动物胚胎干细胞的研究与应用

胚胎干细胞(Embryonicstemcells,ES细胞)是从早期胚胎内细胞团(innercellmassICM)或原始生殖细胞(Primordialgermcells,PGCs)经体外分化抑制培养分离克隆的。ES细胞在动物克隆、转基因动物生产、细胞工程、组织工程、临床克隆治疗和发育生物学等的研究应用中起着重要的作用。本文介绍了胚胎干细胞的生物学特性,国内外研究进展和研究动态。阐明了建立ES细胞系的技术要点以及ES细胞的应用及发展前景。     

哺乳动物胚胎干细胞研究进展

胚胎干细胞(embryonic stem cells, ES)是指从桑椹胚或附植前囊胚内细胞团分离的多潜能细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。自1981年Evans和Kaufman首次成功分离小鼠ES细胞,国内外研究人员已在仓鼠、大鼠、兔、猪、牛、绵羊、山羊、水貂、恒河猴、美洲长尾猴以及人类都分离获得了ES细胞,而且已经证明小鼠ES细胞可以分化为心肌细胞、造血细胞、卵黄囊细胞、骨髓细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞、内皮细胞、黑素细胞、神经细胞、神经胶质细胞、少突胶质细胞、淋巴细胞、胰岛细胞、滋养层细胞等。人类ES细胞也可以分化为滋养层细胞、神经细胞、神经胶质细胞、造血细胞、心肌细胞等。ES细胞不仅可以作为体外研究细胞分化和发育调控机制的模型,而且还可以作为一种载体,将通过同源重组产生的基因组的定点突变导入个体,更重要的是,ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命。     

ROCK选择性抑制剂Y-27632提高小鼠胚胎干细胞传代效率研究

以小鼠胚胎干细胞(ES细胞)为研究对象,探讨ROCK选择性抑制剂Y-27632在细胞传代过程中的作用,并对ES细胞相关生物学特性进行检测。结果表明:Y-27632能够引起ES细胞形态发生改变,通过Y-27632的添加能够使质地紧密的ES细胞集落变得松散、扁平。将Y-27632应用于ES细胞传代,能够显著提高传代效率。并且,在Y-27632长期存在的条件下,ES细胞依旧维持稳定的染色体数目,较强的碱性磷酸酶活性,在体内能够分化形成畸胎瘤,在体外能够分化形成心肌细胞。说明Y-27632的使用能够显著提高小鼠ES细胞的传代效率;紧密的细胞连接不是维持ES细胞多能性的必要条件。     

小鼠胚胎干细胞单层定向诱导分化为肝样细胞的研究

在建立小鼠胚胎干细胞(ES细胞)无饲养层单层培养体系的基础上,使用丁酸钠(NaB)和表皮生长因子(EGF)作为前期诱导分化剂,诱导分化7 d,再用肝细胞生长因子(HGF)和地塞米松(Dex)诱导分化12 d,建立了体外两步法单层诱导ES细胞分化为肝样细胞的方法,并对诱导分化所得的肝样细胞从形态学、基因表达、蛋白分子标记及细胞功能等方面进行了检测,证明了分化所得细胞为肝细胞,肝细胞分化率为41.67%,为肝细胞来源提供了新的方法。     

自原始生殖细胞分离克隆小鼠ES细胞研究初报

自交配后 9.5～ 13.5 d小鼠胎儿生殖嵴 /腺或其类似物及周围组织 ,采用与其同源胎儿成纤维细胞共培养的方式分离克隆到具小鼠 ES细胞诸多特征的胚胎生殖细胞 ( EG细胞 )系。即具有连续传代的能力 ( 1例来自交配后 11.5 d胎儿类 ES细胞传至 10代 ) ,部分细胞集落呈典型鸟巢状结构 ,AP染色呈阳性 ,体外分化或延迟传代、堆叠培养具有分化形成类胚体、上皮细胞、成纤维细胞或神经细胞等的能力。同样培养交配后 7.5～ 8.5 d和14.5～ 15 .5 d的小鼠胎儿 ,原代观察到类 ES细胞集落 ,继代培养未观察到类 ES细胞集落 ,16 .5～ 18.5 d小鼠胎儿原代培养未观察到 ES样细胞集落     

影响动物胚胎干细胞克隆与分化因素的研究进展

系统介绍了在动物胚胎干细胞分离与克隆中使用的培养液和添加物的特性及培养液、添加物和遗传因素对动物胚胎干细胞克隆及分化的影响。在 DMEM培养基中添加优质血清、表皮生长因子、胰岛素生长因子、白血病生长因子等能显著提高胚胎干细胞的克隆率 ,生长因子通过促进细胞 DNA和蛋白质合成 ,抑制细胞程序性死亡来提高 ES细胞克隆率。叶酸、二甲基亚砜、神经生长因子、碱性成纤维细胞因子等可诱导动物胚胎干细胞在体外分化 ,形成神经细胞、造血细胞、心肌细胞和肌肉组织等。     

自原始生殖细胞分离克隆小鼠ES细胞研究初报

自交配后9．5－13．5d小鼠胎儿生殖峭／腺或其类似物及周围组织，采用与其同源胎儿成纤维细胞共培养的方式分离克隆到具小鼠ES细胞诸多特征的胚胎生殖细胞（EG细胞）系。即具有连续传代的能力（1例来自交配后11．5d胎儿类ES细胞传至10代），部分细胞集落呈典型鸟巢状结构，AP染色呈阳性，体外分化或延迟传代、堆叠培养具有分化形成类胚体、上皮细胞、成纤维细胞或神经细胞等的能力。同样培养交配后7．5－8．5d和14．5－15．5d的小鼠胎儿，原代观察到类ES细胞集落，继代培养未观察到类ES细胞集落，16．5－18．5d小鼠胎儿原代培养未观察到ES样细胞集落。     

我国山羊胚胎干细胞研究获新进展

近日,由河北农业大学桑润滋教授主持的“山羊胚胎干细胞研究”课题获新进展。该项研究在国内首次分离克隆出来自山羊早期胚胎的类胚胎干(类ES)细胞和来自山羊怀孕早期(30-50天)胎儿原始生殖细胞(PGCS)的类生殖(类EG)细胞并分别传至4代。将所获类ES和类EG细胞进行体外分化     

ICR小鼠胚胎干细胞的分离、培养及鉴定

以小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层,收集受孕3.5 d ICR小鼠的囊胚和桑椹胚进行培养,筛选纯化ES细胞集落,使其稳定传代后,对其形态学和生物学性状进行初步鉴定。结果表明,ES细胞有其典型的形态学特征:集落呈鸟巢状,边缘清楚,表面平滑,结构致密,隆起生长,细胞之间界限不清楚;单个细胞体积小、核大;对ES细胞碱性磷酸酶进行检测,在AKP底物NBT、BCIP作用下,未分化的ES细胞显微镜下为黄褐色,分化的不着色;核型鉴定表明ES细胞具有正常的二倍体核型。     

MicroRNA在多能干细胞的表达与功能

具有自我更新能力和多向分化潜能的胚胎干(ES)细胞及诱导多能干(iPS)细胞在再生医学领域有着巨大的应用潜力。目前获得多能干细胞的效率依然偏低,与干性获得及维持相关的调控机制尚不十分明确,严重制约了多能干细胞的进一步研究与应用。近年的研究表明,microRNAs(miRNAs)不仅在ES细胞增殖分化、维持多能性方面具有重要的调控作用,在诱导体细胞形成iPS细胞的过程中也扮演着重要角色。有关miRNAs在ES细胞以及iPS细胞的表达与调控研究的新进展,为多能干细胞的进一步研究提供了新思路与新方法。本文侧重就miRNAs在ES细胞和iPS细胞的表达及其在细胞增殖分化、干性维持等方面的功能进行综述,以供相关研究参考。     

胚胎干细胞诱导分化研究进展

哺乳动物胚胎干细胞一般可从胚胎囊胚内细胞团分离得到 ,具有在体外保持不分化的无限增殖能力 ,在合适的培养条件下 ,胚胎干细胞可定向诱导分化形成多种细胞类型。人们对胚胎干细胞进行体外培养与定向分化可以得到大量同源细胞 ,以应用于患疾病的细胞或器官移植治疗等研究。文章概述了胚胎干细胞增殖与分化的信号调节机制、诱导分化方法 ,国内外研究概况及展望 4个方面的内容     

Effects of telomerase and telomere length on epidermal stem cell behavior

A key process in organ homeostasis is the mobilization of stem cells out of their niches. We show through analysis of mouse models that telomere length, as well as the catalytic component of telomerase, Tert, are critical determinants in the mobilization of epidermal stem cells. Telomere shortening inhibited mobilization of stem cells out of their niche, impaired hair growth, and resulted in suppression of stem cell proliferative capacity in vitro. In contrast, Tert overexpression in the absence of changes in telomere length promoted stem cell mobilization, hair growth, and stem cell proliferation in vitro. The effects of telomeres and telomerase on stem cell biology anticipate their role in cancer and aging.     

大鼠心肌条件培养基在昆明白小鼠胚胎干细胞分离培养中的效果

采用大鼠心肌条件培养基对昆明白小鼠胚胎干细胞进行分离、消化传代、培养鉴定等,研究大鼠心肌条件培养基在昆明白小鼠胚胎干细胞分离培养中的作用效果。结果显示,SD大鼠心肌条件培养基在昆明白小鼠3.5d囊胚胚胎干细胞集落分离中,所分离的昆明白小鼠胚胎干细胞集落具有岛屿状生长,隆起于饲养层上;碱性磷酸酶染色为强阳性;体外分化可形成类胚体状结构,贴壁的类胚体周边会出现许多分化的上皮样细胞或单个散在的细胞;经过常规冻存传代的胚胎干细胞集落具有较为一致的生长形态,并呈现胚胎干细胞集落所特有的岛屿状生长形态;对传至第5代的小鼠胚胎干细胞集落进行核型分析,小鼠胚胎干细胞核型正常率大于75%。试验证实,SD大鼠心肌条件培养基在昆明白小鼠胚胎干细胞分离培养过程中效果较好。     

小鼠胚胎中脑神经干细胞分离、培养及分化

目的:探讨小鼠胚胎中脑分离神经干细胞的体外培养方法,以获取高纯度的神经干细胞,为神经干细胞的深入研究提供试验材料。方法:无菌条件下分离孕12~13 d小鼠胚胎中脑曲,制成单细胞悬液,碱性成纤维生长因子(bFGF)和B27存在的培养基中培养扩增,通过免疫细胞化学染色鉴定神经干细胞及子代细胞的分化方向,流式细胞术检测TH阳性神经元比例。结果:培养的部分细胞体外分裂增殖,同时表达神经干细胞特异性抗原nestin,并向神经细胞和胶质细胞分化并经流式细胞仪检测自然分化为多巴胺能神经元的比例为3.25%。结论:小鼠胚脑中脑存在具有多分化潜能的神经干细胞,它们能在体外稳定培养、传代和分化。     

组织块法分离山羊表皮干细胞研究

采用组织块法从山羊耳部皮肤基底层分离表皮干细胞,并通过形态学观察、免疫组化染色以及克隆形成率等方法检测山羊表皮干细胞在DMEM/F12和F12两种不同培养体系中的体外生长特性。结果表明,DMEM/F12是一种适合表皮干细胞体外增殖培养的培养基,在此培养体系中细胞可传代至11代。     

枸杞多糖对小鼠精原干细胞增殖作用的影响

[目的]观察枸杞多糖(LBP)对体外培养的小鼠精原干细胞的增殖作用。[方法]选2～5日龄的ICR小鼠,采用多次贴壁法纯化精原干细胞培养3 d,加入不同浓度的LBP,利用MTT比色分析法和Brdu增殖细胞标记法,检测不同浓度LBP对体外培养精原干细胞增殖的影响。[结果]与对照相比,用LBP处理后的精原干细胞的细胞数量明显增多,高浓度的LBP(200μg/ml)对精原干细胞的增殖有明显的促进作用(P<0.01)。[结论]LBP能够促进精原干细胞的增殖。     

Endothelial cells stimulate self-renewal and expand neurogenesis of neural stem cells

Neural stem cells are reported to lie in a vascular niche, but there is no direct evidence for a functional relationship between the stem cells and blood vessel component cells. We show that endothelial cells but not vascular smooth muscle cells release soluble factors that stimulate the self-renewal of neural stem cells, inhibit their differentiation, and enhance their neuron production. Both embryonic and adult neural stem cells respond, allowing extensive production of both projection neuron and interneuron types in vitro. Endothelial coculture stimulates neuroepithelial cell contact, activating Notch and Hes 1 to promote self-renewal. These findings identify endothelial cells as a critical component of the neural stem cell niche.     

精原干细胞的体外增殖与分化

最近，由于干细胞研究普遍取得的令人鼓舞的进展以及干细胞分离、培养、移植等新技术方法的出现和发展，出生后雄性个体的生殖系干细胞——精原干细胞(spermatogonial stem cell, SSC)已成为一个愈加引人瞩目的课题。SSC位于睾丸曲细精管基膜上，既具有自增殖(self-renewal)潜能和定向分化潜能，又是自然状态下出生后个体内在整个生命期间能够进行自增殖并能将基因传递至子代的惟一成体干细胞。了解干细胞增殖与分化的调节机制，获得足够数量的种子细胞一直是所有干细胞研究共同面临的迫切问题之一。近年来，借助于SSCs移植技术这一功能性检测方法，国内外学者就SSCs体外培养的条件进行了深入探讨，取得了可喜进展。结合自己的前期工作，参考相关最新进展，就影响哺乳类SSCs体外存活、增殖、分化的因素及未来需要解决的问题进行了评述。     

精原干细胞的体外增殖与分化

最近,由于干细胞研究普遍取得的令人鼓舞的进展以及干细胞分离、培养、移植等新技术方法的出现和发展,出生后雄性个体的生殖系干细胞———精原干细胞(spermatogonialstemcell,SSC)已成为一个愈加引人瞩目的课题。SSC位于睾丸曲细精管基膜上,既具有自增殖(self-renewal)潜能和定向分化潜能,又是自然状态下出生后个体内在整个生命期间能够进行自增殖并能将基因传递至子代的惟一成体干细胞。了解干细胞增殖与分化的调节机制,获得足够数量的种子细胞一直是所有干细胞研究共同面临的迫切问题之一。近年来,借助于SSCs移植技术这一功能性检测方法,国内外学者就SSCs体外培养的条件进行了深入探讨,取得了可喜进展。结合自己的前期工作,参考相关最新进展,就影响哺乳类SSCs体外存活、增殖、分化的因素及未来需要解决的问题进行了评述。     

Generation and in vitro differentiation of a spermatogonial cell line

Spermatogenesis is the process by which spermatogonial stem cells divide and differentiate to produce sperm. In vitro sperm production has been difficult to achieve because of the lack of a culture system to maintain viable spermatogonia for long periods of time. Here we report the in vitro generation of spermatocytes and spermatids from telomerase-immortalized mouse type A spermatogonial cells in the presence of stem cell factor. This differentiation can occur in the absence of supportive cells. The immortalized spermatogonial cell line may serve as a powerful tool in elucidating the molecular mechanisms of spermatogenesis. Furthermore, through genomic modification and transplantation techniques, this male germ cell line may be used to generate transgenic mice and to develop germ cell gene therapy.