IGF1对生长30d鹿茸的体外培养鹿茸生长中心干细胞的影响

【研究目的】利用细胞培养技术，探讨胰岛素样生长因子（IGF1）对生长30d的鹿茸体外培养不同代数梅花鹿鹿茸生长中心干细胞（鹿茸干细胞）的影响；【方法】原代分离、培养生长30d的鹿茸的梅花鹿鹿茸干细胞．将第2代、5代、8代鹿茸干细胞经含有不同浓度的IGF1（0，1，3，和10nM）作用后，在培养24h后用3H．胸腺嘧啶核苷测定法检测每分钟衰变数（DPM）值；【结果】取材于生长30d鹿茸的干细胞，全部IGF1处理组（1，3，10nM）都显著高于对照组（0nM）（p〈0．01）。3个不同浓度IGFI处理组的平均值和最高值都是离体培养2代的细胞最低（分别为2987和3743DPM／mg蛋白），而培养5代的细胞最高（分别为10320和12180DPM／mg蛋白）．第8代的细胞又开始下降（分别为8754和11568 DPM／mg蛋白）；【结论】IGF1能够促进鹿茸干细胞分裂增殖，生长30d鹿茸的干细胞在离体培养，不同培养时期的鹿茸干细胞对IGF1刺激的敏感度不同。     

鹿茸干细胞与鹿茸再生

鹿茸是唯一能够完全再生的哺乳动物器官,因而成为良好的生物医学研究模型。研究发现,鹿茸的再生是一个基于干细胞的过程,其内在的生长机制和调控模式对再生医学等研究领域具有重大的意义。本文对鹿茸的组织学、形态学及鹿茸干细胞的发现/鉴定进行了总结,进而探讨了鹿茸干细胞内与再生相关的基因。     

鹿茸发育研究进展

综述鹿茸再生和干细胞的研究成果,为鹿茸发育的进一步研究提供技术支持和奠定理论基础,以促进器官再生和干细胞研究.     

Galectin-1促进再生及在鹿茸再生中的免疫调节作用

鹿茸再生是基于鹿茸干细胞的发育过程。研究发现,半乳糖凝集素1(Galectin-1)在鹿茸干细胞中差异表达,具有免疫抑制功能。本文综述了Galectin-1在鹿茸再生中的免疫调控作用,为揭示鹿茸再生的免疫调控机制提供了重要理论依据,为再生医学模型的建立奠定了基础。     

鹿茸干细胞p21基因表达水平及其对细胞周期的影响

为初步探讨p21基因在基于鹿茸干细胞的鹿茸再生过程中所起的生物学作用,本研究利用qRT-PCR以及流式细胞术,以鹿脸部骨膜细胞(FPCs)为对照组,对鹿茸干细胞的生茸区骨膜细胞(APCs)和角柄骨膜细胞(PPCs)中p21基因mRNA表达水平和细胞周期分布进行了检测。进一步通过RNAi干扰技术,抑制APCs中p21基因表达水平,验证其对细胞周期分布的影响。结果表明,鹿茸干细胞中p21基因mRNA表达水平显著高于对照组细胞(APCs PPCs FPCs,P 0.05);相对于对照组细胞,鹿茸干细胞周期分布没有显著差异;低表达p21基因的APCs细胞周期无显著变化,说明p21基因表达水平的变化对鹿茸干细胞周期无直接影响。本研究为深入揭示该基因在鹿茸干细胞中高表达所起的生物学作用奠定了基础。     

鹿茸再生干细胞成骨诱导(微粒体)培养体系的建立

针对鹿茸再生活体研究周期长、耗资大、对动物损伤大等问题,利用在培养液中加入TGF-β1、地塞米松、抗坏血酸、β-磷酸甘油等对鹿茸再生干细胞进行体外诱导,成功建立了一种鹿茸再生干细胞体外诱导成骨的培养体系,模拟了鹿茸软骨内骨化的生长过程。     

农科院特产所定性具有刺激断肢再生能力的鹿茸干细胞

正中国农业科学院特产研究所特种动物干细胞创新团队完成了对鹿茸干细胞全面系统地鉴定,证实鹿茸干细胞不仅具备间充质干细胞的特性,还具有一定的胚胎干细胞的特性,能够通过胚胎注射的方式嵌合到宿主生殖系统中。该研究成果定性了具有刺激断肢再生能力的鹿茸干细胞,对深入解析鹿茸再生机制具有里程碑意义。相关研究成果在线发表在《细胞死亡与疾病(CELL DEATHDISEASE)》上。     

鹿生茸区骨膜不同部位生茸潜力的研究进展

鹿茸是雄鹿的第二性征,是由雄鹿头部额外脊处的骨膜组织所形成的,这部分骨膜被称为"生茸区骨膜"。生茸区骨膜具有巨大的生茸潜力,将生茸骨区膜移植到鹿体的其它部位,能诱导异位鹿茸的发生;一片直径约2cm的生茸区骨膜组能够在约60d的内再生出约10kg左右的鹿茸组织。研究发现,生茸区骨膜不同区域具有不同的生茸潜力,分别负责形成鹿茸的不同分枝和主干;生茸区骨膜细胞为干细胞。鹿茸干细胞的发现,为研究鹿茸生物学特性和揭示鹿茸完全再生机制开辟了一条新的通路。     

鹿茸间充质干细胞条件培养基对乳腺癌细胞系4T1的作用

本试验主要探讨了鹿茸间充质干细胞条件培养基对乳腺癌细胞4T1的作用。分离、培养、鉴定了鹿茸间充质干细胞,采用MTT法检测了鹿茸间充质干细胞条件培养基对4T1细胞的增殖活性的影响,并通过Western blot检测了对4T1细胞凋亡的影响。结果显示,鹿茸间充质干细胞条件培养基可抑制4T1细胞的增殖,并呈浓度依赖性,并伴有4T1细胞内Cleaved-caspase 3蛋白表达上调以及Bcl-xl蛋白表达的下调。这一结果表明,鹿茸间充质干细胞条件培养基可抑制4T1细胞增殖,其机制与细胞内凋亡信号通路有关。     

鹿茸发生和再生的组织基础及其研究进展

通过对鹿茸生长发育机理研究的整理和总结,阐述了鹿茸发生和再生过程中的组织变化,特别是关于生茸区骨膜和角柄骨膜的研究,取得了重要的成果．生茸区骨膜切除后不能发生角柄和鹿茸,而被移植了生茸区骨膜的位置则生长角柄和鹿茸,证明了生茸区骨膜是鹿茸发生的组织基础,确定了生茸区骨膜中存在鹿茸再生干细胞,为进一步研究鹿茸的生长发育机理提供了重要的依据和参考．     

鹿茸干细胞内[Na+]测定及其影响因素鉴定

为探索鹿茸的形态发生与鹿茸干细胞(包括发生干细胞和再生干细胞)内[Na~+]的关系有关,以鹿茸干细胞为模型,研究不同干性的哺乳动物干细胞内[Na~+]的差异,并鉴定引起这种差异的电压门控性钠离子通道(NaV)因素。采集并培养具有不同干性的梅花鹿鹿茸干细胞,包括生茸区骨膜细胞(AP细胞,鹿茸发生干细胞)和角柄骨膜细胞(PP细胞,鹿茸再生干细胞,其干性低于AP细胞),以鹿普通脸部骨膜细胞(FP细胞)作为对照,并采用CoroNa染色方法,通过荧光强度来分析不同类型细胞内[Na~+]的差异,结合PCR方法鉴定转录水平上NaV基因的差异,并分别用睾酮和MS-222对细胞进行处理,观测其对细胞内[Na~+]的影响。结果表明:鹿茸干细胞内[Na~+]高于FP细胞,其中AP细胞内[Na~+]高于PP细胞;NaV1.1基因在AP细胞中特异性转录;睾酮对这3种细胞内[Na~+]水平没有显著影响;但是,MS-222处理能够在一定程度上降低细胞内[Na~+]。本研究发现:鹿茸干细胞内[Na~+]与其干性一致,干性高的AP细胞内[Na~+]也相对较高;NaV1.1基因在转录水平上的差异,可能是造成AP细胞内[Na~+]高的主要原因;干扰NaV的MS-222能够在一定程度上降低细胞内[Na~+]。说明哺乳动物器官的发生和再生可能与低等动物器官上的发现类似,都与细胞内[Na~+]有关。     

干细胞ECM修复软骨缺损与鹿茸干细胞ECM的研究进展

鹿茸软骨中富含血管,不但能修复缺陷还能实现再生,是研究软骨缺损修复的良好天然模型。由于鹿茸干细胞所分化的软骨分布着丰富的血管网络,所以其ECM中可能含有大量促进软骨生成的细胞因子和功能蛋白。本文就软骨缺陷修复进行综述,对使用鹿茸干细胞ECM修复软骨缺陷的初步结果进行总结,并提出展望。     

鹿茸干细胞基因组DNA甲基化的检测方法

以鹿茸干细胞为研究对象,分别采用甲基化敏感性扩增多态性(MSAP)和荧光标记甲基化敏感性扩增多态性(F-MSAP)方法对鹿茸干细胞进行全基因组DNA甲基化检测。结果表明:MSAP方法共检测到387个位点,F-MSAP方法共检测出1 524个位点。2种方法所得结果中均发现Ⅰ型条带数最多,Ⅲ型条带数最少。与MSAP方法比较,F-MSAP方法在数据分析和实际操作过程中具有安全、高效、高通量、自动化等特点,更适用于检测鹿茸干细胞基因组DNA甲基化。     

鹿茸干细胞MSAP分析技术体系的建立及引物筛选

利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术进行鹿茸干细胞基因组DNA甲基化研究,建立并优化鹿茸干细胞MSAP技术分析的反应体系。对MSAP技术中的关键步骤DNA提取、酶切、预扩增反应中连接产物稀释倍数、选择性扩增反应中预扩增产物稀释倍数等条件进行了优化。同时,利用优化条件,应用ABI3730xl测序仪对64对引物进行筛选。结果表明:优化后的反应体系得到条带清晰、重复好和特异性强的选择扩增产物。建立的MSAP反应体系保证了MSAP图谱的稳定性和多态性,筛选出来的32对引物组合满足鹿茸干细胞以及后续鹿相关基因组DNA甲基化研究。     

S100A4蛋白的生物学功能研究进展

S100A4是S100蛋白家族成员之一,是一种具有EF双螺旋结构域的Ca2+结合蛋白。S100A4在多数成体组织细胞中不表达,在多种肿瘤和干细胞等增殖细胞内高度表达。相关研究表明,S100A4蛋白的表达与细胞的异常增生及肿瘤的发生、发展有关,并可促进肿瘤细胞的转移、侵入以及瘤区血管的生成。本研究组发现,S100A4在鹿生茸区骨膜(鹿茸发生的组织基础)和角柄骨膜(鹿茸再生的组织基础)的组织细胞中均大量存在。与肿瘤细胞不同的是,鹿茸干细胞并没有因为S100A4的表达而发生异常的侵入和转移,其增殖、生长直至分化为形状规则的完整鹿茸受到了严格的调控。鹿茸是哺乳动物中唯一可以周期性再生的复杂器官,其再生的机制引起了越来越多的关注,S100A4作为一种在快速增殖细胞中高度表达的多功能蛋白,为我们揭示鹿茸的发生与再生机制提供了一个新的研究方向。     

Notch信号通路在体外培养的鹿茸干细胞中的表达

Notch信号通路是一条进化上十分保守的信号转导系统,在调节干细胞增殖、分化和凋亡方面起到重要作用。研究表明,鹿生茸区骨膜和角柄骨膜分别含有鹿茸发生和再生的干细胞。应用RT-PCR的方法对离体培养生茸区骨膜和角柄骨膜细胞进行检测,得出Notch信号通路各信号因子在2种细胞中的表达情况。结果:Notch-1、Notch-2、Notch-4、Dll-4J、agged-1J、agged-2、Hes-1等信号因子在这2种干细胞中均有不同程度的表达,说明Notch信号通路可能参与了他们的增殖、分化的调控。     

梅花鹿鹿茸S100A4融合蛋白在大肠杆菌中的表达纯化

我们的前期研究表明,鹿茸发生和再生都是依赖干细胞的过程。鹿茸的干细胞存在于鹿未来鹿茸发生区的骨膜中,即生茸骨膜。AP细胞表达特有的分子S100A4,推测为鹿茸发生的关键调节分子。进一步从分子水平阐述S100A4在鹿茸发生中的调节机制需要高质量S100A4的纯品。为了解决这一问题,我们针对已从梅花鹿AP细胞反转录出的S100A4基因序列,设计了含有EcoR I和BamH I酶切位点的上下游引物,并扩增出了目的片段。其后将S100A4基因片段和PGEX-6P-1载体酶切并进行了连接,转入Top10F’感受态细胞中,涂板筛选出了阳性克隆,进行了菌液PCR及双酶切鉴定,再将重组质粒转入了BL21（DE3）pLys S表达菌株进行了IPTG诱导表达。用聚丙烯酰胺凝胶电泳及western blot鉴定表明融合蛋白成功表达,随后对融合蛋白进行了纯化。本研究成功地实现了鹿本身特有的S100A4基因的体外表达。     

中国农业科学院特种动物干细胞创新团队

<正>特种动物干细胞创新团队,以梅花鹿、狐狸、水貂等特种经济动物生产性状相关细胞簇为研究重点,通过精准的组织采样、细胞培养和离体检测模型,揭示这些细胞在鹿茸生长、毛皮性状等生产性能中扮演的角色,利用分子生物学技术寻找生产性能相关的调控基因,进而提高这些特种经济动物的生产性能。该团队在基础研究方面揭示鹿茸再生的分子基础和内在调控机制;技术应用方面成功构建能够有效表达和生产生物活性因子的鹿茸生物反应器,拟表达一种生物活性因子;人才培养方面已     

中国农业科学院特种动物干细胞创新团队

正特种动物干细胞创新团队,以梅花鹿、狐狸、水貂等特种经济动物生产性状相关细胞簇为研究重点,通过精准的组织采样、细胞培养和离体检测模型,揭示这些细胞在鹿茸生长、毛皮性状等生产性能中扮演的角色,利用分子生物学技术寻找生产性能相关的调控基因,进而提高这些特种经济动物的生产性能。该团队在基础研究方面揭示鹿茸再生的分子基础和内在调控机制;技术应用方面成功构建能够有效表达和生产生物活性因子的鹿茸生物反应器,拟表达一种生物活性因子;人才培养方面已     

中国农业科学院特种动物干细胞创新团队

<正>特种动物干细胞创新团队,以梅花鹿、狐狸、水貂等特种经济动物生产性状相关细胞簇为研究重点,通过精准的组织采样、细胞培养和离体检测模型,揭示这些细胞在鹿茸生长、毛皮性状等生产性能中扮演的角色,利用分子生物学技术寻找生产性能相关的调控基因,进而提高这些特种经济动物的生产性能。该团队在基础研究方面揭示鹿茸再生的分子基础和内在调控机制;技术应用方面成功构建能够有效表达和生产生物活性因子的鹿茸生物反应器,拟表达一种生物活性因子;人才培养方面已