胰腺干细胞体外诱导分化研究进展

胰腺干细胞是一种多能干细胞,具有无限分裂和永久自我更新的能力,可在特定因素的影响或诱导下,分化成胰腺导管、胰岛、外分泌腺泡等特定胰腺组织类型,甚至肝细胞.由胰腺干细胞诱导分化的胰岛β细胞在治疗Ⅰ型糖尿病和纠正部分Ⅱ型糖尿病中具有重要意义.论文就胰腺干细胞的存在部位、诱导干细胞为胰岛β细胞的生物活性物质、诱导分化为胰腺β细胞的方法及调控胰腺干细胞分化的信号通路等方面做一综述.     

胰腺干细胞分化为胰岛细胞的诱导方法

糖尿病作为全球范围内的代谢性常见疾病,严重影响着患者的生命质量。常规的药物和胰岛素注射并不足以根治糖尿病。近年来,逐渐发展起来的干细胞的相关研究,有望从根本上治愈糖尿病及其并发症,因而成为治疗糖尿病的研究热点。而利用干细胞医治糖尿病的关键点是明确干细胞的来源及分化为胰岛细胞的诱导方法。论文针对胰腺干细胞存在部位及诱导方法的研究概况做一综述。     

胰腺干细胞的研究进展

概述了胰腺干细胞的分布、胰腺的发生、胰腺干细胞的相关标记物以及胰腺干细胞的体外分离培养、增殖、分化等领域的研究进展，并对胰腺干细胞的生物学特征、体外分离培养时遇到的困难等进行了探讨，针对所遇到的困难提出了一些改进意见。     

胚胎干细胞体外诱导分化的研究进展

胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)是由早期胚胎内细胞团(ICM)或原始生殖(PGC)细胞经体外分离、抑制分化培养获得的多潜能细胞。ES细胞具有发育分化的多潜能性和无限的自我更新能力，能在体外长期培养并具有向机体各种组织细胞分化的潜能。由于ES细胞的全能性，在体外可以分化出包括3个胚层在内的所有细胞，     

移植源于人单克隆胰腺干细胞的胰岛治疗大鼠糖尿病

将人单克隆胰腺干细胞(1.0×104个/孔)接种在铺有明胶的6孔板内,体外定向诱导其分化为包含大量β细胞的类胰岛.双硫腙染色呈阳性.RT-PCR检测,转录表达胰岛素.Sprague-Dawley成年大鼠30只,6只腹腔注射缓冲液作正常对照,24只腹腔注射2%链脲菌素制备糖尿病模型.注射后48 h及5、8 d,断尾采血,测定全血血糖.随机取3次血糖均>16.65 mmol/L的糖尿病大鼠用于移植试验.DMEM稀释每个阳性孔诱导胰岛细胞至100 μL,分别移植在12只糖尿病大鼠左侧肾囊内.6只糖尿病模型对照大鼠左侧肾囊内分别注射100 uL DMEM.实验大鼠每10 d断尾测全血血糖1次.在为期67 d的移植试验中,12只诱导胰岛移植大鼠血糖水平从18.93～25.78 mmol/L降至6.32～11.47 mmol/L.除2只死于移植感染外,其余存活了54～67 d.6只糖尿病对照大鼠血糖水平持续在18.73～25.96 mmol/L.1只感染死亡,5只存活了16～42 d.6只正常对照大鼠血糖基本保持在3.56～5.83 mmol/L,死亡率为0.结果表明,人单克隆胰腺干细胞体外定向诱导能分化为包含大量β细胞的功能性胰岛,移植这些诱导胰岛能降低糖尿病大鼠血糖水平,延长其寿命.     

胚胎干细胞的体外诱导分化

胚胎干细胞是从早期囊胚内细胞团或桑葚胚中分离的一种多潜能细胞，具有体外无限增殖和自我更新能力，而且还能被定向诱导分化形成机体几乎所有的细胞类型，如肝细胞、造血细胞、成骨细胞、神经细胞、神经胶质细胞、肌肉细胞、胰岛细胞、内皮细胞、黑色素细胞、淋巴细胞、脂肪细胞、成纤维细胞等。     

胚胎干细胞体外诱导分化的研究进展

胚胎干细胞(Embryonic stemcells,ES细胞)是从附植前胚胎的内细胞团(ICM)或附植后胎儿的原始生殖细胞(PGCs)经体外抑制分化培养、分离和克隆得到的具有发育全能性的细胞。ES细胞体外诱导分化的研究自从20世纪90年代开始到现在,一直是生命科学和医药工程领域的研究热点,并且近年来这方面的研究也取得了一些突破性的进展。本文简述了胚胎干细胞的诱导原理、方法和定向分化的一些细胞种类以及目前研究存在的问题和困难。     

胚胎干细胞的体外诱导分化

胚胎干细胞是从早期囊胚内细胞团或桑葚胚中分离的一种多潜能细胞,具有体外无限增殖和自我更新能力,而且还能被定向诱导分化形成机体几乎所有的细胞类型,如肝细胞、造血细胞、成骨细胞、神经细胞、神经胶质细胞、肌肉细胞、胰岛细胞、内皮细胞、黑色素细胞、淋巴细胞、脂肪细胞、成纤维细胞等.     

盘羊脐带间充质干细胞的分离培养及诱导分化

试验旨在研究野生盘羊脐带间充质干细胞（umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs）的分离、培养及体外多向分化潜能等生物学特性。取盘羊分娩后的新生雄性胎儿脐带,采用组织块培养法分离盘羊UC-MSCs后进行体外培养,并对UC-MSCs进行成骨、成软骨和成脂诱导分化,检测其多向分化潜能。结果显示,应用组织块培养法获得的盘羊UC-MSCs具有UC-MSCs特有的呈簇、成纤维状的特性,细胞呈"S"型曲线生长,细胞的倍增时间平均为33.50 h,且可以向成骨细胞、成软骨细胞和成脂细胞分化。诱导分化特异性染色结果表明,野生盘羊UC-MSCs经诱导后的成骨细胞经茜素红S染色呈现典型的橙红色钙沉积物聚集,成软骨细胞经阿利新蓝染色呈现蓝色的软骨基质,成脂细胞经油红O染色呈现深红色的脂滴。实时荧光定量PCR检测结果发现,随着诱导时间的延长,成骨分化的细胞中骨内γ-羧基谷氨酸蛋白（BGLAP）、骨桥蛋白基因（OPN）、Runt相关转录因子2（RUNX2）基因的相对表达量极显著升高（P<0.01）;成软骨分化的细胞中光蛋白聚糖（LUM）基因的表达量明显增加,而双糖链蛋白多糖（BGN）和Y染色体性别决定区基因盒9（SOX9）基因表达量极显著提高（P<0.01）;成脂分化的细胞中脂蛋白酶（LPL）和过氧化物酶体增殖因子活化受体γ（PPAR-γ）基因的相对表达量极显著上升（P<0.01）。试验结果表明,用盘羊胎盘附带的脐带组织可以分离到盘羊UC-MSCs,且分离到的UC-MSCs具有分化为成骨细胞、成软骨细胞及成脂细胞等多向分化潜能。     

胚胎干细胞向神经细胞定向诱导分化方法的研究进展

胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能,有望成为治疗神经系统疾病重要的种子细胞来源。如何高效地诱导胚胎干细胞向特定神经细胞分化是目前研究的热点。本文就胚胎干细胞定向分化成神经细胞的3种方法:RA诱导法、谱系选择法和SDIA法及其移植研究做一综述。     

鱼类胚胎干细胞的研究进展

胚胎干细胞是存在于早期胚胎或原始生殖嵴,具有发育全能性和无限增殖能力的一类细胞。作为实验材料,该类细胞已广泛应用于基因的表达与调控、细胞分化的机制、动物克隆及转基因动物生产等研究领域。与其他哺乳动物胚胎干细胞的研究相比,虽然鱼类胚胎干细胞的研究起步较晚,但近年来该领域的研究进展迅速。本文综述了鱼类胚胎干细胞的分离培养、生物学特性、体外分化能力及嵌合体形成等方面的研究进展。     

鱼类胚胎干细胞的研究进展

胚胎干细胞是存在于早期胚胎或原始生殖嵴,具有发育全能性和无限增殖能力的一类细胞.作为实验材料,该类细胞已广泛应用于基因的表达与调控、细胞分化的机制、动物克隆及转基因动物生产等研究领域.与其他哺乳动物胚胎干细胞的研究相比,虽然鱼类胚胎干细胞的研究起步较晚,但近年来该领域的研究进展迅速.本文综述了鱼类胚胎干细胞的分离培养、生物学特性、体外分化能力及嵌合体形成等方面的研究进展.     

鸡ES细胞体外定向诱导分化特性的研究

旨在探索鸡胚胎干细胞(ES细胞)体外定向诱导的多向分化潜能.分离鸡X期胚盘细胞,体外培养传代,经鉴定后,采用地塞米松(DEX)、β-甘油磷酸钠(β-GP)和维生素C(VitC)诱导ES细胞向成骨细胞分化;采用维甲酸(RA)、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)诱导ES细胞向神经元样细胞分化;采用DEX、胰岛素、IBMX诱导ES细胞向脂肪细胞分化,比较不同浓度组合诱导剂的诱导效果,分别用Von Kossa's染色法、甲苯胺蓝染色法、免疫组化法、油红O染色法和RT-PCR鉴定诱导产生的细胞.结果显示,ES细胞被诱导3～21 d后,分化为成骨细胞,诱导率为40％～72％;被诱导4～7 d后,分化为神经元样细胞,诱导率为71％～84％;被诱导2～21 d后,分化为脂肪细胞,油红O染色阳性,并表达PPARγ基因.结果表明,在体外条件下,ES细胞可被特异的化学物质定向诱导分化为成骨细胞、神经元样细胞和脂肪细胞,具有多向分化潜能.     

视黄酸诱导鸡胚胎干细胞向雄性生殖细胞分化的研究

体外胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）向生殖细胞分化可用于治疗不育症,同时也为揭示种系世代的分子机制提供最佳模型。试验旨在探讨视黄酸（retinoic acid,RA）诱导鸡胚胎干细胞（chicken embryonic stem cells,cESCs）向雄性生殖细胞（male germ cells,MGCs）分化的作用效果。利用胰蛋白酶消化法从新鲜种蛋X期鸡胚中分离胚胎干细胞,以鸡胚成纤维（chicken embryo fibroblast,CEF）细胞为滋养层,进行体外培养,利用形态法、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AKP）染色和胚胎阶段特异性表面抗原（embryo specific surface antigen 1,SSEA-1）检测对获得的胚胎干细胞进行鉴定。结果表明,获得典型的呈巢状或岛状的cESCs克隆,细胞AKP染色呈蓝紫色,表明其具有较高的内源性AKP活性;SSEA-1鉴定结果呈阳性,显示cESCs克隆具有多能性。采用10^-5 mol/L RA诱导鸡胚胎干细胞向雄性生殖细胞分化,镜下观察细胞形态变化,分别于诱导第0、2、4、6、8、10天提取细胞总RNA,反转录成cDNA,用于实时荧光定量PCR检测生殖细胞标志基因的表达。结果表明,在此诱导过程中,作为胚胎干细胞标志基因Nanog、Sox2表达量持续显著下降,而生殖细胞特异性基因Dazl、Stra8、c-kit、integrin α6表达量呈持续上升趋势;免疫细胞化学检测可观察到特异基因相关蛋白的阳性克隆。本研究成功分离出cESCs,可体外培养并保持未分化状态及多能性。10^-5 mol/L RA能够促进cESCs向雄性生殖细胞方向分化,可以引起生殖细胞相应基因的表达,为进一步研究雄性生殖细胞的形成和调控机制提供参考。     

胚胎干细胞分化研究进展

胚胎干细胞分化的研究已成为生物学领域中的研究热点,也是生物工程、组织工程产业化的主要方向,文章对胚胎干细胞的生物学性质、分化机制、诱导途径及研究进展做一综述.     

用单层分化法进行胚胎干细胞神经分化的研究

用单层分化法研究了 ES细胞从 0～ 316 h(第 14天 )的神经分化过程。无饲养层培养的 ES细胞在无血清的N2 B2 7培养基中开始神经分化。从 72 h开始 ,神经外胚层的特异性转录因子 Sox1表达 ,在克隆的边缘逐渐出现向外迁移的细胞 ,形状呈圆形或椭圆形 ,有 1～ 2个细胞突起。在 191h(第 8天 )之后 ,细胞可迁移至克隆边缘的 2 0 0 μm之外 ,这些有细长突起的细胞表达神经元特异性蛋白 Tau。以后 ,迁移细胞的突起开始交叠成网状。 316 h(第 14天 )时 ,细长的纤维可跨越在不同的克隆之间 ,长达上千微米。此时 ,免疫染色的结果表明 ,在克隆的中央有较多的圆形 Nestin阳性细胞 ,而克隆的边缘有大量的 β- tubulin 阳性细胞 ,它们交织成复杂的网状图像。阶段性表达基因的表达时序研究表明 ,ES细胞的特异性转录因子 Oct4开始减弱时 ,Sox1表达开始 ,此时细胞由全能状态进入早期神经分化状态 ;Tau的表达是 Sox1表达的下游事件。这一时序与胚胎发育中神经发生的时序相符。单层分化法能直观地展示 ES细胞的神经分化过程 ,可作为研究细胞分化、胚胎发育及药物筛选的体外模型     

干细胞培养定向分化的研究进展

在广泛文献检索的基础上,笔者综述了干细胞分类、分型及诱导定向分化,并探讨了细胞定向分化机理,为组织器官的替代治疗提供参考.