CRISPR系统促进脂肪干细胞成骨分化与抑制成脂分化的研究

本研究旨在优化组织培养法分离小鼠脂肪间充质干细胞（adipose-derived stem cells,ASCs）,为研究成骨分化和成脂分化在间充质干细胞分化过程中的相互影响奠定基础。通过细胞形态学观察、细胞生长曲线和流式仪器检测所分离获得的间充质干细胞的特性,利用CRISPR-dCas9系统在快速促进间充质干细胞成骨分化的前提下观察其对成脂分化的影响,并通过生化染色、实时荧光定量PCR和免疫细胞学等手段进行分析。结果显示,接种3~5 d后可见细胞从组织块周围爬出,光镜下可见细胞形态多为成纤维细胞样的梭形细胞,且形态单一均匀,具有较高的爬出率,可以大大提高脂肪间充质干细胞的分离效率;通过CRISPR-dCas9系统激活Runx2和Osterix基因后可以促进间充质干细胞的成骨分化,实时荧光定量PCR及油红O染色结果显示,CRISPR-dCas9系统可以同时抑制间充质干细胞的成脂分化;通过CRISPR-dCas9-KRAB系统同时抑制成骨相关基因Runx2和Osterix后可以促进成脂分化。本研究利用组织贴壁法成功获得了高纯度的脂肪间充质干细胞,具有间充质干细胞的特性和分化能力;利用CRISPR系统可以同时过表达Runx2和Osterix两个基因,可以在进成骨分化的同时抑制成脂分化,表明成脂分化和成骨分化的相关性,为基因编辑在间充质干细胞诱导分化和临床应用方面提供了新的思路和方法。     

蒙古羊骨髓间充质干细胞的分离培养及多向诱导分化

本研究旨在建立蒙古羊骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)体外分离、纯化、增殖方法,诱导其向脂肪细胞、成骨细胞及软骨细胞分化。穿刺法抽取蒙古羊骨髓组织,采用密度梯度离心法结合贴壁培养法分离纯化BMSC,增殖,并测定其生长曲线及细胞倍增时间。对第3代蒙古羊BMSC进行成脂、成骨及成软骨诱导,观察诱导后的细胞形态。采用油红O、茜素红、HE等染色法在组织学水平对BMSC进行成脂、成骨和成软骨分化鉴定。结果显示,蒙古羊BMSC呈现均一梭形成纤维细胞样生长,生长曲线呈S型,生长增殖能力良好。在不同分化诱导之后,细胞呈现脂肪细胞、成骨细胞及软骨细胞的表型特征。表明获得的蒙古羊BMSC具有多向分化潜能,所分离细胞确为骨髓间充质干细胞。     

绒山羊毛囊干细胞的分离培养及诱导分化鉴定

试验旨在建立绒山羊毛囊干细胞体外分离培养方法,并对其生物学特性和多向分化潜能进行鉴定。利用两步酶消化法和差速贴壁法分离纯化毛囊干细胞,对其进行传代培养,测定生长曲线和克隆形成率,采用油红O和茜素红染色法对第5代毛囊干细胞向成脂和成骨分化情况进行鉴定。结果显示,分离得到的毛囊干细胞形态均一,体积小,呈典型的铺路石状生长,生长曲线呈S型,克隆形成能力强。成脂诱导后,细胞体积增大,细胞质增多,胞内出现小脂滴,诱导12 d后,脂滴逐渐增多,油红O染色呈阳性;成骨诱导后,细胞边缘模糊,出现颗粒状结节,经茜素红染色呈阳性。表明获得的绒山羊毛囊干细胞具有多向分化的潜能。     

南阳牛骨髓间充质干细胞的分离培养及多向分化

本研究旨在建立南阳牛骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)体外分离培养方法,在此基础上研究其生物学特性和多向分化的能力。采用骨髓穿刺法取3月龄小牛的肋骨骨髓,分离培养BMSCs,传代培养并测定其生长曲线,RT-PCR检测Oct4、Nanog、Sox2基因的表达,然后取P3 BMSCs分别向神经和脂肪细胞进行诱导分化,并利用组织学染色技术和RT-PCR技术进行鉴定。结果表明,分离得到的BMSCs大小均匀,多呈梭形的成纤维细胞样生长;RT-PCR可检测到干细胞因子Oct4、Nanog、Sox2的表达;不同代次细胞生长曲线呈S型,一般在第3天时进入指数生长期,第7天后进入平台期;成神经诱导后,甲苯胺蓝染色可见明显的尼氏体结构,RT-PCR检测ENO2和GFAP基因表达呈阳性;成脂肪诱导后,油红O染色后可见大量的脂滴存在,RT-PCR检测Leptin和PPAR基因表达呈阳性。试验证明,成功分离得到了南阳牛BMSCs,且其具有多向诱导分化潜能。     

北京油鸡角膜缘干细胞分离培养及分化潜能研究

【目的】 研究北京油鸡角膜缘干细胞（LSCs）分离、培养、鉴定及多向分化潜能等生物学特性。【方法】 取10胚龄健康北京油鸡鸡胚的角膜缘,采用分散酶Ⅱ（dispaseⅡ）联合胰蛋白酶二步法分离细胞,进行体外培养,绘制生长曲线,通过免疫荧光和RT-PCR技术鉴定LSCs特异性标志物细胞角蛋白3（CK3）、CK12、细胞周期调控蛋白p63、ATP结合盒转运蛋白（ABCG2）和细胞角蛋白19（CK19）的表达;通过成骨和成软骨诱导检测其多向分化潜能。【结果】 获得的北京油鸡细胞折光性强、贴壁后呈多角形,生长曲线呈典型的S型,群体倍增时间（PDT）随着代次的升高逐渐下降;免疫荧光检测结果表明,分离的细胞中ABCG2、p63和CK19均呈阳性表达,CK3和CK12不表达;RT-PCR检测结果表明,分离的细胞表达p63、CK19、ABCG2,不表达CD45,说明分离的细胞为LSCs。LCSs成骨诱导分化后,可见被茜素红染色的矿化钙结节,RT-PCR检测结果表明其表达成骨关键基因骨桥蛋白（OPN）和Ⅰ型胶原蛋白（Col-Ⅰ）;成软骨诱导分化后,可见被阿利新蓝染色的软骨组织,RT-PCR检测结果表明其表达成软骨细胞关键基因转录因子性别决定区Y框9（SOX-9）和Ⅱ型胶原蛋白（Col-Ⅱ）。【结论】 本研究成功从10胚龄北京油鸡胚胎角膜缘中分离LSCs,且其具有良好的增殖活力及成骨和成软骨能力,结果可为禽类LSCs的资源保存研究提供参考。     

猪骨髓间充质干细胞分离培养和诱导分化脂肪细胞

采用全骨髓培养法分离猪骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)并传代培养;取第4代纯化的MSCs在成脂诱导培养基中诱导分化;分化的成脂细胞用形态学和油红O染色法进行鉴定;用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)检测成脂分化标志基因PPARγ2和LPL mRNA的表达情况。结果显示,分离培养的猪MSCs细胞经连续传代形态上无明显改变;MSCs在成脂分化培养液中诱导分化2d开始有少量脂滴出现,油红O染色成阳性,诱导18d成脂转化率可达59.8%;在诱导分化第5、10、15天时,PPARγ2mRNA相对表达量分别是(5.065±0.159)、(6.268±0.340)、(9.277±0.261),LPL mRNA的相对表达量分别是(10.995±1.473)、(13.130±0.712)、(15.762±0.934)。结果表明,用本诱导条件诱导猪MSCs向脂肪细胞分化,经形态学和油红O染色鉴定,成脂细胞分化率可达60%,且随分化时间的延长,脂肪细胞标志基因表达增加。     

鸡精原干细胞定向诱导分化特性的研究

取孵化18～20d的鸡胚睾丸，分离精原干细胞（SSCs），培养传代3次后，用特异性化学物质定向诱导分化，以研究鸡培养传代后SSCs保持多向分化的潜能。①用特异的化学物质地塞米松、β-磷酸甘油钠、维生素C诱导鸡SSCs向成骨细胞分化，用Von Kossa＇s法、改良的钙钴法及免疫组化法进行成骨细胞鉴定；②用维甲酸（RA）、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤（IBMX）诱导SSCs向神经元样细胞分化，甲苯胺蓝特异染色和组织化学鉴定。③用地塞米松、胰岛素、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤（IBMX）诱导SSCs向脂肪细胞分化，特异性的油红O染色和脂肪细胞标志基因PPAR7检测。结果显示，SSCs被诱导15～21d后分化为成骨细胞，诱导形成率为80％；Von Kossa＇s染色细胞间布满黑色颗粒，具有矿化基质沉积；改良钙钴法碱性磷酸酶染色胞浆呈深棕色或深黑色，免疫组化染色细胞呈阳性。SSCs被诱导3～7d后分化为神经元样细胞，甲苯胺蓝染色阳性率为85％。SSCs被诱导7～21d后，分化成脂肪细胞，分化率为85％。诱导的脂肪细胞经特异性的油红O染色为阳性，并高表达脂肪细胞标志基因PPARγ。结论：在不同的诱导条件下，SSCs可被定向诱导分化为3种成体细胞，证明其培养传代后仍具有多向分化能力。     

不同代次大鼠骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞成骨分化比较

本研究旨在观察不同代次骨髓间充质干细胞(BMSCs)和脂肪间充质干细胞(ADSCs)体外培养的生长特点和体外诱导成骨能力。通过密度梯度离心和贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞,用含地塞米松、抗坏血酸、β-甘油磷酸钠的培养液定向诱导传代细胞向成骨细胞分化,并利用茜素红染色、碱性磷酸酶染色及PCR方法检测成骨细胞。结果表明骨髓及脂肪间充质干细胞呈成纤维细胞样生长,增殖能力强,生长迅速。第5、10、15、20代BMSCs及ADSCs经诱导培养后茜素红染色呈阳性并且出现"矿化"、碱性磷酸酶活性强,随着细胞代次的递增,诱导后细胞碱性磷酸酶活性呈递减趋势;诱导后的两类细胞传代后细胞仍能继续分化,并形成正常的"矿化"结节,且碱性磷酸酶染色均弱于初次诱导。结果提示,BMSCs及ADSCs易于分离培养及体外扩增,诱导条件下成骨能力强且成骨细胞传代培养仍具有成骨能力,适合作为再生医学骨组织工程的种子细胞。     

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。     

荷斯坦牛羊水来源干细胞分离培养及其表面标志检测

利用羊水来源干细胞培养技术体系,从胎龄285 d荷斯坦奶牛胎儿羊水中分离培养干细胞;采用RT-PCR技术检测干细胞表面标志或相关基因。成功分离培养出奶牛羊水来源干细胞,干细胞中CD-90、Nanog、Oct4、TERT、Sox2、Desmin和HES1表达阳性。从奶牛胎儿羊水中分离干细胞具有可行性和有效性,为进行转基因研究提供靶细胞奠定了基础。     

山羊类ES细胞的分离与培养

旨在优化并建立有利于山羊类ES细胞生长的饲养层细胞、培养基、细胞因子和传代方法。本研究选择武汉市本地白山羊配种6～7 d后的胚胎,通过全胚培养法、酶消化与机械分离结合法分离山羊类ES细胞,并在不同的细胞饲养层中饲养、在培养基中添加不同的生长因子、采用不同的传代方法,比较不同培养条件对山羊类ES细胞生长和增殖的影响。通过碱性磷酸酶染色和免疫组化染色法鉴定ES细胞特异生物标记AKT、SSEA-1和Oct-4的表达,并将得到的山羊类ES细胞进行体外分化。结果表明,与小鼠胎儿成纤维细胞(Mouse embryonic fibro-blast,MEF)和山羊胎儿成纤维细胞(Goat embryonic fibroblast,GEF)相比,C2C12更有利于细胞的贴壁,但差异不显著(P>0.05);细胞传代时,在高浓度细胞因子LIF(Leukemia inhibitory factor)和SCF(Stemcell factor)中处理ICM(Inner cell mass),更有利于细胞传代(传至第8代);培养基中添加LIF和SCF的同时,添加肝素和胰岛素,更有利于细胞的传代(传至第9代);山羊类ES细胞中SSEA-1(...     

牛胚胎生殖细胞的分离与培养

以牛胎儿为材料,从原始生殖细胞（PGC）分离培养出胚胎生殖细胞（EG）,并进行传代和鉴定,对影响胚胎生殖细胞分离与培养的因素进行了探讨,研究发现以共培养方式培养牛原始生殖细胞时,原代培养都可以出现大量形态较好的EG细胞集落,说明同源的体细胞可以很好地支持PGC的生长和增殖,组织块培养细胞克隆数目较少,PGC很难增殖,不能形成典型的集落,传代也不理想,只传了一代.同时比较了不同传代方法对牛胚胎生殖细胞细胞传代的影响,发现消化＋机械分离法和消化＋吹打法都可以用于EG细胞的传代.消化＋吹打法操作简单,省时省力,也能够很好的保持细胞的增殖活力.原代培养的牛原代胚胎生殖细胞进行了细胞表面标志抗原SSEA-1,3,4鉴定,呈弱阳性.细胞体外培养可以分化为成纤维样细胞、上皮样细胞和类胚体.     

绵羊羊水干细胞外源基因高效转染及快速筛选方法的建立

试验旨在建立绵羊羊水来源多潜能干细胞(amniotic fluid-derived stem cells,AFSC)外源基因高效转染及快速筛选方法,同时保持其多潜能特性。采用脂质体法,以pCMV-DsRed为报告质粒,转染绵羊AFSC,36 h后,流式细胞仪分析外源基因的瞬时转染效率为69.17%。以浓度为6 mg/mL的G418筛选5 h获得纯化转基因绵羊AFSC单克隆。转基因绵羊AFSC RT-PCR检测表达Oct-4、SSEA-1,体外悬浮培养可形成类胚体。结果表明,转基因标记绵羊AFSC保持了发育全能性的潜能,构建的转基因绵羊AFSC可以示踪性研究其在体内的分化路径和最终宿主。     

猪雄性生殖干细胞的分离培养及鉴定

本试验旨在探索猪雄性生殖干细胞(mGSCs)体外分离、培养的适宜条件,建立猪雄性生殖干细胞体外培养体系。采用两步酶消化法对新生小猪睾丸生殖干细胞进行了体外分离和初步的培养鉴定,并利用层黏连蛋白和明胶的不同贴壁特性,比较2种差易贴壁分选方法的富集效果,并对传代后的干细胞培养1周后进行碱性磷酸酶染色鉴定,通过免疫荧光技术检测培养细胞是否表达干细胞标志蛋白OCT-4。试验结果表明,层黏连蛋白更适用于猪生殖干细胞的富集、培养,细胞分选效率及增殖生长明显优于采用明胶分选的方法。培养的mGSCs拥有与小鼠mGSCs相同的形态、增殖及表达特征。鉴定结果显示,生长细胞克隆碱性磷酸酶染色呈阳性,支持细胞碱性磷酸酶染色呈阴性;培养的生殖干细胞克隆表达转录蛋白OCT-4,而饲养层支持细胞OCT-4抗体染色则呈阴性。结果表明培养的干细胞克隆仍保持较好的干细胞活性,保持正常的自我复制和分化潜能,初步建立了生殖干细胞培养体系。     

西门塔尔牛表皮干细胞的分离培养与生物学特性研究

旨在建立西门塔尔牛表皮干细胞(epidermal stem cell, EpSCs)分离培养体系,探究其生物学特性,为西门塔尔牛种质资源保存提供新方法,为干细胞治疗研究提供种子细胞。采用3～4月龄西门塔尔牛背部表皮,通过酶消化法和组织贴壁法两种方法分离培养西门塔尔牛EpSCs,绘制EpSCs生长曲线探讨其增殖能力。通过免疫荧光鉴定EpSCs表面标记物(ITG β1、P63和CD71),通过RT-PCR分析EpSCs特异性基因(ITG β1、KRT19和ITG α6)表达情况。通过体外诱导EpSCs分化为脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞检测其分化潜能。结果显示,组织块贴壁法获得的EpSCs纯度较低,酶消法获得的EpSCs纯度较高,细胞传代至P28代时开始逐渐老化。EpSCs细胞生长曲线呈“S”型。免疫荧光结果显示EpSCs表面特异性标记物ITG β1、P63和CD71呈阳性表达,RT-PCR结果显示EpSCs高度表达ITG β1、KRT19和ITG α6,不表达CD31基因。EpSCs诱导分化脂肪细胞时,产生可被油红O着色的脂滴,经鉴定细胞阳性表达脂肪细胞PPAR-γ和LPL特异性基因。Ep...     

Isolation,Culture and Multiple Differentiation Induction of Nanyang Bovine Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

The study aimed to build the method of Nanyang bovine bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) separation culture in vitro, and study its bionomics and the ability of multiple differentiation induction on this basis. Using bone marrow puncture to take rib bone marrow of 3 months calf, isolation and culture BMSCs, subcultured and determined its curve of growth, detected Oct4, Nanog, Sox2 genes expression by RT-PCR technique, then took P3 BMSCs into neural and fat cells to carry out induction differentiation, and took the use of histology staining technique and RT-PCR technique to detect. The results of the BMSCs were uniform sindleshaped in appearance; RT-PCR could dectect the expression of stem cell factor Oct4, Nanog, Sox2. The results showed that an "S" shape growth curve of cell at different generations times, it entered exponential growth stage at the 3rd day generally, and entered plateau after then the 7th day. Into nerve after induction, stained with toluidine blue was apparent throughout the structure of Nissl substance, ENO2 and GFAP genes showed a positive expression. After adipogenic differentiation of ASCs was assessed by oil Red O staining which showed a large number of lipiddroplet, RT-PCR dectected Leptin and PPAR genes showing a positive expression. The tests showed that had successfully isolated from Nanyang bovine BMSCs and it had the potential of multidirectional differentiation.     

鸡胚胎干细胞的分离和培养

实验从鸡第X期胚胎中分离胚盘,以鸡成纤维细胞为饲养层,用添加了10%的胎牛血清、2%的鸡血清、2mmol/LL-谷氨酰胺、1mmol/L丙酮酸钠、5.5×10-5mol/Lβ-巯基乙醇、10μL/mL非必需氨基酸以及含1000IU/mL白血病抑制因子(LIF)、10ng/mL碱性成纤维生长因子(bFGF)和5ng/mL干细胞生长因子(SCF)的高糖DMEM对细胞进行培养和传代,可以获得传至5～6代的鸡胚胎干细胞(ES)。通过对传代培养后的鸡ES细胞进行AKP染色鉴定和SSEA-1的鉴定,证实细胞未发生分化,具有胚胎干细胞的特征。同时通过不同分离胚盘方法和不同消化时间的比较得出药勺法提取胚盘简单易行,原代消化5～8min的ES细胞适合于传代培养。