MSC,用血府逐瘀汤含药血清诱导后,RT-PCR技术检测诱导后的MSC心肌细胞标志物α-MHC、β-MHC的表达。结果：MSC经过血府逐瘀汤含药血清体外诱导后,细胞中有心肌细胞标志物α-MHC、β-MHC的表达。结论：中药复方血府逐瘀汤含药血清可以体外诱导大鼠MSC分化为心肌样细胞。     

抗坏血酸诱导体外培养小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞

目的探讨采用抗坏血酸诱导体外培养小鼠胚胎干细胞（mouse embryonic stem cell,mESC）分化为心肌细胞的可行性。方法未分化ES细胞在滋养层上长至汇合,胰酶消化成单个细胞经旋转生物反应器（RCCS）制备拟胚体（em-bryoid bodies,EBs）,EBs贴壁后用抗坏血酸诱导分化为心肌细胞。通过光镜观察跳动的心肌细胞,采用免疫组织化学、激光共聚焦显微镜（CLSM）和RT—PCR的方法鉴定心肌细胞。结果抗坏血酸能有效地诱导小鼠胚胎干细胞向心肌细胞的分化,诱导效率为90％;分化的心肌细胞自发而有节律地收缩,心肌肌钙蛋白T（cTnT）、α-辅肌动蛋白（α—actinin）、肌动蛋白（actin）表达阳性。此外,分化的心肌细胞还表达调控心肌发育的基因α—MHC、β—MHC。结论抗坏血酸能有效地诱导体外培养小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞。     

丹参诱导pαMHC-EGFP小鼠转基因胚胎干细胞向心肌细胞分化的作用

目的:观察丹参对pαMHC-EGFP小鼠转基因胚胎干细胞向心肌细胞分化的诱导作用。方法:采用悬浮法,从拟胚体形成的第4、5、6、7d起在培养液中加入不同浓度的丹参诱导pαMHC-EGFP小鼠转基因胚胎干细胞向心肌细胞分化,计数第8、9、10、11、12d心肌细胞的分化率。用RT-PCR方法检测分化的心肌细胞αMHC、Anf、MLC2v基因的表达。结果:10、30、50、70mg/ml丹参在拟胚体形成的第10、11、12d均可明显提高心肌细胞的分化率(P<0.01)。RT-PCR结果αMHC、Anf、MLC2v基因在分化的心肌细胞中表达。结论:丹参可以体外提高pαMHC-EGFP小鼠转基因胚胎干细胞向心肌细胞的分化率。     

p α-MHC/EGFP小鼠胚胎干细胞株的构建及其向心肌细胞分化的观察

目的构建含有心肌特异性基因肌球蛋白重链α(α-MHC)调控的增强型绿色荧光蛋白(EGFP)表达的载体并转染到小鼠胚胎干细胞(ESC),建立p α-MHC/EGFP小鼠ESC株,利用该细胞株可识别和纯化分化形成的心肌细胞。方法应用电穿孔技术将pα-MHC/EGFP载体转染到ESC,G418筛选10~12d后收集G418抗性细胞克隆并采用悬滴法体外诱导向心肌分化。通过PCR扩增细胞克隆基因组EGFP片段,并在心肌分化过程中通过荧光显微镜观察EGFP的表达,鉴定pα-MHC/EGFP胚胎干细胞株的建立。细胞免疫组化法检测自发性搏动拟胚体(EB)中EGFP阳性区域心肌肌钙蛋白T的表达。结果G418抗性细胞克隆基因组中能够扩增EGFP片段;在心肌细胞分化过程中,荧光显微镜下能观察到EB局部出现自发性搏动的亮绿色细胞团;细胞免疫组化检测显示,EGFP阳性区域肌钙蛋白T表达阳性。结论成功构建了pα-MHC/EGFP胚胎干细胞株,该细胞株在分化为心肌细胞的同时表达EGFP,便于对心肌细胞进行识别和纯化。     

p α-MHC/EGFP小鼠胚胎干细胞株的构建及其向心肌细胞分化的观察

目的 构建含有心肌特异性基因肌球蛋白重链α(α-MHC)调控的增强型绿色荧光蛋白(EGFP)表达的载体并转染到小鼠胚胎干细胞(ESC),建立p α-MHC/EGFP小鼠ESC株,利用该细胞株可识别和纯化分化形成的心肌细胞. 方法 应用电穿孔技术将p α-MHC/EGFP载体转染到ESC,G418筛选10～12 d后收集G418抗性细胞克隆并采用悬滴法体外诱导向心肌分化.通过PCR扩增细胞克隆基因组EGFP片段,并在心肌分化过程中通过荧光显微镜观察EGFP的表达,鉴定p α-MHC/EGFP胚胎干细胞株的建立.细胞免疫组化法检测自发性搏动拟胚体(EB)中EGFP阳性区域心肌肌钙蛋白T的表达. 结果 G418抗性细胞克隆基因组中能够扩增EGFP片段;在心肌细胞分化过程中,荧光显微镜下能观察到EB局部出现自发性搏动的亮绿色细胞团;细胞免疫组化检测显示,EGFP阳性区域肌钙蛋白T表达阳性. 结论 成功构建了p α-MHC/EGFP胚胎干细胞株,该细胞株在分化为心肌细胞的同时表达EGFP,便于对心肌细胞进行识别和纯化.     

胚胎干细胞分化为胰岛素分泌细胞的诱导条件

目的：探索胚胎干细胞ES—D3分化为胰岛素分泌细胞的诱导条件。方法：ES—D3细胞培养于鼠胚成纤维细胞滋养层上，对数生长期时转入无血清含bFGF的DMEM液中，隔天换液，2周后，用DTZ染色、ELISA、免疫细胞化学染色等方法鉴定诱导生成的胰岛素分泌细胞及其所分泌的胰岛素。结果：ES—D3细胞在不含白血病抑制因子和滋养细胞的无血清培养体系中呈悬浮生长，并于第4天形成拟胚体，加入促分化因子bFGF可使胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化，诱导生成的胰岛素分泌细胞在培养基中自我组装形成三维立体细胞簇。诱导第17天，DTZ染色发现大量被染成暗红色的胰岛素分泌细胞，免疫细胞化学染色亦证实了胰岛素分泌细胞的存在；同时，用ELISA法检测到胰岛素分泌。随着诱导天数增加，DTZ染色阳性细胞数及胰岛素含量均增加?结论：胚胎干细胞ES—D3在无血清含bFGF培养基中能被诱导分化为胰岛素分泌细胞，且该细胞能够分泌胰岛素。     

神经调节蛋白-1诱导小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化

目的 观察神经调节蛋白-1(NRG-1)诱导小鼠胚胎干细胞(ESCs)向心肌细胞分化及扩增心肌细胞的作用.方法 分别观察ESCs自发及NRG-1诱导情况下心肌细胞分化率;RT-PCR检测心肌早期转录因子GATA-4、Nkx2.5 mRNA及心肌骨架蛋白α-MHC、β-MHC mRNA的表达;细胞免疫组化检测心肌α-actinin蛋白表达;血管活性药物刺激观察心肌细胞的功能反应.结果 NRG-1诱导的心肌细胞分化率显著高于自发的心肌细胞分化率(P<0.05),且诱导生成的心肌细胞对肾上腺素能及胆碱能药物刺激呈现相应的频率反应,刺激前后搏动频率差异均有统计学意义(P<0.05);NRG-1呈剂量依赖性上调GATA-4、Nkx2.5 mRNA的表达,在NRG-1为100 ng/mL时表达水平最高,且两者的相对表达量明显高于自发分化组的相对表达量(P<0.05或P<0.01);NRG-1干预增加心肌细胞骨架蛋白α-MHC、β-MHC mRNA水平且增强α-actinin蛋白表达(P<0.05).结论 外源性NRG-1早期干预能够诱导ESCs向心肌细胞分化并扩增ESCs分化形成的心肌细胞.     

神经调节蛋白-1诱导小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化

目的 观察神经调节蛋白-1(NRG-1)诱导小鼠胚胎干细胞(ESCs)向心肌细胞分化及扩增心肌细胞的作用.方法 分别观察ESCs自发及NRG-1诱导情况下心肌细胞分化率;RT-PCR检测心肌早期转录因子GATA-4、Nkx2.5 mRNA及心肌骨架蛋白α-MHC、β-MHC mRNA的表达;细胞免疫组化检测心肌α-actinin蛋白表达;血管活性药物刺激观察心肌细胞的功能反应.结果 NRG-1诱导的心肌细胞分化率显著高于自发的心肌细胞分化率(P<0.05),且诱导生成的心肌细胞对肾上腺素能及胆碱能药物刺激呈现相应的频率反应,刺激前后搏动频率差异均有统计学意义(P<0.05);NRG-1呈剂量依赖性上调GATA-4、Nkx2.5 mRNA的表达,在NRG-1为100 ng/mL时表达水平最高,且两者的相对表达量明显高于自发分化组的相对表达量(P<0.05或P<0.01);NRG-1干预增加心肌细胞骨架蛋白α-MHC、β-MHC mRNA水平且增强α-actinin蛋白表达(P<0.05).结论 外源性NRG-1早期干预能够诱导ESCs向心肌细胞分化并扩增ESCs分化形成的心肌细胞.     

胚胎干细胞向胆管上皮细胞定向分化的体外实验研究

目的探讨胚胎干细胞（ES细胞）体外定向分化为胆管上皮细胞（BE细胞）的诱导条件和分化规律。方法选用小鼠ES细胞,首先进行拟胚体分化,然后在培养系统中按不同时间段分别添加转化生长因子（TGF）、酸性成纤维细胞生长因子（aFGF）、肝细胞生长因子（HGF）和上皮生长因子（EGF）等,使ES细胞向BE细胞方向分化。用免疫细胞化学等方法检测BE细胞标记物细胞角蛋白7（CK7）、细胞角蛋白19（CK19）,γ-谷胺酰转肽酶（GGT）的表达,观察其表达时间和空间分布规律。结果ES细胞分化第10天,在拟胚体细胞分化群落中出现一种环状结构并有CK7和GGT表达,分化第13天时有CK19表达,三者的表达都随培养时间延长而增强;光镜下阳性细胞结构符合立方上皮细胞形态学特点。结论ES细胞在特定培养条件和细胞生长因子的作用下,可以定向分化为BE细胞并可以形成类胆管样结构。     

淫羊藿苷诱导小鼠胚胎干细胞体外定向分化为心肌细胞方法学研究

目的 采用药物淫羊藿苷(icariin,ICA)改变小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)体外培养的微环境,建立一种药物介导提高ES细胞体外定向心肌细胞分化率的实验体系.方法 采用悬滴培养法,构建ICA诱导ES细胞体外定向分化为心肌细胞的实验评价体系;并利用RT-PCR法和免疫荧光法鉴定心肌细胞.结果 ICA在10-7mol&#183;L-1浓度时,对ES细胞定向分化为心肌细胞呈现最佳诱导效应,分化率最高达84%(P＜0.001).ES细胞源心肌细胞表达心肌特异性基因肌球蛋白重链(α-MHC)和心室肌球蛋白轻链(MLC-2v),且心肌特异性肌小节α辅肌动蛋白(α-actinin)和肌钙蛋白T(troponin T)呈阳性表达.结论 悬滴培养法结合药物改善微环境,可用于药物诱导ES细胞定向分化心肌细胞的实验体系.     

基于妊娠期应用中药安全性评价体系探讨黄芩的胚胎毒性

[目的] 利用妊娠期应用中药安全性评价体系,应用胚胎干细胞实验(EST)方法,通过对中药-含药血清-胚胎蓄积组分的综合评价,揭示黄芩的胚胎毒性,验证妊娠期应用中药安全性评价体系的客观性.[方法]分别将胚胎干细胞D3系(ES-D3)和胚胎成纤维细胞(Balb/c 3T3)在不同浓度黄芩培养液和20%黄芩含药血清培养液中培养,噻唑蓝(MTT)法检测细胞活性,绘制细胞生长曲线,分别计算50%的ES细胞和3T3细胞增殖受抑制的黄芩浓度,即IC₅₀D3和IC₅₀3T3.利用悬滴-悬浮-贴壁方法,体外培养ES细胞向心肌细胞分化,实时定量PCR(Q-PCR)方法检测肌球蛋白重链基因(β-MHC)的表达量,计算50%的ES细胞分化受抑制的黄芩浓度,即ID₅₀D3.利用生物统计公式,预测黄芩及其含药血清的胚胎毒性.[结果]黄芩的IC₅₀D3、IC₅₀3T3、ID₅₀D3分别为25.58、42.20、0.28 μg/mL,预测其具有强胚胎毒性.低、高剂量黄芩含药血清对3T3细胞和ES细胞增殖均呈现抑制作用,ES细胞分化为心肌细胞β-MHC表达量为空白血清表达量的32.5%.[结论]黄芩存在胚胎毒性,应用中药-含药血清的综合评价方法,能够客观准确评价中药的胚胎毒性.     

CHIR99021和Wnt3a在小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化中的作用

目的 观察Wnt/β-catenin信号通路激活剂CHIR99021和Wnt3a在小鼠胚胎干细胞(mESCs)向心肌细胞分化中的作用.方法 采用悬浮一步培养法形成拟胚体(EBs),在EBs形成后第2天至第5天分别加入CHIR99021、Wnt3a,命名为CHIR99021组及Wnt3a组,将自动分化的EBs作为对照组.用免疫荧光法检测心肌特异性蛋白肌球蛋白重链(α-MHC)、肌钙蛋白T(cTNT)及膜联蛋白43(CX43)的表达.用qRT-PCR检测中胚层标志基因Brachyury、心肌前体细胞标志基因Nkx2.5、心肌细胞特异性标志基因α-MHC、cTnT和Cx43 mRNA的表达.用Western blot法检测 α-MHC、cTNT和CX43蛋白表达.结果 免疫荧光法提示各组mESCs能够向心肌细胞分化.在CHIR99021和Wnt3a诱导分化过程中,Brachyury在分化第7天达高峰;Nkx2.5、α-MHC、cTnT和Cx43的mRNA表达量随着分化时间的延长而逐渐增加,第15天增加最为明显,且CHIR99021组和Wnt3a组高于对照组;CHIR99021组优于Wnt3a组(P<0.05,P<0.01).Western blot检测结果显示CHIR99021组和Wnt3a组α-MHC、cTNT和CX43蛋白表达量明显高于对照组,CHIR99021组高于Wnt3a组.结论 CHIR99021和Wnt3a在分化早期阶段通过活化Wnt/β-catenin信号通路可促进mESCs心肌细胞分化,且CHIR99021促心肌分化作用优于Wnt3a.     

葛根素对小鼠胚胎干细胞源心肌细胞超微结构的影响

目的:探讨葛根素对小鼠胚胎干细胞源心肌细胞肌节及线粒体结构发育的影响。方法:采用悬滴-悬浮-贴壁三步法诱导转基因D3系小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化,在分化过程中持续使用葛根素(100μmol/L)处理;在分化的中期(第16天)和晚期(第20天)将拟胚体的跳动区域切下后制成超薄切片,应用电镜观察其超微结构,并测量肌节的长度。结果:⑴在分化第16天和第20天,葛根素组心肌细胞肌原纤维发育较对照组成熟;⑵分化第16天,葛根素组心肌细胞肌节长度为(1.67±0.02)μm,(n=9),明显长于对照组(1.44±0.15)μm,(n=4,P<0.05)。分化第20天,葛根素组心肌细胞肌节长度(1.88±0.04)μm,(n=6),高于对照组(1.78±0.04)μm,(n=5);⑶与对照组相比,葛根素组心肌细胞线粒体体积较大,嵴较密集。结论:葛根素能促进小鼠胚胎干细胞源心肌细胞肌节结构成熟和线粒体的发育。     

体外诱导鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化的实验研究

目的:探讨小鼠胚胎干细胞(ESCs)在转化生长因子β1(TGFβ1)联合内脏内胚层END2细胞共培养诱导条件下分化为心肌细胞的特征。方法:小鼠胚胎干细胞在小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)饲养层上增殖培养,先将ESCs悬浮培养形成23d的拟胚体(EBs),再将23dEBs种植到含有TGFβ1的24孔板中进行诱导,以及种植到铺有END2细胞饲养层的24孔板中进行诱导,培养液中同时加入TGFβ1。免疫细胞荧光技术检测心肌细胞特异性肌动蛋白(αActin)及肌钙蛋白T(TnT)的表达,透射电镜观察分化心肌细胞的超微结构。流式细胞仪检测EBs集落心肌细胞的平均分化率。结果:TGFβ1诱导组和TGFβ1联合内脏内胚层END2细胞共培养诱导组分别有43%,91%(P<0.05)的拟胚体出现自发节律性收缩,均表达心肌细胞特异性蛋白αActin和TnT,以及观察到心肌样超微结构,但在共培养的条件下,自发节律性收缩区域较大,且细胞形态较单一。两诱导组EBs集落心肌细胞平均分化率分别是35%,74%(P<0.05)。结论:TGFβ1联合内脏内胚层END2细胞共培养对小鼠ESCs向心肌细胞定向分化有协同作用,具有较高的诱导分化率。     

胚胎干细胞向心肌细胞分化及中药干预研究

胚胎干细胞(ES)在体外分化培养条件下可以分化出各种组织细胞,其中包括心肌细胞,而且ES在体外向心肌细胞分化与体内完整胚胎心肌发育过程相符合。ES细胞还是研究心肌细胞发育分化机制、分子机制及鉴定其关键基因的理想模型。文章对ES细胞及其定向分化为心肌细胞的分子机制及中药干预研究进行综述。参考文献18篇。     

Junctophilin 1在小鼠胚胎干细胞定向分化心肌细胞及大鼠胚胎心肌发生中的表征

目的:评价膜连接蛋白Junctophilin 1(JP1)亚型在哺乳动物心肌发生过程中,基因转录和蛋白表达特征,为心肌发育生物学及心脏再生医学相关生命现象本质提供实验依据。方法:小鼠胚胎干(embryonic stem,ES)细胞相继制成单细胞悬液和悬滴,收集拟胚体转至培养皿中悬浮分化培养。每隔2 d收集细胞供分子生物学评价,并于心肌分化成熟期(第17天),免疫荧光成像原位检测JP1与心肌小节蛋白α-Actinin和Troponin-T是否呈共表达,流式细胞术定量确认JP1阳染率。另以大鼠胎心为研究对象,大鼠受精后第14天起,每隔2 d取胎心直至分娩新生鼠,供RT-PCR和免疫印迹实验用。结果:ES细胞分化过程中,JP1在基因转录层面全程表达,至第11天达高峰。蛋白层面呈一过性表达,在第9天达高峰,此后迅速下降,至分化培养第15天消失,分化成熟期未见表达。大鼠胎心表达趋势与ES细胞分化过程基本一致,但JP1蛋白表达持续在出生后。在分化终端,流式细胞术显示JP2和肌小节蛋白双染率达16.59%,而未见JP1阳染细胞。结论:JP1基因在小鼠ES细胞定向分化心肌细胞全程均有转录,但JP1仅在分化早期有一过性表达。大鼠胎心JP1表达趋势与ES细胞分化过程基本相一致。     

调控Notch信号通路对胚胎干细胞向心肌细胞分化的影响

目的:观察Notch信号通路调控对胚胎干细胞向心肌细胞分化的影响。方法:实验分为两部分:调控Notch信号通路开关,研究其对胚胎干细胞向心肌细胞分化比例的影响及心肌分化相关蛋白表达的影响。在小鼠胚胎干细胞培养的基础上,加入Notch信号激活剂Jagged蛋白(5mg/L)或Notch信号抑制剂MW167(100μmol/L)作用14d,检测:①自发性节律收缩细胞的出现情况;②心肌特异性收缩蛋白的表达情况,计算胚胎干细胞分化为心肌细胞的比例;③采用Westernblot方法检测胚胎干细胞源性心肌细胞中心肌分化相关蛋白(Nkx2.5、GA-TA4、Tbx5、Myocardin)的表达。结果:与对照组(胚胎干细胞自发分化组)相比,加入Jagged蛋白后,胚胎干细胞向心肌细胞分化的比例和早期心肌分化相关蛋白表达水平均显著减少;而加入MW167后,分化比例及早期心肌分化相关蛋白均显著增加。结论:胚胎干细胞中加入Jagged蛋白持续激活Notch信号,抑制了胚胎干细胞向心肌细胞分化;而加入MW167持续抑制Notch信号,则促进了胚胎干细胞向心肌细胞分化。     

柴胡三参胶囊含药血清对骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中PI3-K/Akt信号通路干预

目的:研究柴胡三参胶囊含药血清对骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中PI3-K/Akt信号通路的影响,探讨其抗心律失常机制与PI3-K/Akt信号转导通路的相关性。方法:将P3代骨髓间充质干细胞随机分为4组,分别为BMP-2组、BMP-2+含药血清组、含药血清组及空白血清组,以MTT法测BMSCs增殖情况,确定最佳浓度及最佳时间;加入相应浓度的诱导剂及血清,诱导至最佳时间,Western blotting法检测各组细胞内Akt蛋白表达水平;RT-PCR法检测各组细胞内GATA-4、β-MHC m RNA表达情况。结果:与空白血清组相比,BMP-2组、BMP-2+含药血清组、含药血清组Akt、GATA-4、β-MHC表达水平均明显升高,统计学具有明显差异(P0.01);与BMP-2组相比,BMP-2+含药血清组表达水平升高(P0.05),与含药血清组相比,BMP-2+含药血清组表达水平升高(P0.05);BMP-2组与含药血清组比较,差异无统计学意义(P0.05)。结论:柴胡三参胶囊能够通过作用于PI3-K/Akt信号通路诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化。