胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

目前 ,细胞移植作为终末期肝病的辅助治疗方法 ,移植的细胞必须满足在受体肝脏中存活、增殖并可分化为成熟肝细胞两个重要条件 ,但目前应用的肝细胞来源有限 ,其功能随着培养时间的延长而逐渐下降等问题限制了这一治疗策略的广泛开展。作为具有发育全能性和无限增殖能力的细胞 ,胚胎干细胞向肝细胞的分化研究近年来引起了广泛的关注 ,并取得了较大的进展 ,寻找合适、高效的分化诱导方法是目前研究的热点之一。胚胎干细胞向肝细胞的分化研究既可以为临床细胞替代治疗提供合适的细胞来源 ,也可以在药物评估和肝脏发育分化基础研究方面起到重要的作用。通过概括肝脏和拟胚体分化发育的分子机制 ,对体外胚胎干细胞向肝细胞分化的几种诱导体系作了介绍 ,并对分化肝细胞的应用前景和存在的问题进行了讨论。     

胚胎干细胞向肝细胞诱导分化

胚胎干细胞具有分化成三胚层细胞的潜能。它已被视为治疗多种疾痛的一种新兴策略。在现阶段,通过不同的诱导途径可将胚胎干细胞诱导成为肝细胞：体外诱导、体内诱导以及体外和体内相结合诱导分化。然而从体内实验结果来看,其嵌合率及分化率不高,这是一个亟需解决的问题,否则就无法成功地将其应用于临床治疗。     

人胚胎干细胞分化为神经干细胞诱导方法的对比研究

目的探讨人胚胎干细胞分化为神经干细胞过程中,经拟胚体（embryonic body,EB）法和直接分化法的不同效率。方法人胚胎干细胞常规培养消化后,分为两组：A组,经EB法分化;B组,添加noggin和ITSFn直接分化法。倒置相差显微镜观察细胞形态变化,RT-PCR检测细胞各阶段标志物,免疫荧光及流式细胞仪观察两组细胞Nestin阳性细胞率。神经干细胞继续分化,免疫荧光、RT-PCR法检测MAP2、GFAP表达。结果RT-PCR检测到OCT4、nestin表达。B组nestin阳性细胞率明显高于A组,差异有统计学意义（P〈0.01）,且诱导周期短于A组。神经干细胞继续分化,得到不同数量的神经元和胶质细胞,MAP2、GFAP分别阳性。结论在体外采用定向分化诱导,人胚胎干细胞不经EB,可直接定向分化为神经干细胞,且诱导效率比EB法高。因此直接分化法是一种经济实用的诱导方法。     

体外分步诱导猕猴胚胎干细胞为肝细胞

采用分阶段诱导方法模拟肝细胞体内发育,建立体外诱导猕猴胚胎干细胞（rhesus monkey embryonic stem cells, rESCs）分化为成熟肝细胞的体系,对研究以ES细胞为基础的临床替代治疗人类晚期肝脏疾病具有重要的意义。将rESCs团块在含有10% FBS的DMEM培养基中悬浮培养11d,形成含有早期内胚层细胞的拟胚体（embryonic bodies, EB）并开始表达早期肝细胞的部分基因或蛋白,将11日龄EB接种至包被有ECM的组织培养皿,分阶段加入aFGF、BMP-4及OSM。经aFGF和BMP-4诱导7～10d后,分化细胞形态变为具有双核的多角形细胞,表达早期和中期肝细胞特异性的蛋白（AFP、ALB及CK18）和基因（AFP、ALB、APOH,G-6-P及TAT）,并具有储存糖原的功能。撤除aFGF和BMP-4,添加OSM继续诱导7～10 d,分化的细胞表达成熟肝细胞所特有基因CYP1B1和ADH1C,并具有摄取靛青绿的能力。     

胚胎干细胞向造血系统的分化

胚胎干细胞是指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞,可分化形成各种组织类型。在合适的条件下,胚胎干细胞可发育成造血干细胞及各类成熟血细胞,为造血干细胞移植及血细胞输注开辟了新的来源,同时也为造血发生及造血调控研究提供了有效可靠的模型。本文将综述ES细胞向造血系统分化的诱导条件、调控机制及应用前景。     

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。     

小鼠胚胎干细胞定向分化为神经干细胞过程中microRNA的变化

目的用生物芯片技术分析胚胎干细胞定向分化为神经干细胞过程中microRNA(miRNA)的表达变化,筛选调控的分化的miRNA,研究分化调控机制。方法胚胎干细胞在含LIF培养基中培养3d后,采用经典5步培养方法定向诱导向神经干细胞分化,采用nestin作为神经干细胞标记进行鉴定,送检胚胎干细胞及神经干细胞,提取总RNA以及小分子RNA,经荧光标记后与miRNA基因芯片杂交,获得胚胎干细胞诱导前后miRNA表达谱。结果1)胚胎干细胞在含LIF培养过程中保持未分化状态,Oct-4、碱性磷酸酶表达阳性;2)经典五步法诱导胚胎干细胞定向分化为神经干细胞,nestin阳性细胞为85%;3)通过基因微阵列分析,有90个miRNA的改变显著,其中68个表达上调,22个表达下调。结论miRNA可能对胚胎干细胞定向分化为神经干细胞过程起到关键作用。     

小鼠胚胎干细胞体外发育分化模型

胚胎干细胞 (Embryonicstemcell ,EScell)是多潜能性细胞 ,它在体外既可维持不分化而无限增殖 ,又能参与胚胎发育分化为各种类型细胞和组织而形成器官 ;小鼠ES细胞可供的数量大、在体外培养条件可进行精确调控、实验比较经济加上现代基因及其他生物操作等技术 ,因此小鼠ES细胞体外发育分化系统被广泛地作为模型系统加以利用。小鼠ES细胞体外发育分化研究为推动其他哺乳类动物以及人的ES细胞研究 ,从而将更好地进行细胞、组织工程实验为人类细胞组织和基因治疗服务创造了有利条件。本文将ES细胞体外发育分化情况加以概述 ,以便更好地开展ES细胞体外研究     

鱼类的胚胎干细胞

胚胎干细胞(ES)是未分化的细胞培养物，来自动物的早期胚胎。它们能成为稳定的细胞系和长期冻存。在适当的条件下，ES细胞能分化成各种细胞类型，包括生殖细胞。这样，ES细胞就提供了一个有效的纽带，将动物基因组的体外和体内遗传操作连系起来。ES细胞的魅力就由其在产生和分析基因敲除老鼠中显现出来。目前，ES细胞技术仅见之老鼠，因其它脊椎动物的ES细胞的培养和建系难获成功。在鱼类，人们已做了大量的尝试。我们以青鳉(Oryzias latipes)作为建立鱼类ES细胞技术的模式，通过建立并应用无滋养层细胞的培养条件，获得了来自中期囊胚的ES细胞系。青鳉的ES细胞和老鼠的ES细胞有很多共同特征，如二倍体核型、分化潜力和形成嵌合体。因此，在鱼类建立和应用ES细胞技术是可能的。青鳉ES细胞的培养条件已成功地应用到其它鱼类如斑马鱼甚至海水鱼。本文旨在以青鳉为模式，综述获得和应用模式鱼和经济鱼ES细胞的主要进展和前景。     

人类胚胎干细胞体外诱导分化为神经干细胞

人类胚胎干细胞是替代治疗充满希望的细胞来源. 描述了从人胚胎干细胞诱导分化出神经干细胞的方法. 将人胚胎干细胞系PKU1, PKU2在细菌培养皿中悬浮培养, 分化形成囊性拟胚体. 拟胚体接种至组织培养皿, 加入N2培养液和生长因子bFGF培养2周, 拟胚体贴壁、展开,中心出现灶状增生, 有突起的小细胞. 用机械方法取下此种细胞, 重新接种, 则细胞团悬浮生长,形成神经球. 培养10天后, 将神经球打散成单细胞接种, 该细胞贴壁生长旺盛. 免疫荧光检测显示为几乎100% 纯净的nestin阳性细胞. 将培养液中的生长因子撤除, 继续培养7~10天, 细胞分化为神经元, 该细胞呈现β-tubulin isotype_Ⅲ 阳性、GABA阳性、serotonin阳性、synaptophysin阳性. 在生长因子PDGF-AA诱导下, 细胞分化为星形胶质细胞, 其GFAP阳性; 或少突胶质细胞, 其O4阳性. 可见, 人类胚胎干细胞经上述方法培养可分化为典型神经干细胞, 表达神经干细胞特异的标志分子nestin、能自我更新、具有分化为神经系统三类主要细胞的能力.     

定向诱导小鼠ES细胞向心肌细胞的分化

为了提高体外诱导ES细胞向心肌细胞分化的效率 ,对以往的诱导方法加以改进 ,采用直接悬浮培养和 0 8%DMSO诱导 ,建立了简便、高效的定向诱导ES细胞向心肌细胞分化的体系 .诱导第 9d起可见自发性、有节律跳动的类胚体出现 ,第 14d达到高峰 ,约有 70 %的拟胚体产生跳动 .用RT PCR的方法在跳动的拟胚体中检测到心肌细胞特异性标志物的表达 ,采用免疫荧光染色的方法在蛋白水平检测到心肌特异的α辅肌动蛋白 (α actinin)的表达 ,并可见清晰肌小节 ,表明在改进的体外诱导条件下ES细胞可分化为成熟的心肌细胞 .     

胚胎干细胞向肝实质细胞体外定向诱导分化过程中的肝卵圆细胞

如果肝脏严重受损致使肝细胞大部分坏死,或由于某些原因 ( 肝毒性物质、致癌物质的作用 ) 抑制残存肝细胞增殖时,肝内前体／干细胞———肝卵圆细胞便被激活并分化生成肝细胞和胆管细胞等以参与肝修复 . 基于此理论,人们建立了啮齿类动物肝卵圆细胞诱导实验模型 . 但显然上述模型不适用于人类,所以有必要开发一种适用于人类的、高效的肝卵圆细胞的新诱导模型 . 选用小鼠胚胎干细胞,转成拟胚体分化 3 天后分组,诱导组添加肝细胞生长因子 (HGF) 、表皮生长因子 (EGF) 作定向诱导分化 . 其间用免疫细胞化学 (ICC) 检测肝卵圆细胞标志物 A6 等的表达,用流式细胞仪筛选肝卵圆细胞并行 RT-PCR 、透射电镜检测 . 所筛选的肝卵圆细胞进一步体外培养并进行 ICC 和 RT-PCR ,检测其分化生成成熟的肝细胞和胆管细胞的能力 . 研究证实胚胎干细胞体外定向诱导生成肝实质细胞的过程中,存在着有双向分化能力的肝卵圆细胞这个中间分化阶段 . 诱导组肝卵圆细胞分化率均显著地高于对照组,最高时可达 6.11% 左右 . HGF 和 EGF 能显著性诱导胚胎干细胞源性卵圆细胞的生成 . 流式细胞仪筛选 Sca-1+/CD34+ 细胞占总细胞数的 4.59% ,其中 A6 阳性肝卵圆细胞占 90.81% 左右 . 使用流式细胞仪可获得高富集的 A6+/Sca-1+/CD34+ 肝卵圆细胞 . 提供了一种可适用于人类的肝卵圆细胞的新诱导模型 .     

小鼠胚胎干细胞分化形成拟胚体过程中的细胞程序性死亡

为了检测小鼠胚胎干细胞 (embryonicstemcell ,ES细胞 )体外分化的拟胚体 (embryoidbodies ,EBs)形成过程中细胞程序性死亡 (programmedcelldeath ,PCD)的发生 ,通过悬滴、悬浮培养技术定向诱导未分化的ES细胞分化为拟胚体 ,并用RT PCR检测原始内胚层、原始外胚层、中胚层、内脏内胚层 4种分子标记物在EBs中的表达 .通过TUNEL染色、电镜、激光共聚焦显微镜及Western印迹以确定凋亡发生 .结果表明 :ES细胞体外分化为拟胚体并且表达各胚层相应的分子标记物 ;在拟胚体的发育过程中出现明显的空腔化过程 ,TUNEL染色及电镜观察到凋亡生成 ,同时线粒体膜电位 (ΔΨm)在拟胚体发育过程中降低 ,通过Western印迹检测到caspase3、caspase8的激活 .表明小鼠ES细胞所分化的拟胚体可以作为研究早期胚胎发育的实验模型 ,线粒体在拟胚体的细胞程序性死亡过程中发挥重要的作用 .为进一步利用拟胚体研究细胞程序性死亡及相关信号分子在小鼠胚胎发育早期的作用奠定了基础     

胚胎干细胞体外分化为多巴胺能神经元

近年来,胚胎干细胞在体外分化为多巴胺能神经元方面取得了重大突破,这对神经发生的基础性研究和神经细胞移植具有重要意义。现对胚胎干细胞体外定向诱导分化为多巴胺能神经元的方法、相关细胞因子及检测鉴定等方面进行了分析和比较,并探讨了当前存在的问题和今后发展的方向。     

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。     

小鼠胚胎干细胞建系技术研究进展

目前,对小鼠胚胎干细胞的研究较为深入,并已成为研究细胞分化及信号转导、新基因发现及功能鉴定、器官发生、人类疾病和药物开发等的有效手段。胚胎干细胞建系是一项基础性工作。虽然技术日趋成熟,有些品系小鼠的胚胎干细胞建系已是常规技术,但不同品系小鼠胚胎干细胞的建系效率仍有很大差异,建系途径和方法各有特点,一个品系胚胎干细胞的建系方法不一定都适用于其他品系。本文从小鼠胚胎干细胞建系的途径、分离操作技术、培养体系等方面进行综述,并就与之相关的有些问题提出思考和对策。     

The Effects of Co-Culture of Embryonic Stem Cells with Neural Stem Cells on Differentiation

Researching the technology for in vitro differentiation of embryonic stem cells (ESCs) into neural lineages is very important in developmental biology, regenerative medicine, and cell therapy. Thus, studies on in vitro differentiation of ESCs into neural lineages by co-culture are expected to improve our understanding of this process. A co-culture system has long been used to study interactions between cell populations, improve culture efficiency, and establish synthetic interactions between populations. In this study, we investigated the effect of a co-culture of ESCs with neural stem cells (NSCs) in two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) culture conditions. Furthermore, we examined the effect of an NSC-derived conditioned medium (CM) on ESC differentiation. OG2-ESCs lost the specific morphology of colonies and Oct4-GFP when co-cultured with NSC. Additionally, real-time PCR analysis showed that ESCs co-cultured with NSCs expressed higher levels of ectoderm markers Pax6 and Sox1 under both co-culture conditions. However, the differentiation efficiency of CM was lower than that of the non-conditioned medium. Collectively, our results show that co-culture with NSCs promotes the differentiation of ESCs into the ectoderm.     

小鼠胚胎干细胞向生殖细胞分化的研究

小鼠胚胎干细胞(ESC)在体外可以分化为多种细胞类型,其中包括各阶段的生殖细胞,甚至精细胞和成熟卵母细胞。ESC向生殖细胞分化的效率受到包括生长因子、激素和体细胞等多种因素的影响,在体外形成的是雌性配子还是雄性配子与ESC是XX型还是XY型没有必然联系。简要综述了小鼠生殖细胞在体内外的分化发育、性别决定和增殖等,并总结和展望了ESC向生殖细胞分化研究面临的问题和应用前景。