人胚胎干细胞在无血清mTeSR?1培养基中维持培养和向内皮细胞的诱导分化

背景：传统的人胚胎干细胞培养扩增方法中应用含动物血清培养基,并依赖饲养层细胞培养,这种培养方法显著制约了干细胞的体外培养规模;另外异源动物血清成分介入,使病原污染及免疫排斥的概率显著增加。 目的：明确应用无血清培养基mTeSR?1对人胚胎干细胞进行长期体外培养的可行性,并建立诱导人胚胎干细胞分化为血管内皮细胞的相关技术平台。 方法：采用无血清培养基mTeSR?1以非饲养层细胞依赖的方式体外培养、扩增人胚胎干细胞株H9。经过40余次体外传代后,于倒置显微镜下观察其生长形态,并利用免疫荧光染色方法评估其细胞表型。此外,应用条件培养基诱导H9细胞株向内皮细胞方向分化。利用免疫荧光染色技术,定量RT-PCR以及低密度脂蛋白摄取实验对该胚胎干细胞源内皮细胞的表型及功能进行评价、分析。 结果与结论：mTeSR?1培养基能够支持H9细胞株在体外以非饲养层依赖的方式进行长期扩增,同时维持其未分化的干细胞潜能。添加血管内皮细胞的条件培养基能够定向诱导H9细胞向内皮细胞方向分化。该胚胎干细胞源内皮细胞不但表达内皮细胞的标志基因(kdr,pecam)和标记蛋白CD31,而且还能够摄取低密度脂蛋白,形成类似微血管结构。提示实验中所提供的培养及诱导分化体系能够支持胚胎干细胞的增殖与分化行为。     

无血清培养促进脂肪干细胞向血管内皮细胞分化

背景：无血清培养对大鼠脂肪干细胞向血管内皮细胞诱导分化影响的报道甚少。 目的：观察无血清培养大鼠脂肪干细胞后向血管内皮细胞诱导分化的情况。 方法：采用酶消贴壁培养法获得雄性SD大鼠脂肪干细胞,传代培养至第3代。实验组细胞无血清培养24 h,对照组用含体积分数10%胎牛血清的L-DMEM完全培养基培养。然后应用血管内皮细胞诱导培养基培养3周。 结果与结论：大鼠脂肪干细胞经体外培养可呈多角形或梭形贴壁生长,并能稳定传代。传代后大鼠脂肪干细胞极低表达细胞表面标志CD31。大鼠脂肪干细胞定向血管内皮细胞诱导分化后细胞呈鹅卵石样,CD31阳性表达明显上升且实验组明显高于对照组。实验组诱导后大鼠脂肪干细胞能够吞噬Dil标记的乙酰化低密度脂蛋白及在基质胶上形成2D小管样结构,其能力明显强于对照组。结果证实无血清培养可促进体外大鼠脂肪干细胞向血管内皮细胞诱导分化。     

体外诱导羊膜来源间充质干细胞分化为血管内皮细胞

背景：羊膜来源间充质干细胞植入机体不同类型组织后是否可以分化为相应组织靶细胞呢？ 目的：检测血管内皮细胞生长因子在体外诱导人羊膜间充质干细胞分化为血管内皮细胞的可行性。 方法：分离培养羊膜间充质干细胞,鉴定其表面抗原表达,用含体积分数2%胎牛血清以及50 μg/L血管内皮生长因子的条件培养基诱导,诱导后细胞通过内皮细胞标志物血管内皮生长因子受体2以及v-WF染色鉴定。 结果与结论：羊膜间充质干细胞表面抗原CD29、CD44、CD105阳性,CD34、CD45、CD106以及HLA-DR阴性。诱导后细胞形态明显改变,内皮细胞标志物血管内皮细胞生长因子受体2以及v-WF染色结果阳性。提示羊膜间充质干细胞在体外具有分化为血管内皮细胞的能力。     

CD133+卵巢癌干细胞样细胞在血管内皮细胞中的分化

背景：大量研究证实,新生血管形成在肿瘤的生长、浸润以及转移过程中发挥重要作用。 目的：探讨CD133+卵巢癌干细胞样细胞向血管内皮细胞分化的特点。 方法：通过无血清培养方法从卵巢癌A2780细胞株中成功诱导出CD133⁺卵巢癌干细胞样细胞,在体外接种于铺或不铺Matrigel基质胶的96孔板内,观察不同时间点CD133⁺卵巢癌干细胞样细胞和人脐静脉内皮细胞形成管腔样结构能力。通过裸鼠皮下移植实验,免疫荧光法观察CD133⁺卵巢癌干细胞样细胞在卵巢癌血管新生中的作用。 结果与结论：CD133⁺卵巢癌干细胞样细胞和人脐静脉内皮细胞(阳性对照)在未铺 Matrigel基质胶上并不能形成相应的管腔结构,且不表达内皮细胞标志物CD31,在Matrigel基质胶上能够形成相对稳定的管腔结构,CD31表达明显。CD133⁺卵巢癌干细胞样细胞接种裸鼠皮下成瘤后,可观察到肿瘤组织中有人源性CD31的表达。结果表明CD133⁺卵巢癌干细胞样细胞能够分化为血管内皮细胞,参与肿瘤血管重建。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

低氧条件下诱导人胚胎干细胞向血管内皮前体细胞的分化

背景:种子细胞的数量和质量是制约血管组织工程研究的重要瓶颈,而如何获取干细胞源内皮细胞是解决该瓶颈问题的关键。目的:探讨添加血管内皮生长因子联合低氧环境是否能够协同高效诱导胚胎干细胞向内皮细胞定向分化。方法:采用无血清培养基m Te SR1维持培养人胚胎干细胞H9。通过添加血管内皮生长因子(50μg/L)联合低氧条件(体积分数为5%O2)诱导H9细胞向内皮细胞分化。采用免疫荧光染色技术、定量RT-PCR以及低密度脂蛋白摄取实验对人胚胎干细胞源内皮细胞进行表型和功能评价。结果与结论:添加血管内皮生长因子联合低氧培养条件可促进H9细胞向内皮细胞方向分化。该胚胎干细胞源内皮细胞不但高水平表达内皮细胞的标志基因(kdr,pecam)和标记蛋白D31,而且还能够摄取低密度脂蛋白,形成类似微血管结构。提示血管内皮生长因子与低氧在诱导干细胞向内皮细胞分化过程中存在协同效应,可高效获得具有理想表型和功能活性的干细胞源内皮细胞。     

人软骨细胞培养上清诱导脐血间充质干细胞向软骨细胞分化

背景：人脐血间充质干细胞作为软骨缺损修复的种子细胞日益受到关注,现有常用诱导方法无论是应用诱导培养基还是诱导因子,因其价格昂贵、用量大等因素限制了实际应用。 目的：验证人软骨细胞培养上清诱导人脐血间充质干细胞向软骨细胞分化的可行性。 方法：利用密度梯度离心法和贴壁培养法分离新生儿脐血,获取并培养人脐血间充质干细胞,流式细胞仪鉴定细胞表面抗原。切取股骨头置换或全髋关节置换患者透明软骨组织,体外分离培养软骨细胞,利用其培养上清培养人脐血间充质干细胞,培养2周后观察细胞表型外观变化,免疫组化染色检测Ⅱ型胶原表达结果。 结果与结论：密度梯度离心法与贴壁培养法可以分离获取人脐血间充质干细胞,流式细胞仪鉴定表面标记CD90,CD105高表达,不表达CD34,CD45。软骨细胞培养上清诱导2周后,人脐血间充质干细胞向多角形、圆形转变,Ⅱ型胶原免疫组化检测表达阳性。提示软骨细胞培养上清可诱导人脐血间充质干细胞表达Ⅱ型胶原,向软骨细胞分化。     

体外诱导脂肪干细胞向内皮细胞及成血管的分化

背景：脂肪干细胞作为组织工程中种子细胞的选择,可以诱导为内皮细胞从而有效解决材料血管化困难的难题。 目的：体外观察脂肪干细胞经诱导向内皮细胞转分化的可能性、以及在立体培养基上的血管形成情况。 方法：切取人皮下脂肪,用酶消化法分离和培养脂肪干细胞,将传至第3代或第4代的脂肪干细胞用内皮细胞诱导液、同时在Matrigel三维培养基内诱导培养,观察细胞生长情况及变化。对脂肪干细胞和诱导细胞行免疫组织化学检查CD31的表达。 结果与结论：免疫组织化学检测脂肪干细胞的CD31表达阴性,诱导细胞CD31可见阳性表达。在三维立体培养基内诱导的细胞24 h逐渐迁徙成团,伸出伪足,诱导1周细胞形成网格样交叉,2周形成较长血管,后血管增粗,并出现分叉,CD31阳性表达。因此,脂肪干细胞体外可以被诱导向内皮细胞表型转分化,并形成血管,提示脂肪干细胞可以作为促进组织工程移植物血管化的种子细胞的理想选择。     

人心包外脂肪干细胞诱导转化为心肌细胞

背景：成体干细胞具有自我更新和分化为多种组织的能力,是组织工程学的重要组成部分。近来研究表明吸脂后人脂肪源性干细胞具有间充质干细胞的特点,能体外诱导分化为心肌细胞,但尚无对人心包外脂肪干细胞特点及诱导分化为心肌细胞的报道。目的：探讨人心包外脂肪干细胞体外培养及向心肌诱导分化的时期。方法：取人心包外脂肪组织,体外分离培养传代后,细胞免疫学检测不同时期细胞表面特异性抗原CD44,CD90的表达,并比较荧光强度,选择最佳诱导时期利用心肌培养基诱导培养后,免疫细胞化学检测心肌特异性抗α-actin、cTnT的表达,进行表型鉴定。结果与结论：人心包外脂肪干细胞体外培养过程中贴壁生长,增殖能力强,形态呈长梭形,旋涡状排列;其表面标记物CD44,CD90表达阳性,并在3、4代细胞中荧光强度达峰值,CD34,CD45表达阴性。经心肌诱导培养基体外诱导培养后,分化的细胞大多呈肌细胞样,细胞免疫化学检测证实心肌特异性抗α-actin、cTnT表达阳性,且在3、4代细胞数量达峰值,结果表明人心包外脂肪干细胞具有间充质干细胞的形态特征及细胞免疫学特征,能体外诱导分化为心肌细胞,存在最佳诱导时期。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

无血清单层细胞诱导法培养猪诱导多能性干细胞定向分化为血管内皮细胞

背景:诱导多能性干细胞是一种新型的干细胞来源,具有多向分化潜能。猪作为人类心血管及代谢性疾病研究的良好模型,对其多能性细胞向血管内皮细胞定向分化体系的建立,将为创建心血管疾病模型提供保障。目的:建立一种无血清单层诱导分化方法,使猪诱导多能性干细胞定向分化为CD31阳性血管内皮细胞,并对获得的内皮细胞进行鉴定。方法:使用CHIR99021、骨形态发生蛋白4、碱性成纤维生长因子、血管内皮生长因子等对猪诱导多能性干细胞和人胚胎干细胞进行单层细胞诱导分化,使干细胞经历3个分化阶段最终成为血管内皮细胞,检测并比较分化过程中2种干细胞的胚层标记基因的表达,对流式分选后获得的血管内皮细胞进行鉴定。结果与结论:①通过无血清单层细胞诱导法从猪诱导多能性干细胞定向诱导分化获得的内皮细胞具有与猪永生化主动脉血管内皮细胞类似的基因表达模式及生物学功能——能够吸收低密度脂蛋白并在Matrigel上形成微血管样结构;②该诱导体系下,猪诱导多能性干细胞的分化效率高于人胚胎干细胞的分化效率,这可能与诱导过程中2种细胞谱系基因表达模式上的差异相关。     

体外诱导骨髓间充质干细胞分化为血管内皮细胞的实验研究

目的探讨体外诱导骨髓间充质干细胞分化为血管内皮细胞的可行性。方法分离培养骨髓间充质干细胞，鉴定其表面抗原，用含2％胎牛血清以及50ng／ml血管内皮生长因子的条件培养基诱导，诱导后细胞通过内皮细胞标志物KDR、FLT-1以及v-WF染色鉴定。结果骨髓间充质干细胞表面抗原CD29、CD44、CD105阳性，CD34、CD45、CD106以及HLA-DR阴性。诱导后细胞形态明显改变，内皮细胞标志物KDR、FLT-1以及v-wF染色结果阳性。结论骨髓间充质干细胞在体外具有分化为血管内皮细胞的能力，可以作为干细胞治疗的一种有效来源。     

利用自体血清培养人外周血内皮祖细胞

背景：传统方法培养人外周血来源内皮祖细胞操作复杂,费用大,细胞获得率较低。 目的：利用自体血清培养人外周血来源内皮祖细胞,并鉴定其功能。 方法：采用密度梯度离心法从人外周血分离得到单个核细胞,体外培养分化为内皮祖细胞。按培养基条件不同分为EGM-2MV组、添加自体血清组(M199+体积分数10%自体血清+胰岛素样生长因子)、添加胎牛血清组(M199+体积分数10%胎牛血清+血管内皮细胞生长因子+碱性成纤维细胞生长因子+胰岛素样生长因子+表皮生长因子)。观察内皮祖细胞增殖、迁移能力;采用细胞形态观察、双荧光染色法及流式细胞仪等技术对培养的内皮祖细胞进行鉴定。 结果与结论：培养第7天,EBM-2MV组和添加自体血清组细胞增殖能力和迁移率都优于添加胎牛血清组(P < 0.05)。每组细胞经结合Dil标记的乙酰化低密度脂蛋白和异硫氰酸荧光素标记的荆豆凝集素双色荧光染色鉴定后双阳性率> 80%,免疫细胞化学检测显示每组细胞CD133,CD34和KDR的表达均为阳性。证实在M199培养液中添加自体血清是一种简单、高效的培养内皮祖细胞方法。     

人胚胎干细胞向内皮细胞的分化诱导

BACKGROUND:Human embryonic stem cells exhibit self-renewal and multi-differentiation potential, and can differentiate into endothelial cells under certain induction conditions. OBJECTIVE:To explore induced conditions of the human embryonic stem cells differentiating into endothelial cells and to investigate the effect of vascular endothelial growth factors on the endothelial differentiation of human embryonic stem cells. METHODS:After resuscitation, passage 40 human embryonic stem cell lines H9 were subjected to suspension culture to prepare embryos, and after 5-day culture, these cells were cultured in attachment medium to differentiate into embryoid bodies, followed by induction with 50 µg/L vascular endothelial growth factors. Passage 2 and 15 embryonic stem cells after induced differentiation were taken for Dil-Ac-LDL uptake test and immunohistochemical staining, respectively. RESULTS AND CONCLUSION:After 1-day culture, cord-like or polygonal monolayer cells around embryoid bodies showed bud-like and radial growth with a relative rapid speed merging into surrounding colonies; at 2-3 days, the number of suspension cells increased further, but the small-round cells in the center began to die; at 5 days, embryoid bodies started to passage, and aggregated cells exhibited typical paving stone-like appearance. Moreover, some human embryonic cells after induced differentiation could actively take up fluorescent labeled LDL, and red fluorescent particles appeared. Additionally, passage 15 embryonic stem cells after induced differentiation could express CD31 and FLK-1. These findings suggest that human embryonic stem cells induced by vascular endothelial growth factors can differentiate into endothelial cells.     

肝细胞生长因子促进人胚胎干细胞向神经前体细胞分化

目的:研究肝细胞生长因子(HGF)诱导人胚胎干细胞(hESCs)定向分化为神经前体细胞(NPs)的作用。方法:诱导拟胚体(EBs)生成,随机将EBs分为正常对照组、G5 supplement组、HGF组和HGF+G5 supple-ment组,悬浮培养诱导7d,转移至多聚赖氨酸/层黏连蛋白(20mg/L)包被的24孔培养板中继续培养7-10d。免疫荧光染色鉴定NPs和体外分化能力,流式细胞仪检测各组巢蛋白(nestin)阳性细胞的比例,RT-PCR检测音猥因子(Shh)对NPs的脑区标记基因表达的影响。结果:HGF+G5可诱导hESCs定向分化为NPs,HGF+G5组的nestin阳性的NPs比例(87.3%±3.9%)显著高于其它组(P0.05),NPs具有分化成神经元、少突和星形胶质细胞的能力;HGF+G5诱导时间对于NPs的分化有影响,7d时nestin+细胞比例达到最大;Shh可使NPs表达腹侧化基因,后脑标记表达上调,而前脑标记表达下调。结论:含HGF和G5的无血清神经分化体系可有效诱导hESCs神经分化,是研究神经诱导的良好体系。     

无血清无饲养层人胚胎干细胞向胶质前体细胞的分化

目的 建立无血清无饲养层人胚胎干细胞(hESCs)胶质前体细胞分化体系.方法将生长在层黏连蛋白包被的培养板上的人胚胎干细胞,悬浮培养诱导拟胚体(EBs)形成,将25d的EBs转移至含有胰岛素、5μg/L碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、20μg/L表皮生长因子(EGF)和5μg/L三碘甲状腺素(T3)的胶质细胞分化培...     

脂肪源干细胞向血管内皮细胞的分化

背景：脂肪来源干细胞在体内储备丰富,体外增殖快速,具有多向分化潜能,是目前组织工程种子细胞的研究热点。近年来越来越多的研究表明脂肪干细胞在一定条件下可被诱导分化为内皮细胞,促进血管生成。 目的：观察兔脂肪干细胞体外分离培养及诱导分化为血管内皮细胞的生物学特性。 方法：取兔附睾处脂肪,采用胶原酶消化分离获得脂肪干细胞,体外培养至第3代后加入血管内皮细胞生长因子与碱性成纤维细胞生长因子联合诱导分化,对诱导前后细胞进行形态学观察、生长曲线测定、免疫组织化学染色及流式细胞仪表型检测。 结果与结论：兔脂肪干细胞生长旺盛,第3代兔脂肪干细胞呈成纤维细胞样,生长曲线呈“S”型,15代以内细胞形态未见明显变化。免疫荧光法检测Vimentin阳性,流式细胞仪检测CD44表达阳性,CD31表达阴性;诱导后细胞CD31表达阳性,CD44表达阴性。第3代兔脂肪干细胞向血管内皮细胞诱导分化21 d显微镜下呈铺路石样形态,血管内皮细胞第Ⅷ因子相关抗原染色细胞阳性,透射电镜下可见W-P小体。提示脂肪干细胞在体外可诱导分化为血管内皮细胞,可为组织工程血管提供理想的种子细胞。     

Unique gene expression signature by human embryonic stem cells cultured under serum-free conditions correlates with their enhanced and prolonged growth in an undifferentiated stage

Understanding the interaction between human embryonic stem cells (hESCs) and their microenvironment is crucial for the propagation and the differentiation of hESCs for therapeutic applications. hESCs maintain their characteristics both in serum-containing and serum-replacement (SR) media. In this study, the effects of the serum-containing and SR culture media on the gene expression profiles of hESCs were examined. Although the expression of many known embryonic stem cell markers was similar in cells cultured in either media, surprisingly, 1,417 genes were found to be differentially expressed when hESCs cultured in serum-containing medium were compared with those cultured in SR medium. Several genes upregulated in cells cultured in SR medium suggested increased metabolism and proliferation rates in this medium, providing a possible explanation for the increased growth rate of nondifferentiated cells observed in SR culture conditions compared with that in serum medium. Several genes characteristic for cells with differentiated phenotype were expressed in cells cultured in serum-containing medium. Our data clearly indicate that the manipulation of hESC culture conditions causes phenotypic changes of the cells that were reflected also at the level of gene expression. Such changes may have fundamental importance for hESCs, and gene expression changes should be monitored as a part of cell culture optimization aiming at a clinical use of hESCs for cell transplantation.     

Human-serum matrix supports undifferentiated growth of human embryonic stem cells

One of the most frequently used matrices for feeder-free growth of undifferentiated human embryonic stem cells (hESCs) is Matrigel, which supports attachment and growth of undifferentiated hESCs in the presence of mouse embryonic fibroblast-conditioned medium. Unfortunately, application of Matrigel or medium conditioned by mouse embryonic feeder cells is not ideal for potential medical application of hESCs because xenogeneic pathogens can be transmitted through culture conditions. We demonstrate here that human serum as matrix and medium conditioned by differentiated hESCs reduce exposure of hESCs to animal ingredients and provide a safer direction toward completely animal-free conditions for application, handling, and understanding of hESC biology. At the same time, hESCs grown under these conditions maintain all hESC features after prolonged culture, including the developmental potential to differentiate into representative tissues of all three embryonic germ layers, unlimited and undifferentiated proliferative ability, and maintenance of normal karyotype.