干细胞向生殖细胞分化的研究进展

胚胎干细胞（ESC）是一种多能干细胞,具有向生殖细胞分化的能力,由于具有致瘤性和伦理问题,限制了ESC向临床应用发展的前景。成体干细胞（ASC）也是一类多能干细胞,理论上也能分化为生殖细胞,但诱导分化过程往往受到阻滞。诱导性多能干细胞（iPS）是一种具有多能性的重编程体细胞,一定程度上可替代ESC用于基础和临床研究。目前,全球不孕不育的发生率呈逐年递增的趋势,充分认识干细胞向生殖细胞分化的机制是解决该难题的重要理论前提。就各种干细胞向生殖细胞分化的研究进展作一综述。     

干细胞向雌性生殖细胞分化的研究进展

干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。根据其来源不同,干细胞可分为胚胎干细胞、成体干细胞以及诱导性多能干细胞。生殖细胞系负责跨代传递遗传和表观遗传信息,以确保新的正常个体产生。人类辅助生殖技术(ART)虽可解决部分难治性不孕不育患者的生育问题,但尚不能解决由于卵巢早衰生殖细胞缺乏导致的不孕,如果在体外可以将干细胞定向诱导分化为生殖细胞,则可能通过ART帮助卵巢早衰患者获得健康后代。雌性配子发育经历了多个严格、复杂的过程,包括原始生殖细胞(PGC)特化、增殖、迁移到生殖嵴并最终分化为成熟的卵母细胞。然而具体过程尚不明确。近年来学者已建立了干细胞向雌性生殖细胞分化的体外模型,并取得了长足进步。     

干细胞治疗薄型子宫内膜的研究进展

在辅助生殖技术中,子宫内膜厚度可以反映内膜功能状态,薄型子宫内膜是指子宫内膜厚度不足以获得胚胎着床及临床妊娠。虽然临床对薄型子宫内膜治疗的方式较多,但总体治疗效果欠佳。干细胞因具有多向分化和自我更新的潜能而展现出广阔的发展前景,包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞,随着对干细胞研究的深入,目前有研究诱导干细胞向子宫内膜细胞定向分化并增生,以促进子宫内膜生长,进而用于治疗薄型子宫内膜。现主要就骨髓间质干细胞（BMSCs）、子宫内膜干细胞（EDSCs）、人胚胎干细胞（hESCs）及人脐带华通胶间充质干细胞（WJ-MSCs）在薄型子宫内膜治疗的研究进展以及这4种细胞用于临床治疗的优缺点进行综述。     

干细胞治疗薄型子宫内膜的研究进展

在辅助生殖技术中,子宫内膜厚度可以反映内膜功能状态,薄型子宫内膜是指子宫内膜厚度不足以获得胚胎着床及临床妊娠。虽然临床对薄型子宫内膜治疗的方式较多,但总体治疗效果欠佳。干细胞因具有多向分化和自我更新的潜能而展现出广阔的发展前景,包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞,随着对干细胞研究的深入,目前有研究诱导干细胞向子宫内膜细胞定向分化并增生,以促进子宫内膜生长,进而用于治疗薄型子宫内膜。现主要就骨髓间质干细胞(BMSCs)、子宫内膜干细胞(EDSCs)、人胚胎干细胞(h ESCs)及人脐带华通胶间充质干细胞(WJ-MSCs)在薄型子宫内膜治疗的研究进展以及这4种细胞用于临床治疗的优缺点进行综述。     

间充质干细胞的研究进展及其应用

间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSCS）是一种纤维样成体干细胞，具有很高的可塑性，能分化成多种细胞系并具有很高的自我更新能力。MSCs不仅存在于骨髓，而且存在于其它多种组织中，通常根据它们的物理特性、表型特性和功能特性对其进行分离，因此该细胞群体有多个名字。由于MSCs的多向分化潜能、胚胎干细胞的特性、对造血作用的影响及其典型的免疫调控作用，在细胞和基因治疗水平，MSCs成为一种能在临床应用及预防医学领域发挥作用的极具吸引力的工具。     

首次利用胚胎干细胞培养出人造精子

据2009年7月7日《干细胞与发育》（StemCellsandDevelopment）刊文介绍,英国纽卡斯尔大学科研人员首次研究发出人造精子。生物学家卡里姆调制出一种化学物质和维生素构成的“鸡尾酒”,在这种“鸡尾酒”培养环境下,人体干细胞可转变成精子。干细胞是一类具有自我复制能力（self-renewing）的多潜能细胞,在一定条件下,可分化成多种功能细胞,医学上称之为“万能细胞”。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素影响。目前人类胚胎干细胞可在体外成功培养。最新研究发现,成体干细胞可横向分化为其他类型细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。     

骨髓间充质干细胞在消化道疾病中的应用

干细胞具有持久的自我增殖和分化能力,在特定的条件下,可以分化成不同功能的细胞,形成多种组织和器官。干细胞按照细胞起源的阶段可分为胚胎干细胞和成体干细胞,按照其分化潜能分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞3类。骨髓干细胞（BMDCs）包括骨髓间充质干细胞（BMSCs）、造血干细胞和内皮祖细胞。     

精原干细胞移植的研究进展

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,包括胚胎干细胞和成体干细胞。精原干细胞(SSC)是一种成体干细胞,是哺乳动物成体睾丸生精上皮中唯一可复制的多能二倍体细胞,能在体外分离纯化、培养、冻存,可进行同体或异体移植。1994年Brinster和Zimmermann首次进行SSC移植试验,有关SSC的研究越来越多,SSC成为生殖领域中的研究热点。主要以小鼠为例,就SSC的生物学特征、增殖与分化和移植及其相关研究进行综述。     

精原干细胞移植的研究进展

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,包括胚胎干细胞和成体干细胞.精原干细胞(SSC)是一种成体干细胞,是哺乳动物成体睾丸生精上皮中唯一可复制的多能二倍体细胞,能在体外分离纯化、培养、冻存,可进行同体或异体移植.1994年Brinster和Zimmermann首次进行SSC移植试验,有关SSC的研究越来越多,SSC成为生殖领域巾的研究热点.主要以小鼠为例,就SSC的生物学特征、增殖与分化和移植及其相关研究进行综述.     

人类干细胞与胚胎生殖细胞

胚胎干细胞（ES）是早期胚胎（桑椹胚，囊胚）或原始生殖细胞（PGCs)经体外分化抑制培养，在传代过程中筛选出来的具有发育全能性或多能性的细胞。这种细胞具有与早期胚胎相似的分化潜能和正常二倍体核型的特点，因此兼有早期胚胎卵裂球及体细胞的某些特征。在发育生物学、遗传学、生物工程、动物克隆、转基因动物中，具有广泛的应用价值。     

以支持细胞为饲养层培养冻存后大鼠精原干细胞研究

目的：研究冻存的精原干细胞体外分离培养的生物学特性,为今后冻存精原干细胞的批量培养和长期利用提供依据。方法：取7～8d的sD雄性大鼠,分离睾丸组织,用两步酶消化法和差速时间贴壁法,分离精原干细胞和支持细胞。以二甲基亚砜（DMSO）作冷冻保护液,将分离到的精原干细胞放置于液氮中冻存;利用体外培养体系,进行支持细胞的培养和饲养层的制备;然后将复苏的精原干细胞接种到支持细胞饲养层上培养,并利用碱性磷酸酶鉴定精原干细胞。结果：用两步酶消化法和差速贴壁法能分离到纯度较高的精原干细胞和支持细胞,冻存的SSCs解冻后能在支持细胞饲养层上贴壁、生长、增殖,碱性磷酸酶活性鉴定呈阳性。结论：冻存后精原干细胞在体外支持细胞饲养层上呈集落样生长,并能长时间维持细胞集落形态及数目,可为体外研究药物或毒物干扰精原干细胞提供细胞模型。     

间质细胞增殖的睾丸内局部调节因子

睾丸间质细胞是男性体内合成雄激素的主要组织细胞.胎儿期睾丸间质细胞从间质前体细胞分化形成,出生后出现由间质干细胞分化形成的第二代睾丸间质细胞,青春期的间质细胞则是由多能间质前体细胞分化而来,经历前体睾丸间质细胞、不成熟睾丸间质细胞、成熟睾丸间质细胞3个不连续的成熟阶段.胎儿期及出生后间质细胞的分化、增殖、发育受多种因素的调节,包括性别决定基因Y、神经细胞黏附分子、转化生长因子、抗苗勒管激素(AMH)等调节;出生后的睾丸间质细胞增殖、发育、成熟除受黄体生成激素调节外,受睾丸局部的雄激素、胰岛素样生长因子1(IGF-1)及自身合成的钙视网膜结合蛋白(calretinin)等因子的调节.     

小鼠精原干细胞冷冻保存技术的研究

[目的]探讨精原干细胞(SSCs)冷冻复苏后与Sertoli支持细胞共培养的增殖分化能力。[方法]以7~8 d龄小鼠为材料,Percoll密度梯度离心,并将分离后的SSCs液氮冷冻,复苏后接种至Sertoli饲养层上,37℃下共培养,在倒置相差显微镜下观察细胞的生长特点,并对培养细胞进行C-Kit受体检测。[结果]增殖细胞的生长特点及形态学特征与文献报道精原干细胞的特征相符合。C-Kit受体显示细胞膜呈强阳性。这些均符合精原干细胞的生物学特征。[结论]冷冻复苏后精原干细胞在未加入细胞因子的Sertoli饲养层中能较长时间生长并分裂增殖。     

小鼠生精干细胞的初步分离与纯化

目的　寻求一种获取小鼠的生精干细胞的简单方法。方法　将新生小鼠睾丸采用改良的两步消化法消化 ,并通过贴壁分离方法纯化。结果　通过该方法能够获取较高纯度 ( 95 % )的A型精原细胞 ,并通过生精干细胞移植实验证实其有效性。结论　采用该方法对生精干细胞进行初步的分离和纯化是简单有效的     

骨髓间充质干细胞诱导分化为胰岛样细胞及其功能的研究

目的体外诱导分化骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)为胰岛样细胞,鉴定诱导细胞并检测其功能。方法取周龄大鼠骨髓细胞,进行MSC培养纯化扩增,用bFGF、EGF、条件培养液、高糖培养液、B27、地塞米松、胰岛素等培养体系诱导MSC向胰岛细胞转化。双硫腙染色鉴定胰岛样细胞;免疫细胞化学鉴定胰岛素抗原表达;Western blot检测胰岛样细胞胰岛素的表达。结果体外诱导的MSCs由长梭形变成多角形并逐渐聚集成团。双硫腙染色细胞团成亮红色,初步表明为胰岛样细胞。诱导的细胞具有胰岛素抗原表达;Western blot检测诱导分化为胰岛样细胞的胰岛素表达阳性。结论骨髓间充质干细胞能够分化成胰岛样细胞,并具有分泌胰岛素的功能。     

Arsenic Exposure Transforms Human Epithelial Stem/Progenitor Cells into a Cancer Stem-like Phenotype

Background

Inorganic arsenic is a ubiquitous environmental carcinogen affecting millions of people worldwide. Evolving theory predicts that normal stem cells (NSCs) are transformed into cancer stem cells (CSCs) that then drive oncogenesis. In humans, arsenic is carcinogenic in the urogenital system (UGS), including the bladder and potentially the prostate, whereas in mice arsenic induces multiorgan UGS cancers, indicating that UGS NSCs may represent targets for carcinogenic initiation. However, proof of emergence of CSCs induced by arsenic in a stem cell population is not available.

Methods

We continuously exposed the human prostate epithelial stem/progenitor cell line WPE-stem to an environmentally relevant level of arsenic (5 μM) in vitro and determined the acquired cancer phenotype.

Results

WPE-stem cells rapidly acquired a malignant CSC-like phenotype by 18 weeks of exposure, becoming highly invasive, losing contact inhibition, and hypersecreting matrix metalloproteinase-9. When hetero-transplanted, these cells (designated As-CSC) formed highly pleomorphic, aggressive tumors with immature epithelial- and mesenchymal-like cells, suggesting a highly pluripotent cell of origin. Consistent with tumor-derived CSCs, As-CSCs formed abundant free-floating spheres enriched in CSC-like cells, as confirmed by molecular analysis and the fact that only these floating cells formed xenograft tumors. An early loss of NSC self-renewal gene expression (p63, ABCG2, BMI-1, SHH, OCT-4, NOTCH-1) during arsenite exposure was subsequently reversed as the tumor suppressor gene PTEN was progressively suppressed and the CSC-like phenotype acquired.

Conclusions

Arsenite transforms prostate epithelial stem/progenitor cells into CSC-like cells, indicating that it can produce CSCs from a model NSC population.     

卵巢生殖干细胞研究进展

研究显示,卵巢中可能存在具有自我更新和分化潜能的生殖干细胞,尽管数量很少,但能产生新的卵母细胞和维持始基卵泡发生。对生殖干细胞的分离培养及其分化调控的研究将会加深研究者对生殖生理的认识,并为保留卵巢恶性肿瘤患者的生育功能及对卵巢性不孕症的治疗提供新的策略。     

Recruitment of Normal Stem Cells to an Oncogenic Phenotype by Noncontiguous Carcinogen-Transformed Epithelia Depends on the Transforming Carcinogen

Background: Cancer stem cells (CSCs) drive tumor initiation, progression, and metastasis. The microenvironment is critical to the fate of CSCs. We have found that a normal stem cell (NSC) line from human prostate (WPE-stem) is recruited into CSC-like cells by nearby, but noncontiguous, arsenic-transformed isogenic malignant epithelial cells (MECs).Objective: It is unknown whether this recruitment of NSCs into CSCs by noncontact co-culture is specific to arsenic-transformed MECs. Thus, we used co-culture to examine the effects of neighboring noncontiguous cadmium-transformed MECs (Cd-MECs) and N-methyl-N-nitrosourea–transformed MECs (MNU-MECs) on NSCs.Results: After 2 weeks of noncontact Cd-MEC co-culture, NSCs showed elevated metalloproteinase-9 (MMP-9) and MMP-2 secretion, increased invasiveness, increased colony formation, decreased PTEN expression, and formation of aggressive, highly branched duct-like structures from single cells in Matrigel, all characteristics typical of cancer cells. These oncogenic characteristics did not occur in NSCs co-cultured with MNU-MECs. The NSCs co-cultured with Cd-MECs retained self-renewal capacity, as evidenced by multiple passages (> 3) of structures formed in Matrigel. Cd-MEC–co-cultured NSCs also showed molecular (increased VIM, SNAIL1, and TWIST1 expression; decreased E-CAD expression) and morphologic evidence of epithelial-to-mesenchymal transition typical for conversion to CSCs. Dysregulated expression of SC-renewal genes, including ABCG2, OCT-4, and WNT-3, also occurred in NSCs during oncogenic transformation induced by noncontact co-culture with Cd-MECs.Conclusions: These data indicate that Cd-MECs can recruit nearby NSCs into a CSC-like phenotype, but MNU-MECs do not. Thus, the recruitment of NSCs into CSCs by nearby MECs is dependent on the carcinogen originally used to malignantly transform the MECs.