干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究现状

胰腺或胰岛细胞移植是目前治疗Ⅰ型糖尿病和部分Ⅱ型糖尿病效果最理想的方法,但因来源组织短缺及需要终生服用免疫抑制剂等问题限制了它的广泛应用.利用胰腺或胰腺外的多能干细胞产生胰岛样细胞有望克服上述问题而用于治疗糖尿病.本文就将干细胞诱导分化为胰岛样细胞中所用的重要的转录因子和可溶性诱导因子及其作用以及胰岛素分泌细胞的来源做一综述.     

间充质干细胞诱导分化为胰岛分泌细胞治疗1型糖尿病

糖尿病是严重危害人类健康的一类疾病,注射胰岛素和胰岛移植虽能用于治疗糖尿病,但都存在一定的局限性。大量研究表明,间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）可以在化学以及生物因子的作用下,或通过基因转染的方式在体外被诱导分化为胰岛素分泌细胞,且移植后对糖尿病鼠模型有一定降血糖效果,因而成为糖尿病治疗领域的研究热点。文章综述了不同来源的MSC诱导分化为胰岛分泌细胞（insulin—producing cells,IPC）的方法及诱导分化后用于治疗1型糖尿病的研究进展。     

间充质干细胞诱导分化为胰岛β细胞的研究进展

间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,在体内外不仅可以被诱导分化为中胚层细胞,而且可以分化为内胚层和神经外胚层细胞。间充质干细胞易分离,体外可大量扩增,异体移植不引起免疫排斥反应,在细胞治疗和组织工程中具有广阔的应用前景。经过适当诱导,间充质干细胞可能成为胰岛β细胞的来源之一。就间充质干细胞的生物学性状和优势,以及诱导分化为胰岛β细胞的技术方法和发展趋势进行了综述。     

对比研究胎儿和成年来源的胰岛前体细胞体外增殖和分化潜能

对比研究胎儿和成年胰岛来源的前体细胞(hIPCs)体外增殖和分化,探讨胎儿和成年hIPCs的体外增殖和分化潜能,为细胞移植治疗糖尿病提供实验数据。体外分离培养胎儿和成体hIPCs,诱导分化,通过免疫组织化学、分子生物学方法,检测hIPCs体外增殖潜能和分化效率。与成年hIPCs相比较,胎儿hIPCs在体外具有更强的增殖潜能,BrdU掺入率明显高于成年胰岛来源的hIPCs(P0.05)。体外诱导hIPCs分化成具有分泌胰岛素功能的胰岛样细胞团(ICCs),免疫荧光染色显示ICCs表达Insulin、Glucagon和Somatostatin,定量检测Insulin、PDX-1和ISL-1基因的相对表达量,胎儿来源的ICCs明显高于成年ICCs(P0.05),分别是成年ICCs的1.69倍、1.51倍和1.81倍。提示胎儿来源的胰岛前体细胞具有较强的增殖和分化能力。     

间充质干细胞治疗糖尿病的研究进展

糖尿病是目前困扰人类健康的第三大杀手。胰岛移植作为糖尿病的一种有效方法早已得到公认,但是胰岛供体的缺乏和移植排斥反应的存在限制了胰岛移植的临床应用[1]。胰岛素替代疗法是目前治疗糖尿病最有效的方法。然而这种方法也有许多缺陷。间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)具有多向分化潜能的均质性细胞,具有供源丰富、易于获得、有自由供体、避免免疫排斥等优点,因而是较为理想的胰岛B细胞来源[2]。近年来,众多实验研究表明了通过诱导MSC分化为胰岛B细胞治疗糖尿病的可能性。     

胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞定向分化的研究进展

I型糖尿病是胰岛β细胞破环的自身免疫性疾病.I型糖尿病胰岛移植是治疗I型糖尿病的有效方法.胚胎干细胞能够分化为包括胰岛素分泌细胞在内的多种细胞类型.胚胎干细胞是治疗I型糖尿病的潜在来源.综述了近年来胚胎干细胞分化为胰岛素分泌细胞的研究进展,主要阐述了胰腺发育的转录因子和不同的分化方法.     

人诱导多能干细胞来源功能性胰岛β细胞的体外定向分化方法的建立

1型糖尿病是由胰岛β细胞功能受损、胰岛素分泌不足所致,目前,主要通过外源性胰岛素补充来治疗,但外源性胰岛素无法精准调控血糖,严重低血糖可危及生命。胰岛移植是一种替代疗法,但面临器官供体不足和异种来源胰岛β细胞存在人畜共患病交叉感染风险的问题。因此,获得足量且安全的胰岛β细胞是1型糖尿病细胞治疗面临的难题。本研究旨在通过人诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)在体外向胰岛β细胞分化,提供一种潜在的1型糖尿病治疗新策略。为实现这一目标,我们采用了结合2D和3D培养系统的分化策略,模拟胰岛β细胞的体内发育环境,并使用多种生长因子调节在胰腺发育和β细胞分化中发挥重要作用的关键信号包括Notch信号通路(Notch signaling pathway)、Wnt信号通路(Wnt signaling pathway)、TGF-β/Smad信号通路(TGF-β/Smad signaling pathway)等,在体外将hiPSC定向诱导分化至胰岛β细胞。结果显示,在2D、3D结合的培养条件下,分化过程中定型内胚层细胞,胰腺祖细胞,胰腺...     

胰岛beta细胞再生研究进展

胰岛beta细胞分泌胰岛素调控体内血糖水平,胰岛beta细胞数量减少会导致糖尿病的发生。胰岛移植是目前治疗糖尿病的有效方法,但是目前仍然面临供体短缺等巨大障碍,因此研究胰岛beta细胞再生对于糖尿病的临床治疗具有深远意义。beta细胞的再生来源主要包括内源性beta细胞增殖、多能干细胞分化和其他非beta细胞的转分化。成体是否存在内源性胰腺干细胞依然是领域内亟待解决的重要科学问题之一。本文总结了与胰岛beta细胞再生相关的研究发现与进展,并讨论了内源性胰岛beta细胞增殖、诱导多能干细胞分化、非胰岛beta细胞重编程等方法在糖尿病治疗中需要注意的问题和潜在应用前景。     

胰岛类器官研究进展

类器官是将具有多向分化潜能的干细胞或组织细胞在特定环境下培养分化成为能够模拟原生器官结构和功能的三维结构。类器官在各种疾病模型研究及药物筛选中发挥至关重要的作用。近年来,通过体外诱导胰腺组织或多能干细胞分化形成具有胰岛细胞功能的胰岛类器官研究成为热点,为胰岛相关疾病模型、药物研究以及糖尿病的治疗提供了新的手段。本文针对胰岛类器官的体外诱导方法及应用前景作一综述。     

胰岛类器官研究进展

糖尿病被列为对人类健康威胁最大的三类疾病之一,是全球重点关注的公共卫生问题.目前的药物治疗无法从根源上恢复血糖的自主调节.异体胰岛移植能够有效控制糖尿病患者的血糖,但由于尸体胰岛的来源有限,如何在体外获得大量胰岛素分泌细胞是糖尿病移植治疗的关键.近年来,类器官(organoid)培养技术日益发展,给再生医学研究和疾病治疗带来了新思路.胰岛类器官不仅为探究胰岛发育、糖尿病发病机制和治疗策略提供了体外模型,也为糖尿病的细胞治疗提供了新的细胞来源.本文综述了胚胎干细胞、诱导性多能干细胞、转分化细胞和成体干细胞等不同来源的胰岛类器官的研究进展,并探讨如何优化胰岛类器官的培养条件以助力糖尿病的研究与治疗.     

体细胞重编程逆转为干细胞的研究进展

目前细胞和发育生物学上的研究成果为生物医学研究提供了广泛的前景.将完全分化的细胞重编程,不经过胚胎逆转为多能干细胞状态,这点燃了再生医学应用的新希望,这一成果从法律、道德、伦理等不同方面被人们所接受.通过体细胞克隆胚胎获得干细胞所面临的破坏胚胎的伦理限制,促使研究者去寻求将分化细胞重编程逆转为干细胞的新方法.主要论述了体细胞重编程的原理、过程及不经过胚胎逆转为多能干细胞的方法.     

肿瘤干细胞及肝癌肿瘤干细胞

肿瘤干细胞理论认为只有存在于肿瘤中的少量干细胞性质的细胞群体对肿瘤发生和发展起着决定作用,肿瘤是由干细胞突变积累而形成的无限增殖的异常组织,这一理论的提出使人们对肿瘤发生机制的认识上升到了一个新的高度,也引起了研究者的广泛关注;肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一,我国肝癌死亡率居世界之首,目前对肝癌的研究是我国恶性肿瘤防治的重点工作,现对当前肿瘤干细胞与肝癌肿瘤干细胞相关方面的最新研究进展作一概述。     

体细胞直接转化为多能干细胞的新方法

胚胎干细胞具有自我复制、高度增殖、多向分化潜能、可植入性和重建能力等特征.对于诸如青少年糖尿病、帕金森综合症和心脏病等需要通过细胞移植来治疗的疾病而言,从人的囊胚内细胞团获得胚胎干细胞系是最理想的供体来源.然而,目前实验和医疗还要考虑到利用人类胚胎的一些伦理问题和组织排异反应.避免这些问题的可能途径就是通过已分化体细胞的重新编程来直接转化为诱导性多能干细胞,它们具有类似ES细胞的功能.目前,获得诱导性多能干细胞的设想已初步实现了从老鼠到人的突破.以下主要对体细胞直接转化为诱导性多能干细胞的研究现状、方法和转录因子在诱导体细胞重新编程中发挥的作用等内容进行了概述,以期为干细胞研究者进行更深入的研究提供一定的借鉴.     

从人胚胎干细胞畸胎瘤中有效获取间充质干细胞和神经前体细胞

通过人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESC)体外分化方法和畸胎瘤形成可以分化获得多种成体细胞．但目前尚不清楚是否可以从hESCs畸胎瘤中分离某些特异性细胞．通过体外筛选方法,有效地从hESCs畸胎瘤中分离出神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)和间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)．这种hESCs畸胎瘤来源的NPCs和MSCs与体内神经前体细胞和间充质干细胞有着相似的分子标记和特性,并具有进一步的分化潜能——分别可以诱导成为神经元、神经胶质细胞、脂肪细胞和骨骼细胞等．根据人胚胎干细胞畸胎瘤中含有不同分化阶段的外胚层、中胚层和内胚层的组织或细胞,认为人胚胎干细胞畸胎瘤可以作为另一个细胞来源以获取多种(包括人胚胎干细胞体外分化难以得到的)各种前体/干细胞和终末分化细胞．     

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。     

树突状细胞与CIK细胞共培养诱生的DCCIK细胞群对肿瘤的杀伤作用

由树突状细胞(DC)与细胞因子诱导的同源杀伤细胞(CIK)的共培养诱生的细胞群(DCCIK)对肿瘤细胞的细胞毒活性的研究。DCCIK细胞体外杀伤肿瘤靶细胞A549(MTT法),效靶比为10∶1、5∶1时杀伤率分别为61%、52%。DCCIK细胞诱导培养3周后,效靶比为10∶1、5∶1时杀伤率分别为64%和56%。数据亦表明DCCIK细胞对靶细胞的杀伤优于CIK细胞。动物体内实验分荷瘤A549、BEL7404和A375三组,每组分(A)DCCIK 化疗、(B)单用化疗。治疗20天、35天后测量各组肿瘤消失率。结果显示:DCCIK 化疗的抑瘤效果明显好于单纯化疗。提示DCCIK细胞有临床应用前景。     

诱导型细胞的研究进展

胚胎干细胞(ES细胞)和诱导型多能干细胞(iPS细胞)的研究进展为生物学基础研究注入了新的活力,然而免疫排斥、致瘤性以及诱导效率低等缺陷制约其进一步快速发展和临床应用．最近,科学家借鉴iPS细胞诱导技术和传统的诱导体系,将终末分化细胞直接诱导为功能性细胞,如心肌细胞、神经细胞和肝脏细胞,称为诱导型细胞．这些研究进展极大地促进了细胞分化、重编程和表观遗传学的研究,也为人类再生医学的研究提供了新的途径．     

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。     

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.     

Mesenchymal Stem Cells Suppress Severe Asthma by Directly Regulating Th2 Cells and Type 2 Innate Lymphoid Cells

Patients with severe asthma have unmet clinical needs for effective and safe therapies. One possibility may be mesenchymal stem cell (MSC) therapy, which can improve asthma in murine models. However, it remains unclear how MSCs exert their beneficial effects in asthma. Here, we examined the effect of human umbilical cord blood-derived MSCs (hUC-MSC) on two mouse models of severe asthma, namely, Alternaria alternata-induced and house dust mite (HDM)/diesel exhaust particle (DEP)-induced asthma. hUC-MSC treatment attenuated lung type 2 (Th2 and type 2 innate lymphoid cell) inflammation in both models. However, these effects were only observed with particular treatment routes and timings. In vitro co-culture showed that hUC-MSC directly downregulated the interleukin (IL)-5 and IL-13 production of differentiated mouse Th2 cells and peripheral blood mononuclear cells from asthma patients. Thus, these results showed that hUC-MSC treatment can ameliorate asthma by suppressing the asthmogenic cytokine production of effector cells. However, the successful clinical application of MSCs in the future is likely to require careful optimization of the route, dosage, and timing.