骨髓间充质干细胞向血管内皮样细胞分化的研究进展

骨髓间充质干细胞是一类多潜能干细胞，具有自我增殖、多向分化潜能，可向中、外胚层细胞转化。作为组织工程种子细胞的新来源，具有广阔的应用前景。就骨髓间充质干细胞表型特征、分离鉴定和定向分化为内皮样细胞的理论基础及分化机制的研究进展作一综述。     

成人骨髓间充质干细胞定向诱导为血管内皮样细胞

目的通过体外分离和纯化成人骨髓间充质干细胞,体外定向诱导分化为血管内皮样细胞,探讨为组织工程血管的构建提供种子细胞的可能性。方法收集骨髓血,提取单个核细胞进行体外培养扩增,用含10μg/L VEGF培养液诱导细胞,利用免疫组织化学、流式细胞仪技术、电镜技术、放射免疫技术鉴定和观察细胞特性。结果分析了5个标本,每个标本体外扩增10代可获细胞数为8×1010个左右;诱导14 d后细胞VWF强阳性表达,接近汇合的细胞外观呈现特征性的鹅卵石样形态,透射电镜显示胞质内可见大量吞饮小泡,细胞接种在细胞外基质凝胶(ECM-gel)中可形成毛细血管样结构,细胞上清液中6-酮-前列素F1α含量为(29.939±19.935)μg/(109.L)。结论实验结果提示利用本实验方法,可以获得足够量较为单一、具有较强增殖能力的间充质干细胞,间充质干细胞可以在体外定向分化为具有内皮血管细胞特性的细胞。     

体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经元样细胞的分化

背景：研究表明,移植后的骨髓间充质干细胞在新的环境中能够被诱导分化为神经元样细胞,从而替代损伤细胞重建神经环路。 目的：建立大鼠骨髓间充质干细胞和神经细胞的体外共培养系统,观察共培养条件下神经细胞对骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化的影响。 方法：体外培养Wistar大鼠脑组织神经细胞和股骨骨髓间充质干细胞,采用Transwell小室共培养分化诱导,观察骨髓间充质干细胞的组织形态变化,在共培养第5天免疫荧光染色检测骨髓间充质干细胞中神经细胞的特异标志物;与对照组单纯骨髓间充质干细胞培养结果相比较。 结果与结论：神经细胞共培养系统中的骨髓间充质干细胞生长伸展,呈放射状,互相形成连接,特异性烯醇化酶显示阳性结果,具有神经元样细胞的特性,表达特异性烯醇化酶阳性的神经元比例可达(33.0±10.5)%。而对照组骨髓间充质干细胞未形成神经元样细胞的形态结构,免疫荧光显示特异性烯醇化酶阴性。提示神经细胞提供的微环境对骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞具有诱导分化作用。      

兔骨髓间充质干细胞体外向肝样细胞的诱导分化

背景：研究表明,应用四氯化碳建造的重型肝衰竭小鼠模型中移植骨髓间充质干细胞后能够明显改善肝功能,促进肝再生。 目的：观察骨髓间充质干细胞移植后动物模型肝功能及肝硬化程度等指标的变化情况。 方法：采用密度梯度离心法和贴壁培养法获取兔骨髓间充质干细胞。取传代培养至3代的兔骨髓间充质干细胞,添加肝细胞生长因子和表皮生长因子,诱导21 d后进行BrdU标记。建立肝硬化兔模型,实验组兔将收集的BrdU标记过的肝样细胞悬液注入门静脉,对照组注入相同体积生理盐水。细胞移植后21 d麻醉下处死试验兔,观察肝硬化兔肝脏内分布及肝功能与对照组变化情况。 结果与结论：兔骨髓间充质干细胞在体外经肝细胞生长因子、表皮生长因子的诱导条件下,于21 d发现细胞呈类圆形,细胞染色显示,甲胎蛋白、血清白蛋白和糖原表达均呈阳性表达。肝样细胞经门静脉移植后,实验组兔肝生化指标与对照组相比较显著改善(P < 0.05)。BrdU免疫组织化学染色显示：在汇管区和肝索肝窦内均可见BrdU阳性细胞分布。说明兔骨髓间充质干细胞能够向肝样细胞分化,经门静脉移植诱导后的肝样细胞可以改善肝硬化兔的肝功能,促进兔肝细胞再生。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导为肝细胞样细胞

背景：目前体外诱导骨髓间充质干细胞分化为肝细胞样细胞的研究主要集中在不同诱导因子的诱导作用,而微环境的诱导作用研究较少。 目的：观察肝细胞生长因子、胎肝细胞对骨髓间充质干细胞体外诱导分化为肝细胞样细胞的影响。 方法：采用密度梯度离心法分离大鼠骨髓间充质干细胞,反复贴壁法纯化扩增骨髓间充质干细胞;采用Ⅰ型胶原酶消化法分离孕3周大鼠胚胎肝脏细胞,差速贴壁法纯化肝脏细胞;阴性对照组骨髓间充质干细胞只加入含体积分数为10%胎牛血清的L-DMEM培养基。诱导组在阴性对照组基础上加入一定浓度肝细胞生长因子或者与胎肝细胞共培养进行诱导分化。 结果与结论：诱导组白蛋白、甲胎蛋白水平均高于非诱导组(P < 0.01),诱导组糖原染色阳性,免疫细胞化学染色CK-18阳性,而非诱导组糖原染色、CK-18均阴性。结果显示肝细胞生长因子和胎肝细胞均可在体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为具有肝细胞样细胞表型和功能的类肝细胞。     

心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞的分化(英文)CSCD

背景:骨形态发生蛋白、Wnt、Notch、FGF及Hedgehog等信号通路是否参与诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化还不清楚。目的:探讨心肌微环境中,不同刺激因素诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞及其分化的机制。方法:利用Transwell培养装置建立心肌微环境,骨髓间充质干细胞在此环境中培养并加入Wnt11、骨形态发生蛋白抑制剂诱导其向心肌细胞分化;应用RT-PCR、Western blot方法检测骨形态发生蛋白、Wnt、Notch、FGF和Hedgehog信号通路关键信号分子的表达。同时检测心肌特异性转录因子(Nkx2.5、GATA4、Mef2c)和成熟心肌细胞特异性基因(cTnI、ANP、α-MHC、β-MHC)的表达。结果与结论:骨髓间充质干细胞经过与大鼠心肌细胞共培养诱导后,Wnt、骨形态发生蛋白、Notch、Hedgehog信号通路关键信号分子的表达较未诱导的阴性对照组明显升高(P<0.01)。在骨髓间充质干细胞与大鼠心肌细胞共培养体系中加入骨形态发生蛋白信号通路的抑制剂Noggin,心肌特异性转录因子或结构蛋白的表达明显降低(P<0.01)。提示心肌细胞构成的微环境可以诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞;Wnt、骨形态发生蛋白、Notch、FGF、Hedgehog信号通路共同参与了诱导分化过程。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导为肾系膜细胞样细胞

目的证实体外诱导骨髓间充质干细胞向系膜细胞分化的潜能,探讨其诱导分化的机制。方法将SD大鼠骨髓间充质干细胞,体外培养增殖后,用血小板源生长因子（PDGF-BB）进行诱导,7d后检测形态学、系膜细胞标志物及功能学变化。在诱导分化体系中加入ERK阻断剂,检测细胞生长及系膜细胞标志物的表达。结果经PDGF-BB诱导培养7d,细胞逐渐分化为多角形的系膜细胞样细胞,其系膜细胞标志物α-actin及Desmin免疫荧光染色呈阳性,PDGF受体mRNA表达水平显著上调,且对血管紧张素Ⅱ的刺激产生细胞收缩反应。加入ERK阻断剂的抑制分化组细胞,阻断了其系膜细胞标志物mRNA的上调表达。结论在PDGF-BB的诱导作用下,骨髓间充质干细胞分化为系膜细胞样细胞,MAPK/ERK1/2信号途径在此诱导分化机制中发挥了重要作用。     

大鼠骨髓间充质干细胞向多巴胺样神经细胞分化

目的探索大鼠骨髓间充质干细胞向多巴胺能样细胞分化。方法全骨髓培养法分离大鼠骨髓间充质干细胞;体外培养至第3代,用碱性成纤维细胞生长因子,抗坏血酸和表皮生长因子诱导分化;免疫荧光法鉴定胞质中的多巴胺神经元相关蛋白的表达;RT-PCR鉴定多巴胺神经元相关基因的表达;ELISA法检测上清及胞质中的多巴胺。结果诱导后,免疫荧光法检测到诱导后的细胞表达多巴胺神经元相关蛋白:酪氨酸羟化酶、多巴胺转运蛋白和神经核蛋白;RT-PCR检测到诱导后的细胞表达多巴胺神经细胞相关基因TH、AADC;ELISA法检测到诱导后的上清及胞质中有多巴胺分泌。结论间充质干细胞具有向多巴胺能样细胞分化的能力。     

红景天苷体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞*◇

背景：前期实验证明红景天苷能诱导骨髓间充质干细胞向神经元样细胞定向分化,但是具体的影响方式尚不清楚。 目的：以骨髓间充质干细胞为研究对象,进一步探讨红景天苷诱导其向神经元样细胞定向分化的作用方式和分子机制。 方法：选取第2代Wistar大鼠骨髓间充质干细胞,按照不同的诱导剂分为维甲酸诱导组、红景天苷诱导组和对照组,通过不同的时间点对细胞进行观察。 结果与结论：两诱导组细胞不同时间点神经干细胞标志物巢蛋白、神经细胞分化相关的兔抗微管蛋白和神经微管相关蛋白2表达阳性率均高于对照组(P < 0.01);神经胶质纤维酸性蛋白阳性率维甲酸组显著高于红景天苷组(P < 0.01)。Real Time-PCR结果显示,维甲酸和红景天苷诱导不同时间,两组细胞均有神经细胞相关基因神经元特异性烯醇化酶、神经微管相关蛋白2 mRNA表达,与诱导时间有关且不完全相同,两组间神经胶质纤维酸性蛋白mRNA的高丰度出现于诱导早期;诱导后两组神经元特异性烯醇化酶蛋白的表达随时间延长显著增加,兔抗微管蛋白表达出现于诱导早期。说明红景天苷能促进骨髓间充质干细胞向神经细胞分化,其诱导效应与维甲酸相似,且向神经元样细胞定向分化方面优于维甲酸。      

骨髓间充质干细胞体外向子宫内膜上皮细胞的分化

BACKGROUND: Previous studies have confirmed that as an exogenous origin of endometrial epithelial cells, bone marrow stem cells are involved in the functional reconstruction of the injured endometrium. OBJECTIVE:To discuss whether bone marrow mesenchymal stem cells can differentiate into endometrial epithelial cells in vitro. METHODS:Passage 2 bone marrow mesenchymal stem cells and endometrial stromal cells were collected and subjected to different treatments: bone marrow mesenchymal stem cells were cultured alone in the DMEM/F12 medium containing 2% fetal bovine serum or in the DMEM/F12 medium containing 2% fetal bovine serum, 10^-7 mol/L β-estradiol and 10 μg/L epidermal growth factor as groups 1 and 2, respectively; bone marrow mesenchymal stem cells co-cultured with endometrial stromal cells by Transwell chamber were cultured in the DMEM/F12 medium containing 2% fetal bovine serum or in the DMEM/F12 medium containing 2% fetal bovine serum, 10^-7 mol/L β-estradiol and 10 μg/L epidermal growth factor as groups 3 and 4, respectively. After 5 days culture, bone marrow mesenchymal stem cells at the bottom of the culture plate were collected to detect expressions of epithelial cell markers, such as CK7, CK18, CK1 and EMA by RT-PCR technology, and to determine keratin expression using immunofluorescence assay. Besides, expressions of these epithelial cell markers in the group 3 were detected using RT-PCR at 1, 3, 5 and 7 days of culture, respectively. RESULTS AND CONCLUSION:mRNA expression of CK7 showed a significant successive rise in the groups 1, 2, 3, 4 and it was highest in the group 4. mRNA expressions of CK18 and CKl9 in the later three groups had no significant differences, but all significantly higher than those in the group 1. Compared with the groups 1 and 3, mRNA expression of EMA in the groups 2, 4 were significantly higher, but no significant differences existed between groups. Expression of keratin was strongly positive in the group 4, weakly positive in the group 3 and negative in the groups 1, 2, respectively. Furthermore, with the increase of culture time, mRNA expression of CK7 exhibited a constant increase, which was significantly higher at 5 and 7 days than at 1 and 3 days; but there were no significant differences in expressions of CKl9, CKl8 and EMA at different time points. These results show that bone marrow mesenchymal stem cells can differentiate into endometrial epithelial cells in vitro under certain conditions. Moreover, it can remarkably promote the endometrial differentiation under the combined effects of some exogenous and endogenous factors.     

骨髓间充质干细胞定向分化为软骨细胞

目的:体外定向诱导成人骨髓间充质干细胞(MSC)分化为单一的软骨细胞,探索体外成软骨的必要条件。方法: 采用淋巴细胞分离液密度梯度离心法分离骨髓,体外培养扩增,在较高的细胞密度下加入转化生长因子β1(TGF-β1),以微团培养(micromass culture)方式,诱导MSC分化为软骨细胞。HE染色观察细胞形态,阿新蓝、甲苯氨蓝染色检测软骨基质的分泌,免疫组织化学检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达。结果: HE染色呈典型的细胞性软骨结构;阿新蓝染色阳性、甲苯氨蓝异染性;Ⅱ型胶原免疫组织化学检测阳性。结论: 成人骨髓MSC在体外分化为单一的软骨细胞需要高细胞密度、诱导因子TGF-β1及合适的培养条件。     

骨髓间充质干细胞向甲状腺细胞的分化

背景：特定环境下体外可定向诱导大鼠骨髓间充质干细胞向甲状腺细胞分化。 目的：建立大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导为甲状腺细胞的实验方法。 方法：采用密度梯度法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,应用促甲状腺素和胰岛素诱导,以未诱导组为平行对照。利用倒置光学显微镜、透射电镜观察细胞分化过程的形态学变化,免疫荧光等检测方法研究成人骨髓间充质干细胞的分化情况。 结果与结论：诱导培养第7天可见分化细胞中有甲状腺细胞的特有基因如TSHr的表达,第9天检测到分化细胞中甲状腺细胞标记物TTF-1的表达;对照组未见变化。形态学与生物学证实了骨髓间充质干细胞可诱导培养为甲状腺细胞。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为成熟肝细胞样细胞

目的建立和优化大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)分离培养方法,探讨其肝系分化条件及潜能。方法分离5~6周龄大鼠骨髓细胞,Percoll密度梯度离心得到单个核细胞,贴壁法培养和纯化MSCs。用形态学观察、反转录聚合酶链反应和免疫细胞化学法探讨培养底物、细胞因子种类与浓度对MSCs肝分化潜能的影响。结果57%Percoll密度梯度离心能在骨髓单个核细胞分离的质和量上达到最佳。贴壁24 h后去悬浮细胞、低接种密度传代培养可获增殖能力强、功能活跃的MSCs。MSCs在10 mg/L纤维连接蛋白为底物、HGF/FGF-4诱导下,纤维状细胞渐变为圆形,表达白蛋白及其mRNA,不表达甲胎球蛋白。结论优化大鼠周龄、分离液的密度、细胞培养方法有助于获得多向分化潜能保持良好的MSCs。MSCs在HGF/FGF-4诱导下呈成熟肝细胞样细胞表现。     

大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经干细胞

为了观察骨髓间充质干细胞(BMSCs)分化为神经干细胞(NSCs)的能力,本研究通过贴壁法培养大鼠BMSCs,体外培养扩增纯化后,在细胞传代时用含有表皮生长因子(EGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、N2、B27的DMEM/F12的培养液制成细胞悬液,并进行诱导,观察诱导后细胞的形态及生长情况,用免疫荧光检测形成的细胞球的巢蛋白(nestin)的表达情况;形成的细胞球在含10%血清的培养液中进一步分化。结果显示:BMSCs在含EGF、bFGF、N2、B27的培养液中,逐渐形成nestin表达阳性的细胞球,在含血清的培养液中能分化为神经元样细胞、星形胶质样细胞及少突胶质样细胞。本研究结果提示经纯化的BMSCs能分化为NSCs,并具有进一步分化的能力。     

心肌营养素1诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌样细胞

目的: 探索心肌营养素1(CT-1)对小型猪骨髓间充质干细胞(MSCs)向心肌样细胞分化的影响。方法: 获取、扩增稳定的成体西藏小型猪MSCs,鉴定成脂、成骨潜能。分4组诱导向心肌样细胞分化,包括空白对照组、5-氮杂胞苷(5-Aza)组、CT-1组、5-Aza和CT-1合用组。取诱导后4周的细胞加肌动蛋白(α-actin)和心肌肌钙蛋白T(cTnT)抗体,进行免疫荧光染色,最后计数红色荧光阳性染色率。结果: 分组诱导分化结果,合用组的诱导分化心肌样细胞α-actin阳性率为29.90%±4.76%,明显大于5-Aza组(17.73%±2.35%,P<0.01)、CT-1组(6.63%±0.55%,P<0.01)和空白对照组(1.62%±0.09%,P<0.01);5-Aza组明显大于CT-1组(P<0.01)和空白对照组(P<0.01);CT-1组明显大于空白对照组(P<0.05)。cTnT红色荧光染色结果显示:合用组的诱导分化心肌样细胞cTnT阳性率为36.50%±4.09%,明显大于5-Aza组(14.37%±1.65%,P<0.01)、CT-1组(7.50%±0.61%,P<0.01)和空白对照组(1.12%±0.23%,P<0.01);5-Aza组明显大于CT-1组(P<0.01)和空白对照组(P<0.01);CT-1组明显大于空白对照组(P<0.01)。结论: 适宜浓度的5-Aza(10 μmol/L)和CT-1(0.1 μg/L)能够在体外诱导小型藏猪骨髓MSCs转化为心肌样细胞,诱导后的细胞获得部分心肌细胞特异性蛋白的表达。CT-1与5-Aza联合可明显提高诱导率。     

人骨髓间充质干细胞体外分化为结膜上皮样细胞

目的 探讨体外诱导人骨髓基质干细胞(hMSCs)向结膜上皮样细胞(hCjEs)定向分化的可能性.方法 体外分离、培养hMSCs和人hCjEs,分别从细胞形态学和免疫细胞化学的方法对细胞进行鉴定;Transwell非接触共培养法诱导hMSCs向结膜上皮样细胞定向分化;倒置相差显微镜观察分化细胞的形态学改变;免疫细胞化学和反转录聚合酶链反应分别对分化细胞角蛋白13(CK13)的蛋白和mRNA表达进行检测;并用单独培养的hMSCs和hCjEs做对照.结果 实验获取的hMSCs以长梭形为主,融合呈漩涡状;hCjEs呈不规则圆形或多边形,融合的hCjEs成铺路石样;hMSCs阳性表达CD44和CD29,hCjEs阳性表达CK13;非接触共培养使hMSCs的形状由长梭形逐渐变为不规则多边形;免疫细胞化学和RT-PCR分别在蛋白和基因水平证实分化细胞表达CK13,与单独培养的结膜上皮细胞表达相似.结论 在一定条件下,可以诱导体外培养的hMSCs形态发生变化、向具有结膜上皮细胞表型的上皮样细胞定向分化.     

成人骨髓间充质干细胞向甲状腺细胞的诱导分化

背景：促甲状腺素、胰岛素或类胰岛素生长因子等对甲状腺细胞的发育分化、特异基因的表达及功能的产生等起着重要作用,故实验模拟甲状腺的体内胚胎发生过程逐步加入以上刺激因子对骨髓间充质干细胞进一步诱导。 目的：探讨在特定环境下体外定向诱导成人骨髓间充质干细胞分化为甲状腺细胞的可行性。 方法：采用密度梯度法分离培养骨髓间充质干细胞,应用促甲状腺素、胰岛素等试剂进行诱导。利用倒置光学显微镜、透射电镜观察细胞分化过程的形态学变化,免疫荧光等检测方法研究成人骨髓间充质干细胞的分化情况。 结果与结论：诱导组培养第3天可见骨髓间充质干细胞由长梭形变为圆形、椭圆形或三角形,不规则形生长,边界欠清晰。从第8天开始可见贴壁的胚胎体逐渐呈扁平状。诱导培养第7天可见分化细胞中有甲状腺细胞的特有基因如TSHr的表达;第9天检测到分化细胞中甲状腺细胞标记物TTF-1的表达。结果初步表明骨髓间充质干细胞可以在体外诱导分化为甲状腺细胞,是研究甲状腺疾病组织工程治疗的理想种子细胞。     

骨髓间充质干细胞及其向肝样细胞分化的潜能

背景：研究表明,在一定条件下骨髓间充质干细胞可诱导分化为肝样细胞,为治疗急性肝衰竭等终末期肝病提供了新的思路。 目的：对骨髓间充质干细胞的发现、分离培养、诱导分化及应用前景等方面做一综述。 方法：计算机检索中国期刊网全文数据库以及PubMed数据库1999至2014年期间有关骨髓间充质干细胞及其向肝样细胞分化的文章。检索词分别为“肝样细胞,骨髓间充质干细胞,细胞分化”和“hepatocyte-like cells,bone marrow mesenchymal stem cells,differentiation”。最后选择52篇文章纳入结果分析。 结果与结论：目前,肝组织工程的首要问题是寻找性状稳定具有肝特异性功能的种子细胞,成熟肝细胞获取难度较大,并具有产生免疫排斥反应、体外培养困难等缺陷,严重限制了肝移植的开展。骨髓间充质干细胞具有多向分化、自我更新快、易于扩增及培养等优点,被认为是最有前途的细胞来源。已有研究表明骨髓间充质干细胞在体内外均可分化为肝细胞,并具有肝细胞的合成和分泌功能。但如何大量扩增此类细胞的同时又能保持其良好的分化潜能、体外培养的最佳条件、诱导分化机制和临床应用的安全性等尚需进一步研究和探讨。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：